震后重建中的輕型建筑設(shè)計(jì)研究

胡芹

摘 要：在震后中間工作中，輕型建筑結(jié)構(gòu)具有較強(qiáng)的適用性，其優(yōu)勢(shì)在與抗震性能優(yōu)勢(shì)，在經(jīng)濟(jì)性與環(huán)保性方面的優(yōu)勢(shì)也非常突出，與此同時(shí)這種類型的建筑的施工速度較快，耗費(fèi)時(shí)間較短，對(duì)于快速解決地震災(zāi)區(qū)居民住房問題而言無疑有著積極的作用。鑒于此，本文對(duì)輕型建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行簡單的分析，闡述其在具體應(yīng)用中的特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì)，并圍繞震后重建中的輕型建筑的運(yùn)用與發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行探討，希望能夠從理論層面上為我國建筑行業(yè)的發(fā)展提供一點(diǎn)支持，以此推動(dòng)震后重建工作的順利開展。

關(guān)鍵詞：地震 重建 輕型建筑 設(shè)計(jì)

引言

自2008年汶川大地震以來，社會(huì)各界圍繞震后重建開展了一系列工作，尤其是震后建筑建造受到了人們的高度關(guān)注。就建筑設(shè)計(jì)而言，考慮到震區(qū)的特殊地質(zhì)條件，改進(jìn)建筑結(jié)構(gòu)具有十分重要的意義。其中輕型建筑結(jié)構(gòu)具有重要的應(yīng)用價(jià)值，對(duì)于發(fā)展震后經(jīng)濟(jì)，改善災(zāi)區(qū)人民生活條件而言無疑有著重要作用。鑒于此，針對(duì)震后重建中的輕型建筑設(shè)計(jì)的研究具有重要意義。

一、輕型建筑結(jié)構(gòu)概述

近年來，在社會(huì)經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展的背景下，在建筑領(lǐng)域中涌現(xiàn)出越來越多的新型建筑技術(shù)與材料。其中輕型結(jié)構(gòu)建筑在其中具有重要的應(yīng)用價(jià)值，相較于傳統(tǒng)房屋建筑結(jié)果，輕型結(jié)構(gòu)建筑是采用一些輕質(zhì)線狀構(gòu)件，并通過不同的組合形式，在圍合空間中加以運(yùn)用，進(jìn)而形成的一種架構(gòu)體系。關(guān)于輕型結(jié)構(gòu)的類型，主要包括輕型木結(jié)構(gòu)、紙結(jié)構(gòu)、竹結(jié)構(gòu)以及輕鋼結(jié)構(gòu)等等。在建筑設(shè)計(jì)領(lǐng)域中，輕型結(jié)構(gòu)建筑主要具有一些特點(diǎn)：

1、具有良好的抗震性能

輕型結(jié)構(gòu)建筑本身具有較小的質(zhì)量，相較于傳統(tǒng)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)與部分鋼結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)型式具有較強(qiáng)的抗地震能力，究其原因，就在于結(jié)構(gòu)自重與地震力有著密切聯(lián)系。以日本為例，其運(yùn)用的輕質(zhì)結(jié)構(gòu)建筑具備承受不超過0.6g數(shù)值的地面峰值加速度的能力，并且不會(huì)有相關(guān)損壞情況出現(xiàn)，在面對(duì)地震時(shí)，這種建筑結(jié)構(gòu)能夠有效抵御地震災(zāi)害，為人們的生命安全提供強(qiáng)有力的保障。對(duì)于我國建筑設(shè)計(jì)而言，從相關(guān)試驗(yàn)中我們也不難發(fā)現(xiàn)，在0.1g地震加速度條件下，輕型結(jié)構(gòu)依然處于彈性狀態(tài)，可見的破壞并不存在，這與我國抗震設(shè)計(jì)規(guī)范中的“小震不壞”的抗震目標(biāo)相符合。而當(dāng)?shù)卣鸺铀俣冗_(dá)到0.2～0.4g時(shí)，此時(shí)輕型結(jié)構(gòu)模型會(huì)遭受輕微的破壞，這也滿足我國抗震規(guī)范中“中震可修”的目標(biāo)。當(dāng)?shù)卣鸺铀俣瘸^0.55g時(shí)，那么輕質(zhì)結(jié)構(gòu)也會(huì)遭受嚴(yán)重破壞，并進(jìn)入彈塑性階段，然而并不會(huì)倒塌，如此就符合抗震設(shè)計(jì)規(guī)范中的“大震不倒”的原則。從中不難發(fā)現(xiàn)，在面對(duì)地震災(zāi)害時(shí)，輕型結(jié)構(gòu)建筑的優(yōu)勢(shì)十分突出。

2、施工效率高

輕型結(jié)構(gòu)建筑具有質(zhì)量小的優(yōu)勢(shì)，因此相較于傳統(tǒng)建筑，其材料運(yùn)輸以及施工速度相對(duì)較快。在面對(duì)地震災(zāi)害時(shí)，向?yàn)?zāi)區(qū)運(yùn)輸輕質(zhì)建筑材料顯然更加便捷，能夠在第一時(shí)間內(nèi)支完成對(duì)災(zāi)區(qū)的支援。與此同時(shí)，輕型建筑材料具有廣泛的來源，災(zāi)區(qū)可以接收較大的運(yùn)輸量，這時(shí)傳統(tǒng)建筑材料無法達(dá)到的。在運(yùn)到災(zāi)區(qū)之后，這部分輕型材料經(jīng)過特殊的設(shè)計(jì)方法，在架構(gòu)上的契合性能夠達(dá)到理想水平，能夠快速搭建起來。然而傳統(tǒng)鋼筋水泥則需要耗費(fèi)大量的時(shí)間。從中不難發(fā)現(xiàn)，對(duì)于災(zāi)區(qū)建設(shè)而言，輕型結(jié)構(gòu)建筑在各方面都具有大量優(yōu)勢(shì)，對(duì)于保障災(zāi)區(qū)人民基本生活具有十分積極的作用。

3、環(huán)保性

輕質(zhì)建筑材料的環(huán)保性優(yōu)勢(shì)也十分突出，并且部分結(jié)構(gòu)型式的材料源自于自然，具有循環(huán)利用的優(yōu)勢(shì)與特點(diǎn)。相較之下，傳統(tǒng)鋼筋水泥建筑則是以鐵礦物資源為主，并且在生產(chǎn)過程中還會(huì)帶來一系列污染問題。顯而易見，在環(huán)保節(jié)能方面，輕型結(jié)構(gòu)建筑具有更大的優(yōu)勢(shì)。

4、高性價(jià)比

輕型結(jié)構(gòu)建筑具有廣泛的材料來源，獲取難度不大。以竹結(jié)構(gòu)為例，四川的竹材料資源十分豐富，可以做到就地取材。在面對(duì)地震災(zāi)害時(shí)，四川可以提供大量的建筑材料，如此一來，建筑原材料的運(yùn)輸與采購成本就得到大幅度降低。再者，輕型結(jié)構(gòu)材料的經(jīng)濟(jì)性也非常突出，例如紙結(jié)構(gòu)中使用的紙質(zhì)材料，或者木結(jié)構(gòu)中的木材，這些材料生產(chǎn)方便，造價(jià)自然也相對(duì)較低。此外，輕型結(jié)構(gòu)材料的可再生性也十分突出，這顯示是傳統(tǒng)建筑材料不具有的優(yōu)勢(shì)，在傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)建筑施工中，這些材料的使用量非常大，對(duì)自然資源的破壞十分嚴(yán)重，因此就性價(jià)比而言，輕型結(jié)構(gòu)建筑的優(yōu)勢(shì)更加突出。

二、震后重建中輕型建筑的應(yīng)用

自2008年汶川大地震爆發(fā)之后，社會(huì)各界人士紛紛伸出援手，支援國際汶川災(zāi)后重建工作。其中汶川地區(qū)的都江堰向峨小學(xué)、北川紅楓敬老院以及綿陽殘疾人學(xué)校最具代表性。這三所公共建筑都采用的是輕質(zhì)木結(jié)構(gòu)，其發(fā)揮得臨時(shí)救助作用十分巨大。在數(shù)次較大強(qiáng)度的余震之后，這些建筑表現(xiàn)出來的抗震性能依然十分優(yōu)異。

而在日本，作為地震高發(fā)區(qū)，幾乎每年都會(huì)發(fā)生不同強(qiáng)度的地震，然而這個(gè)國家卻沒有在地震中發(fā)生嚴(yán)重的人員傷亡事故，究其原因，就在于日本建筑設(shè)計(jì)具有較高水平，其建筑物大部分都具有較強(qiáng)的抗震性能，并且以紙結(jié)構(gòu)為主。這類建筑型式對(duì)于人們居住而言也具有較強(qiáng)的適用性，為改善災(zāi)區(qū)人民生活條件而言無疑有著十分重要的影響與意義。在2008年，四川災(zāi)區(qū)人民就普遍使用了日本知名建筑師坂茂先生設(shè)計(jì)出來的紙結(jié)構(gòu)建筑，很多災(zāi)民的居住問題得到解決。而在2015年，也正是這種輕質(zhì)結(jié)構(gòu)建筑，為尼泊爾地震中的災(zāi)民提供了大量的臨時(shí)住房。2013年蘆山地震，我國臺(tái)灣建筑師謝英俊則在震后重建工作中運(yùn)用了輕鋼建筑結(jié)構(gòu)技術(shù)，為眾多貧困災(zāi)區(qū)居民提供了大量的輕鋼結(jié)構(gòu)材料的臨時(shí)住房，這類型式的建筑不管是外觀結(jié)構(gòu)，還是內(nèi)部設(shè)計(jì)，在人性化方面都要優(yōu)于傳統(tǒng)建筑，并且抗震性能也更加優(yōu)異，在地震頻發(fā)區(qū)域中具有較強(qiáng)的適用性。

三、地震災(zāi)后重建中輕型建筑的發(fā)展趨勢(shì)

綜上所述，在強(qiáng)大的抗震能力的支持下，輕型建筑在建筑設(shè)計(jì)中的運(yùn)用逐漸得到了人們的高度認(rèn)可，并且這種結(jié)構(gòu)型式具有較高施工效率，在環(huán)保性與性價(jià)比方面的優(yōu)勢(shì)也非常突出，隨著震后重建工作的深入，輕型建筑的投入使用必然越來越廣泛，對(duì)于建筑行業(yè)的發(fā)展無疑有著十分重要的影響。然而需要注意的是，在推廣與普及輕型建筑的過程中，依然需要考慮一些問題，例如木結(jié)構(gòu)建筑應(yīng)側(cè)重于木材的開發(fā)問題的處理，盡管這種資源具有可再生性，然而過度開發(fā)也會(huì)帶來一系列負(fù)面影響，例如森林被大量砍伐，植被覆蓋率大幅度降低。由此可見，在未來輕型建筑的發(fā)展過程中，還是需要圍繞規(guī)劃問題進(jìn)行充分考慮與深入研究。根據(jù)我國建筑設(shè)計(jì)中對(duì)輕型結(jié)構(gòu)的應(yīng)用現(xiàn)狀，不難看出這類建筑結(jié)構(gòu)型式具有較大的發(fā)展空間與潛力，如果規(guī)劃合理，開發(fā)適當(dāng)，那么將會(huì)為建筑行業(yè)的發(fā)展與進(jìn)步帶來十分積極的作用與影響。

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