智利高層建筑的結(jié)構(gòu)材料選擇正迎來(lái)一場(chǎng)創(chuàng)新性探索。圣地亞哥的研究人員正聚焦本地輻射松制成的層壓木，通過(guò)多尺度計(jì)算建模與振動(dòng)臺(tái)測(cè)試，驗(yàn)證其在混合建筑中替代鋼和混凝土的可行性。這項(xiàng)由圣地亞哥天主教大學(xué)（USACH）土木工程系埃里克?薩瓦德拉博士領(lǐng)導(dǎo)的研究，旨在為地震頻發(fā)區(qū)的木結(jié)構(gòu)高層建筑奠定科學(xué)基礎(chǔ)，讓本土木材在抗震安全與可持續(xù)性上實(shí)現(xiàn)突破。

  研究的核心目標(biāo)是解鎖智利輻射松的結(jié)構(gòu)潛力。作為該國(guó)最常見(jiàn)的森林樹(shù)種，輻射松因低重量、高剛性和易獲取性，被視為可持續(xù)結(jié)構(gòu)解決方案的理想候選。薩瓦德拉博士解釋?zhuān)椛渌傻奈⒂^結(jié)構(gòu)復(fù)雜，包含孔隙率、水分等獨(dú)特特性，“從計(jì)算建模角度看，充分捕捉這些細(xì)節(jié)是精確預(yù)測(cè)其地震行為的關(guān)鍵”。與鋼、混凝土等傳統(tǒng)材料相比，木材制造過(guò)程碳排放更低，且具備碳封存能力，設(shè)計(jì)合理時(shí)還能通過(guò)表面碳化實(shí)現(xiàn)防火性能，這些優(yōu)勢(shì)讓輻射松在綠色建筑趨勢(shì)中更具競(jìng)爭(zhēng)力。

  研究采用 “建模與實(shí)驗(yàn)雙軌并行” 的創(chuàng)新路徑。作為 Fondecyt Regular 項(xiàng)目的一部分，研究將開(kāi)發(fā)高保真多尺度計(jì)算模型，從木材的小尺度內(nèi)部結(jié)構(gòu)（如孔隙率、含水量）入手，逐步擴(kuò)展到 CLT 梁、柱、墻等 larger 結(jié)構(gòu)尺度；同時(shí)，振動(dòng)臺(tái)實(shí)驗(yàn)將模擬層壓木與鋼筋混凝土混合結(jié)構(gòu)在極端地震下的表現(xiàn)，包括單層和多層建筑的動(dòng)態(tài)響應(yīng)。“這些測(cè)試在智利是開(kāi)創(chuàng)性的，” 薩瓦德拉博士強(qiáng)調(diào)，通過(guò)建造大型多層結(jié)構(gòu)并再現(xiàn)地震效果，將推動(dòng)該國(guó)結(jié)構(gòu)工程領(lǐng)域的重大進(jìn)步。

  項(xiàng)目分階段推進(jìn)，聚焦關(guān)鍵技術(shù)突破。第一階段將重點(diǎn)分析木 - 木、木 - 混凝土接頭的結(jié)構(gòu)連接件 —— 這些是混合建筑性能的 “薄弱環(huán)節(jié)”，直接影響整體抗震能力；同時(shí)啟動(dòng)多尺度模型開(kāi)發(fā)，先精準(zhǔn)模擬木材的小尺度行為。隨著研究深入，數(shù)值建模將覆蓋更大結(jié)構(gòu)單元，模擬結(jié)果將與新的實(shí)驗(yàn)測(cè)試數(shù)據(jù)對(duì)比驗(yàn)證，最終通過(guò)振動(dòng)臺(tái)測(cè)試還原真實(shí)地震場(chǎng)景。薩瓦德拉博士坦言：“真正的挑戰(zhàn)是提供有實(shí)際價(jià)值的結(jié)果，指導(dǎo)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工，這正是項(xiàng)目的核心貢獻(xiàn)所在。”

  這項(xiàng)研究的意義遠(yuǎn)超實(shí)驗(yàn)室范疇。智利作為地震高發(fā)國(guó)家，對(duì)建筑抗震性能的要求極為嚴(yán)苛，而木材若能通過(guò)測(cè)試證明其結(jié)構(gòu)可靠性，將為高層建筑帶來(lái) “綠色 + 安全” 的雙重優(yōu)勢(shì)。從減少碳排放到利用本土資源，從優(yōu)化抗震設(shè)計(jì)到推動(dòng)木結(jié)構(gòu)創(chuàng)新，輻射松層壓木的抗震研究不僅關(guān)乎一種材料的應(yīng)用，更關(guān)乎地震區(qū)建筑理念的升級(jí)。隨著實(shí)驗(yàn)與建模的推進(jìn)，智利或許將為全球地震區(qū)的可持續(xù)建筑提供 “木材抗震” 的新范式。想了解更多木業(yè)信息，歡迎關(guān)注木材之家mucaihome.com。