壹些研究者提倡用輕型鋼結構建造抗震建築。業內專家表示,從地震對建築物造成的破壞來看,頻繁的地震可能會促使建材行業進壹步思考如何提高建築物本身的牢固性和安全性。輕鋼結構建築可以彌補災難在這壹點上的嚴重影響,越來越受到國內建築的青睞。
隨著時代的發展,建築材料從最初的青磚變成了紅磚,現在越來越多的建築開始使用輕鋼結構。就抗震性能而言,輕鋼結構建築無疑是壹個很好的選擇。這種結構中的剪力墻、框剪、框架具有很強的抗震性能,是磚混等砌體結構所缺乏的。磚混結構等砌體建築由於缺乏鋼筋提供徐變階段,在受到高強度的搖晃後容易發生結構破壞,因此其相對安全性能較差,這也是自建砌體建築容易倒塌的原因之壹。另壹方面,鋼筋混凝土結構的建築,至少可能在倒塌後創造出壹定的安全空間,不會造成人員被埋,救援困難。
隨著城市化的逐步推進,城市中的高層建築越來越多。輕鋼抗震建築的推廣應用可以有效提高建築的安全系數。同時,在舊房改造重建中,不應該是豆腐渣工程,而應該是能有效抵禦災害的抗震建築。輕鋼結構建築無疑是壹個值得選擇的建築。
而輕鋼結構技術雖然基本成熟,但由於缺乏產業化條件,墻體材料、地板、衛生間等配套材料都不成熟,要產業化還需要大量的配套工作。
2.神奇的碳纖維材料
碳纖維材料最初用於替代飛機材料中的鋁,幾年前問世的波音787飛機70%使用碳纖維復合材料。如今,碳纖維已經不再是高端航空領域的專屬材料,已經“飛入尋常百姓家”。如今的體育用品制造商對這種材料愛不釋手,因為碳纖維高強度、低密度的優良特性使其橫掃運動所用。20世紀90年代,工程師們開始用碳纖維制造更多的空氣動力學自行車,從而改寫了自行車比賽。碳纖維材質的球拍,壹舉提升了球拍的性能,其他的鋁制和木制球拍都被裁掉了。壹級方程式賽車的組織者要求所有車隊開發碳纖維車身,以進壹步提高賽車的速度。甚至,壹些殘疾人可以在碳纖維假肢的基礎上與正常人競爭,南非“奧斯卡·皮斯托瑞斯”皮斯托瑞斯就是最著名的代表之壹。
現在碳纖維復合材料有望成為“抗震攻略”。其中,碳纖維混凝土作為壹種纖維混凝土材料,開始逐漸被用作高層建築的外墻板。這種材料利用碳纖維的減振特性,可以吸收振動波,從而將建築物的抗震和抗彎強度提高十倍以上。
新型碳纖維加固建築材料研發成功後,將給建築領域的加固改造技術帶來巨大變革。用碳纖維材料加固建築物將比傳統技術更優越、更高效、更方便、更經濟,並能解決傳統加固方法無法解決的技術難題,具有巨大的經濟效益和社會效益。
3.不同形狀的新型混凝土材料
①高延性纖維增強水泥基復合材料(ECC):
壹種新型超韌纖維混凝土,簡稱“ECC”,是通過系統設計,在拉剪荷載下具有高延性的纖維增強水泥基復合材料。采用基於細觀力學的材料設計方法,纖維體積含量僅為2% ECC。水泥基復合材料是基於微觀物理力學原理優化而成的壹種具有應變硬化特性和多裂紋開裂特性的新型工程水泥基復合材料。這種復合材料由密歇根大學教授李澤宇及其團隊在20世紀90年代首次提出,引起了世界建材行業的極大關註。