3D打印建筑構(gòu)件無需鋼筋混凝土仍可抵御地震

  近年來，全球地震頻發(fā)，對(duì)于房屋的抗震性能提出了嚴(yán)峻的考驗(yàn)，抗震成了房屋建筑乃至一切土木工程最困難的課題，由于高度和用途以及建筑時(shí)間的不同，造成了結(jié)構(gòu)的不同，同時(shí)也決定了房屋的抗震能力也不盡相同，那如何才能提高房屋的抗震能力呢？

  近日，美國(guó)加州的建筑公司 Emerging Objects使用3D打印技術(shù)開發(fā)了一種建筑構(gòu)件，無需鋼筋混凝土也能抵御地震。Emerging Objects公司使用這種構(gòu)件制作了一個(gè)柱子，其整體都是由水泥作材料，3D打印磚塊拼成的。每塊磚都巧妙地與周圍的磚塊鎖扣在一起。

  Emerging Objects公司此舉是借鑒了古印加帝國(guó)方石建筑技術(shù)，他們希望從此找到靈感，開發(fā)出更加抗震的建筑技術(shù)?！懊佤敚垂庞〖拥蹏?guó)所在地）是一個(gè)地震高發(fā)的地方，但幾個(gè)世紀(jì)以來這種純以方石堆砌而成，絲毫沒有使用砂漿灰泥的建筑反而證明比使用砂漿灰泥的建筑更加抗震。古印加建筑結(jié)構(gòu)中使用環(huán)環(huán)相扣的石頭，使得整個(gè)建筑沒有一個(gè)應(yīng)力集中點(diǎn)，以及不會(huì)產(chǎn)生諧振頻率。當(dāng)?shù)卣饋砼R的時(shí)候，印加人建造的石墻可能會(huì)出現(xiàn)稍微的移動(dòng)，然后重新穩(wěn)定下來，不會(huì)出現(xiàn)倒塌的現(xiàn)象。這是一種被動(dòng)結(jié)構(gòu)控制技術(shù)，基于能量耗散和抑制共振擴(kuò)增這兩大原則。與此同時(shí)，古印加的石墻往往會(huì)有一個(gè)3°到5°的向內(nèi)傾斜角度，其拐角處往往也呈圓形，這些都有利于它們的穩(wěn)定性。

  不過與古印加帝國(guó)又大又重的石塊不同的是，Emerging Objects公司3D打印的磚塊是空心的，形成了很高的強(qiáng)度—重量比。而且據(jù)三迪時(shí)空網(wǎng)了解，公司對(duì)3D打印的每個(gè)磚塊都進(jìn)行了編號(hào)，并指定了其位置和施工順序。此外，每個(gè)磚塊都在內(nèi)部安裝了一個(gè)把手，以便于安裝和運(yùn)輸。

  雖然這只是一個(gè)關(guān)于建筑構(gòu)件連接的實(shí)驗(yàn)，但是他們3D打印的磚塊，比鋼筋混凝土的強(qiáng)度高多了，同時(shí)他們也正在研究如何使用增強(qiáng)纖維以提高材料的拉伸強(qiáng)度。