【摘 要】建筑物的隔震設(shè)計(jì)最工程設(shè)計(jì)中不可忽視的環(huán)節(jié)。 在建筑結(jié)構(gòu)中加入隔震設(shè)計(jì)或是在已有建筑中加入隔震技術(shù)的改造將有助于降低建筑物特別是高層建筑在地震中的影響。筆者認(rèn)為；綜合考慮隔震設(shè)計(jì)時(shí)提高的抗震安全性、減少或避免震后修復(fù)等附加價(jià)值，隔震設(shè)計(jì)具有其廣泛的應(yīng)用前景。

【關(guān)鍵詞】建筑物；隔震設(shè)計(jì)；思考

建筑物的隔震設(shè)計(jì)最工程設(shè)計(jì)中不可忽視的環(huán)節(jié)。 在建筑結(jié)構(gòu)中加入隔震設(shè)計(jì)或是在已有建筑中加入隔震技術(shù)的改造將有助于降低建筑物特別是高層建筑在地震中的影響。

近代的基礎(chǔ)隔震技術(shù)基本上可以分為兩大類，即彈性隔震和基礎(chǔ)滑動(dòng)隔震。在彈性隔震中，疊層鋼板橡膠墊隔震技術(shù)應(yīng)用最多。這類隔震方案主要是在房間底層與基礎(chǔ)頂面之間增設(shè)一個(gè)側(cè)向剛度很低的隔震層，使在地震過(guò)程中整個(gè)結(jié)構(gòu)體系的周期變長(zhǎng)，變形集中在底層，上部結(jié)構(gòu)基本上是剛性運(yùn)動(dòng)。但主要用于隔震水平地震動(dòng)，對(duì)于豎向震動(dòng)則幾乎沒(méi)有隔離作用；另一方面，這種隔震體系實(shí)際上是在地震時(shí)對(duì)上部結(jié)構(gòu)起著低通濾波的作用，地震中的中高頻成分幾乎全部可以濾掉，但并不能完全避免結(jié)構(gòu)共振。

1、隔震結(jié)構(gòu)的技術(shù)要求

隔震技術(shù)不僅在新建工程中獲得應(yīng)用，而且已用于現(xiàn)有建筑的抗震加固改造。隔震裝置可安裝在結(jié)構(gòu)的防火層或設(shè)備層，隔震層可設(shè)置在結(jié)構(gòu)的不同部位，如基礎(chǔ)、中間層等，也可設(shè)置在房屋的頂層，同時(shí)起到結(jié)構(gòu)加層和抗震加固的目的。由于傳統(tǒng)的加固改造技術(shù)對(duì)結(jié)構(gòu)震后的性能和不可靠程度缺乏準(zhǔn)確地了解，故較難達(dá)到強(qiáng)度和延性的合理匹配。采用隔震技術(shù)對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固改造，通過(guò)在隔震層設(shè)置剛度很小的隔震裝置，將地震變形集中到隔震裝置上，相對(duì)于依靠結(jié)構(gòu)本身的較高強(qiáng)度和較低變形來(lái)吸引地震能量而言，隔震結(jié)構(gòu)的周期和阻尼都有很多的提高，故加速度和位移反應(yīng)明顯降低。同時(shí)，耗能減震加固改造技術(shù)，智能材料加固改造技術(shù)，以及吸振減震加固改造技術(shù)等開(kāi)辟了房屋加固改造的新途徑。

2、隔震建筑的主要形式

2.1 基礎(chǔ)隔震

基礎(chǔ)隔震是建筑新技術(shù)家族中的佼佼者，大量試驗(yàn)研究及多次強(qiáng)震實(shí)踐表明，基礎(chǔ)隔震以其極少的投資換取很大的安全系數(shù)?；A(chǔ)滑動(dòng)隔震效果受地面運(yùn)動(dòng)頻率特性的影響較小，幾乎不會(huì)發(fā)生共振現(xiàn)象。

所謂基礎(chǔ)隔震，就是在建筑物的基礎(chǔ)與上部結(jié)構(gòu)之間增設(shè)高度很矮，具有足夠可靠性的隔震層，控制地面運(yùn)動(dòng)向上部結(jié)構(gòu)傳遞，地震時(shí)其能量可反饋到地面或由隔震層吸收，以大大減小結(jié)構(gòu)及構(gòu)件的地震反應(yīng)，確保建筑物的整體安全，其內(nèi)部設(shè)備不發(fā)生破壞或喪失使用功能，室內(nèi)人員不遭受傷害也不會(huì)有強(qiáng)烈震感。同時(shí)，還可以防止結(jié)構(gòu)內(nèi)部的次生災(zāi)害。主震后無(wú)需避震疏散，即使發(fā)生罕遇大震隔震房屋也不會(huì)倒塌。

在其中使用的橡膠隔震墊不僅有良好的隔震性能，而且該技術(shù)在造價(jià)方面也有其優(yōu)越性。隔震結(jié)構(gòu)與一般結(jié)構(gòu)相比，費(fèi)用增加的部分包括：隔震構(gòu)件、隔震層上面的樓面、設(shè)備管道的柔性接頭及相應(yīng)的設(shè)計(jì)費(fèi)用和施工費(fèi)用。如果上部結(jié)構(gòu)仍然按傳統(tǒng)的抗震設(shè)計(jì)，其總工程費(fèi)用略有增加。、

采用基礎(chǔ)隔震設(shè)計(jì)上應(yīng)注意：（1）在建筑周邊，隔震層部分要比基礎(chǔ)大一圈，因此場(chǎng)地要寬裕；（2）隔震層的周圍設(shè)擋土墻，其上部有墻外狹道等，因此要確保地震時(shí)不因上部結(jié)構(gòu)的移動(dòng)而帶來(lái)其它問(wèn)題；（3）方便檢查和更換隔震裝置；（4）為使設(shè)備管線適應(yīng)隔震層的位移和變形，常采用柔性連接或球型接點(diǎn)，但要考慮安放裝置及檢修的空間；（5）隔震建筑物與其它建筑物之間的聯(lián)系通道要適應(yīng)相對(duì)變形，確保暢通無(wú)阻。

2.2 中間層隔震

在基礎(chǔ)以上的中間樓層設(shè)置隔震層，下部結(jié)構(gòu)同建筑物一樣直接與地基接觸，因此它不存在基礎(chǔ)隔震層建筑的底步積和墻體數(shù)量問(wèn)題，但是隔震層以下的樓層要做抗震處理。在市場(chǎng)地不太寬裕時(shí)可以把隔震層設(shè)計(jì)在地面上，在空中變形有利于節(jié)約用地，同事也能有效減少地基的挖土量。

采用中間層隔震，設(shè)計(jì)上應(yīng)該注意：（1）為適應(yīng)隔震層的移動(dòng)變形，該部分的建筑外墻應(yīng)該設(shè)水平縫，要考慮防水 隔音 防火等，也要注意地面的協(xié)調(diào)美觀，（2）解決樓梯 電梯井 機(jī)器升降 設(shè)備管線等貫穿隔震層的問(wèn)題，并考慮防火區(qū)間的劃分；（3）便于檢查 更換隔震裝置及耐火材料等。隔震裝置布置和選取的一般原則為：（1）隔震層具有適當(dāng)?shù)乃絼偠?，在?qiáng)風(fēng)作用下，隔震層具有足夠的初始剛度，在較大地震錯(cuò)用時(shí)，隔震層產(chǎn)生柔性變形，能大大消弱回評(píng)地震作用：（2）隔震層的水平剛度中心宜與上部結(jié)構(gòu)的質(zhì)心基本一致：（3）隔震裝置具有足夠的豎向承載力和水平變形能力，在發(fā)生大地震時(shí)，可安全穩(wěn)定的支撐建筑物，不會(huì)出現(xiàn)失穩(wěn)破壞，能發(fā)揮隔震功能：（4）隔震裝置具有良好的自動(dòng)復(fù)位功能，在發(fā)生大地震后，可基本復(fù)位到初始位置，當(dāng)發(fā)生余震時(shí)，可繼續(xù)有效阿輝隔震作用（5）隔震裝置具有較大的豎向剛度，在設(shè)計(jì)豎向荷載作用下，豎向定位被控制在允許值以下；（6）隔震裝置的剛度和阻尼具有較好的穩(wěn)定性，有可能出現(xiàn)荷載的溫度安慰以內(nèi)，其變化叫囂：（7）具有良好的耐久性 抗老化 抗疲勞 扛徐變等性能，能在建筑物的試用期內(nèi)發(fā)揮隔震的作用。

3、隔震結(jié)構(gòu)的控制理論

一種新的隔震設(shè)計(jì)理論—結(jié)構(gòu)控制和控制你結(jié)構(gòu)理論。結(jié)構(gòu)控制主要研究結(jié)構(gòu)工程中控制裝置的設(shè)計(jì)理論、方法及其實(shí)施，控制結(jié)構(gòu)是根據(jù)給定的條件結(jié)構(gòu)和控制裝置作為一個(gè)整體進(jìn)行油畫(huà)設(shè)計(jì)。

主動(dòng)控制由于制約因素多、造價(jià)昂貴等原因，應(yīng)用研究尚處于開(kāi)發(fā)階段。被動(dòng)控制特別是其中基礎(chǔ)隔震技術(shù)的研究，已經(jīng)逐漸成熟，在工程應(yīng)用中日漸廣泛。所謂基礎(chǔ)隔震，就是在結(jié)構(gòu)底部與基礎(chǔ)頂面之間設(shè)置隔震層，使上部結(jié)構(gòu)與固結(jié)于地基充的基礎(chǔ)部分分離，阻隔地震波向上部結(jié)構(gòu)的傳播，使得輸入結(jié)構(gòu)的能量或反饋入地基土層或被耗能元件吸收，從而大大減少結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)，保證建筑物的安全，乃至正常使用功能。

4、隔震建筑的經(jīng)濟(jì)性能

隔震建筑在震動(dòng)性能和抗震安全性方面提高了建筑結(jié)構(gòu)的附加值。因此，與以往建筑比較時(shí)，應(yīng)考慮附加價(jià)值進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。在考慮建筑的造價(jià)時(shí)，不僅要考慮其初始造價(jià)，還要考慮其使用階段期間遭受地震損壞的維修、重建、內(nèi)部物品的損壞和經(jīng)濟(jì)損失，在此意義上，隔震建筑具有很好的經(jīng)濟(jì)性能。

5、結(jié)論

浙江省大部分處不在高烈度抗震設(shè)防區(qū)，近年來(lái)也在隔震工程上做了很多工作，包括理論科研、設(shè)計(jì)推廣、橡膠隔震墊的生產(chǎn)研究等，經(jīng)過(guò)大量的隔震工程設(shè)計(jì)實(shí)踐表明：

5.1對(duì)于高烈度抗震設(shè)防區(qū)的鋼筋混凝土框架或框剪多、高層建筑，采用隔震設(shè)計(jì)比采用傳統(tǒng)抗震設(shè)計(jì)可直接降低初始造價(jià)；烈度越高、效果越好；層數(shù)越高、效果越好。當(dāng)然要注意適用性。

5.2在抗震設(shè)防烈度8度（0.20g）的低層建筑采用隔震設(shè)計(jì)時(shí)會(huì)增加初始造價(jià)，而同樣地區(qū)的小高層建筑則具有造價(jià)優(yōu)勢(shì)。

5.3高于抗震設(shè)防烈度8度（0.30g）的建筑采用隔震設(shè)計(jì)一般均會(huì)降低初始造價(jià)。

5.4采用隔震設(shè)計(jì)應(yīng)注意前期方案的選取，最好將隔震層利用成有效的建筑功能，如地下停車、設(shè)備用房等；隔震結(jié)構(gòu)的構(gòu)造設(shè)置應(yīng)注意與其他專業(yè)的配合。

筆者認(rèn)為；綜合考慮隔震設(shè)計(jì)時(shí)提高的抗震安全性、減少或避免震后修復(fù)等附加價(jià)值，隔震設(shè)計(jì)具有其廣泛的應(yīng)用前景

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