【摘 要】本文對隔震結(jié)構(gòu)方案階段應(yīng)注意和考慮的問題進(jìn)行研究和探討，為通信局房隔震方案的確定給出建議性結(jié)論，包括方案制定的原則及要點(diǎn)，從而在總體上把握隔震設(shè)計(jì)的主要方面，是對通信局房抗震設(shè)計(jì)思路的豐富和補(bǔ)充。

【關(guān)鍵詞】隔震結(jié)構(gòu)；通信建筑

1 引言

近年來，我國多地發(fā)生了破壞力極強(qiáng)的特大地震，造成了巨大的人身傷亡及經(jīng)濟(jì)損失，并且由于地震影響導(dǎo)致通信局房及其設(shè)備發(fā)生破壞，從而影響了抗震救災(zāi)的及時(shí)性，使損失進(jìn)一步加大。如何保證通信局房及設(shè)備在地震中的使用功能，保障通信生命線的暢通，成為通信局房設(shè)計(jì)中迫切解決的問題。本文緊扣通信局房的特點(diǎn)，對隔震結(jié)構(gòu)方案階段應(yīng)注意和考慮的問題進(jìn)行研究和探討，為通信局房隔震方案的確定給出建議性結(jié)論。

2 隔震設(shè)計(jì)方案的基本原則

2.1 隔震設(shè)計(jì)用于對抗震安全性和使用功能有較高要求或?qū)ｉT要求的建筑，具體而言，包括甲、乙類建筑及使用功能有特殊或?qū)ｉT要求的丙類建筑、要求提高抗震設(shè)防目標(biāo)的丙類建筑。相對2003年版中的描述，強(qiáng)調(diào)了隔震技術(shù)在提高結(jié)構(gòu)抗震性能上具備優(yōu)勢，放寬了對該技術(shù)的應(yīng)用范圍。

2.2 由于隔震設(shè)計(jì)具有滿足提高抗震性能要求的優(yōu)勢，故可按高于抗震規(guī)范基本設(shè)防目標(biāo)進(jìn)行設(shè)計(jì)。

2.3 建筑結(jié)構(gòu)確定隔震設(shè)計(jì)方案時(shí)，應(yīng)根據(jù)建筑的抗震設(shè)防類別、抗震設(shè)防烈度、建筑高度、場地條件、建筑使用功能、工藝要求、隔震產(chǎn)品和施工等因素，并與采用傳統(tǒng)抗震設(shè)計(jì)的方案進(jìn)行對比分析，經(jīng)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和使用條件綜合比較確定。

3 隔震設(shè)計(jì)方案要點(diǎn)

3.1 隔震結(jié)構(gòu)適用范圍

隔震技術(shù)主要適用于自振周期比較短的建筑結(jié)構(gòu)，采用隔震技術(shù)的結(jié)構(gòu)宜符合下列要求：

3.1.1 結(jié)構(gòu)體型基本規(guī)則；高寬比、長寬比均不宜過大，過大的高寬比容易造成上部結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)動，引起隔震支座受拉。

3.1.2 不隔震時(shí)可在兩個(gè)主軸方向分別采用《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50011—2010所規(guī)定的底部剪力法的結(jié)構(gòu)，亦即高度不超過40m、以剪切變形為主的結(jié)構(gòu)以及近似于單質(zhì)點(diǎn)體系的結(jié)構(gòu)。

3.1.3 結(jié)構(gòu)基本周期小于1.0s的結(jié)構(gòu)。

3.1.4 隔震結(jié)構(gòu)所在建筑場地宜為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ類。

3.1.5 宜選擇對抗震有利地段作為隔震結(jié)構(gòu)的場地，避開不利地段。當(dāng)無法避開時(shí)應(yīng)采取有效措施。不應(yīng)選用危險(xiǎn)地段作為隔震結(jié)構(gòu)的場地。

3.1.6 隔震建筑應(yīng)選用穩(wěn)定性較好的基礎(chǔ)類型。

3.1.7 隔震建筑的風(fēng)荷載和其他非地震作用的水平荷載標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的總水平力不宜超過結(jié)構(gòu)總重力的10％。

由以上條件可以看出，雖然隔震結(jié)構(gòu)具備有效提高結(jié)構(gòu)抗震性能的優(yōu)勢，但其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)決定了建筑結(jié)構(gòu)及場地地基需滿足上述一些基本的要求（非強(qiáng)制條文，但如若突破，需進(jìn)行更為詳細(xì)的分析計(jì)算），才能充分的發(fā)揮隔震結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢，否則相對傳統(tǒng)抗震結(jié)構(gòu)來說，建設(shè)成本有可能會提高，甚至抗震性能可能會降低。

對于中國移動在集團(tuán)內(nèi)推廣的標(biāo)準(zhǔn)化通信機(jī)房，從建筑體型來看，標(biāo)準(zhǔn)化局房方案結(jié)構(gòu)平面規(guī)則，高度小于40m，高寬比均小于1，屬于以剪切變形為主的結(jié)構(gòu)；從大量實(shí)際工程的結(jié)構(gòu)計(jì)算結(jié)果來看，結(jié)構(gòu)基本周期大多小于1s或接近1s，且由于高度較小，風(fēng)荷載作用基本可以忽略，其結(jié)構(gòu)有著基本自振周期小，整體剛度大的特點(diǎn)。結(jié)合上述隔震方案適范圍可以看出，從標(biāo)準(zhǔn)化局房建筑重要性及結(jié)構(gòu)自身特點(diǎn)方面來講，隔震結(jié)構(gòu)是一種較為適用于標(biāo)準(zhǔn)化局房的抗震設(shè)計(jì)方案。對于場地地基方面的要求，須根據(jù)隔震方案的要求在選址時(shí)加以考慮。

3.2 隔震方案與傳統(tǒng)抗震方案的選擇

傳統(tǒng)抗震結(jié)構(gòu)通過增加結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的辦法抵御地震、是提高結(jié)構(gòu)地震安全性的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法。傳統(tǒng)抗震結(jié)構(gòu)建筑設(shè)計(jì)理論完善，建筑施工的工藝與經(jīng)驗(yàn)成熟。但建筑抗震的能力是不可以無限增加，對于通信局房而言，較大的樓面荷載決定了，同等破壞力的地震所帶來的地震反應(yīng)較一般建筑要大得多，為抵御增大的地震反應(yīng)需要增大建筑結(jié)構(gòu)受力構(gòu)件，顯然是極其不經(jīng)濟(jì)的。

隔震結(jié)構(gòu)建筑用隔震層隔離傳向建筑的地震力，降低建筑結(jié)構(gòu)元件的動力反應(yīng)，從而增加了結(jié)構(gòu)的地震安全性，是以柔克剛的辦法。隔震建筑在強(qiáng)震中的地震反應(yīng)降低后，不僅建筑自身的安全得到保證，同時(shí)建筑的內(nèi)部裝飾盒設(shè)備安全也得到不同程度的保護(hù)。

3.3 隔震方案與消能減震方案的選擇

相對傳統(tǒng)抗震設(shè)計(jì)方法來說，消能減震也是一種抗震設(shè)計(jì)的新技術(shù)和新思路。與隔震方案主動減震的思路不同，消能減震結(jié)構(gòu)采用被動減震的思路，沒有減小傳給上部的地震力，而是通過在上部結(jié)構(gòu)內(nèi)部設(shè)置合適的阻尼器，來部分替代結(jié)構(gòu)自身對地震能量的消耗，并先于結(jié)構(gòu)構(gòu)件破壞，有效降低了震后建筑的維修難度和成本。相對隔震方案，消能減震方案適用范圍更廣，對結(jié)構(gòu)自身的條件要求較少，但目前國內(nèi)應(yīng)用實(shí)例相對較少，且主要用于舊房改造加固方面的工程。結(jié)合通信局房的特點(diǎn)，從概念上判斷隔震方案比消能減震方案更適用。

3.4 隔震層的設(shè)置

隔震建筑的結(jié)構(gòu)體系一般由下部結(jié)構(gòu)、隔震裝置、上部結(jié)構(gòu)組成。根據(jù)隔震層設(shè)置的位置不同， 分為基礎(chǔ)隔震、層間隔震以及懸掛隔震。從三種形式的特點(diǎn)及應(yīng)用情況來看，對于隔震層設(shè)置于第一層以上的隔震（層間隔震、懸掛隔震）體系特點(diǎn)與普通隔震結(jié)構(gòu)（基礎(chǔ)隔震）差異較大，且層間隔震、懸掛隔震隔震層以下的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算更為復(fù)雜，并且結(jié)合通信局房的特點(diǎn)，顯然基礎(chǔ)隔震更為適用，故本文討論的隔震結(jié)構(gòu)均為基礎(chǔ)隔震形式。

3.5 隔震裝置布置要點(diǎn)

3.5.1 隔震裝置的布置要同時(shí)考慮豎向和水平向要求。首先要承擔(dān)上部結(jié)構(gòu)的豎向荷載，為提高上部結(jié)構(gòu)的減震效果，隔震層的總水平剛度應(yīng)盡量降低。

3.5.2 為減小結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)，隔震裝置的布置應(yīng)盡量使隔震層的剛心與上部結(jié)構(gòu)的質(zhì)心重合，阻尼器應(yīng)盡量設(shè)置在建筑物四周，以減少扭轉(zhuǎn)。

3.5.3 隔震支座頂部宜設(shè)置在同一標(biāo)高處，以降低隔震構(gòu)造的復(fù)雜性。

對于標(biāo)準(zhǔn)化通信局房這種多層框架結(jié)構(gòu)來說，通常可采用一柱一支座的形式，

3.6 隔震建筑的設(shè)計(jì)應(yīng)確保在罕遇地震時(shí)發(fā)生大變形情況下其運(yùn)動不受阻礙。應(yīng)按相關(guān)設(shè)計(jì)要求設(shè)置防震縫和水平隔離縫。同時(shí)，由于通信局房地下管道、線纜較多，建筑設(shè)計(jì)中應(yīng)充分考慮地震作用時(shí)隔震層發(fā)生變形時(shí)對地下管道、線纜的影響，采取必要的有效防護(hù)措施，以保證地下管道、線纜在地震作用下隔震結(jié)構(gòu)發(fā)生較大水平位移時(shí)可以正常運(yùn)行和工作，同時(shí)應(yīng)具備足夠的耐久性。

4 結(jié)論

4.1 結(jié)合通信局房特別是標(biāo)準(zhǔn)化局房的特點(diǎn)，隔震結(jié)構(gòu)具有有效提高建筑抗震性能的優(yōu)勢，對于地震高烈度地區(qū)的通信局房抗震設(shè)計(jì)不失為一種較好的設(shè)計(jì)思路。

4.2 相對于消能減震設(shè)計(jì)方案，隔震方案更適用于通信局房的抗震設(shè)計(jì)。

4.3 相對層間隔震、懸掛隔震的隔震方案，基礎(chǔ)隔震方案更適用于通信局房設(shè)計(jì)，即將隔震層設(shè)置在第一層以下，基礎(chǔ)與上部結(jié)構(gòu)之間。

4.4 設(shè)計(jì)階段中應(yīng)充分考慮由于采取隔震方案而帶來的對地下管道、線纜的影響。

參考文獻(xiàn)：

[1]許杰，黃永林，趙蕊; 隔震建筑概念設(shè)計(jì)的基本問題. 防災(zāi)減災(zāi)工程學(xué)報(bào) 2003.6

[2]黃永林; 基礎(chǔ)隔震研究與應(yīng)用的回顧與前瞻. 1998.4

[3]GB500011-2010 建筑結(jié)構(gòu)抗震規(guī)范 2010.12

作者簡介：

宋國濤，（1979.8），男，河北豐潤，學(xué)歷：碩士，工程師，研究方向：結(jié)構(gòu)工程