雅安地震再次將人們的目光聚焦建筑的抗震性能。揚(yáng)州大學(xué)建筑工程學(xué)院發(fā)布了一項(xiàng)大學(xué)生研究成果——“抗震樓梯”。模型實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),這種樓梯較傳統(tǒng)樓梯有更好的抗震性能,不容易在短時(shí)間內(nèi)斷裂、倒塌。
“地震時(shí)人們往往選擇樓梯作為逃生通道,而其實(shí)樓梯在地震時(shí)要比樓房脆弱,通常會(huì)早于樓房斷裂、倒塌!表(xiàng)目研究成員李鵬程告訴記者,他們在對地震受損建筑進(jìn)行實(shí)例分析并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上得出一個(gè)發(fā)現(xiàn):地震時(shí),樓梯會(huì)受到水平和垂直方向的擠壓,而傳統(tǒng)樓梯因?yàn)槎际呛蜆欠空w框架連在一起,使得樓房框架形成的附加壓力加劇了這種擠壓,從而樓梯要比樓房更容易斷裂、坍塌。
研究者認(rèn)為,如果能將樓梯獨(dú)立于樓房的整體框架以外,那么就可以大幅減少地震時(shí)樓梯承受的壓力,于是他們想到了不與樓房墻面連接的懸掛式樓梯。
“這種樓梯類似秋千。首先,我們通過房屋的橫梁固定四根長角鋼,然后在四根長角鋼下固定住一個(gè)平臺(tái)板,也就是樓梯的休息臺(tái),接著把樓梯一頭的踏步階梯連接在這個(gè)這個(gè)平臺(tái)板上,另一頭則是接在另一個(gè)平臺(tái)板上,而所有平臺(tái)板的穩(wěn)定性都是通過四根長角鋼來完成。”李鵬程解釋,由于是“獨(dú)立懸掛”,這種樓梯在地震時(shí)最多會(huì)產(chǎn)生前后左右的晃動(dòng),而晃動(dòng)又不至于讓其“散架”。在材料的選擇上,他們選用了一種名為LVL的新型材料。這種材料密度小卻能夠承受的力更大,做成的樓梯自重小、連接強(qiáng)度高,這就減小了樓梯自身晃動(dòng)時(shí)向下斷裂、墜落的幾率。
研究者還按照1:20的比例分別制作了實(shí)物模型,將新型懸掛式樓梯和傳統(tǒng)樓梯進(jìn)行實(shí)驗(yàn)對比。兩個(gè)模型被一起放在震動(dòng)臺(tái)上模擬地震瞬間。結(jié)果在同等震級下,傳統(tǒng)樓梯最先開始斷裂,而新型樓梯毫發(fā)無損。而將震動(dòng)級數(shù)不斷增加,傳統(tǒng)樓梯出現(xiàn)倒塌時(shí),新型樓梯只出現(xiàn)了裂痕,并沒有斷裂。
“我們還會(huì)進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn),確保這種新型樓梯在較大沖擊荷載下,仍能保持原有的結(jié)構(gòu)!崩铢i程告訴記者,目前他們已將這個(gè)研究成果申請國家專利,并希望這一研究成果最終能被廣泛應(yīng)用,挽救更多生命。(夏星辰)
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