徐艷娟 劉衛(wèi)衛(wèi)

摘 要： 隨著隔震技術(shù)的發(fā)展，隔震技術(shù)已經(jīng)從研究領域進入到實際應用階段。國際、國內(nèi)已經(jīng)采用隔震技術(shù)的建筑到4000棟左右。因此，人們開始研究當?shù)卣饋砼R時，怎么減震、消震、減弱地震能量。隔震技術(shù)開始應用于建筑中，在過去的幾十年中，經(jīng)過歷次地震檢驗，隔震設計的建筑，耗散地震能量效果顯著。隔震技術(shù)是近幾十年來地震工程最重要成果之一，是一種經(jīng)濟、可靠、有效的防震減災技術(shù)，因此世界各國都在研究抗震減災技術(shù)，致力于提高建設工程的抗震設防水平，提高建設工程的抗震能力。

關鍵詞： 隔震技術(shù) 應用 發(fā)展

1.在國際建筑工程中隔震技術(shù)的應用及發(fā)展

1923年日本關東大地震后不久，抗震設計邁出了第一步?？拐鹪O計是在針對重力設計的結(jié)構(gòu)中，增加抵抗地震的功能。在不斷摸索一種能從根本上避免地震災害的基礎上，隔震結(jié)構(gòu)開始實現(xiàn)。關東大地震后不久引入了震度法的概念，引發(fā)了是否提倡剛性結(jié)構(gòu)的爭論。震度法是指在重力和地震力的作用下，使建筑物的應力狀態(tài)保持在彈性范圍內(nèi)的一種設計方法。這時，把地震施加在建筑物上的水平作用力，設定為建筑物重量的0.1倍。

自20世紀60年代后半期以來，經(jīng)濟的高速發(fā)展促進了城市建筑高層化的發(fā)展，有關地震多發(fā)國家是否適合興建高層建筑的爭論引發(fā)了第二次剛?cè)嶂疇?。高層化會使建筑物的周期變長，與之成反比例作用于建筑物的震度也會明顯減小，因此剛?cè)嶂疇幹腥嵝詫W說一方占了上風。第四次剛?cè)嶂疇幹?，隔震結(jié)構(gòu)已經(jīng)取得了抗震結(jié)構(gòu)體系中的絕對地位。近年來，嘗試追求更能發(fā)揮抗震功能的結(jié)構(gòu)已成為一種潮流，這種結(jié)構(gòu)被稱為制震結(jié)構(gòu)，可以說隔震結(jié)構(gòu)引發(fā)了對制震結(jié)構(gòu)的追求。另外，抗震結(jié)構(gòu)利用支撐重力的骨架確保必要的強度和能量吸收能力，其原理很勉強，很難成為簡潔單純的結(jié)構(gòu)。如果說抗震技術(shù)要實現(xiàn)質(zhì)的飛躍還很困難的話，那么城市防災就不能只依靠追求單個建筑的抗震性能實現(xiàn)。但是，今后不可能將全部建筑都建成隔震結(jié)構(gòu)。在隔震結(jié)構(gòu)的優(yōu)越性面前，抗震結(jié)構(gòu)會自求轉(zhuǎn)變，隔震結(jié)構(gòu)也會隨著適用例的增多而發(fā)生質(zhì)的變化?？傊?，第五次剛?cè)嶂疇巼@隔震結(jié)構(gòu)的性能為中心展開，對抗震結(jié)構(gòu)來說，將會是一場苦戰(zhàn)，它將關系抗震結(jié)構(gòu)的命運。地震是最嚴重的自然災害之一，隔震結(jié)構(gòu)是一種有效抵抗地震的結(jié)構(gòu)。

早在19世紀，歐洲已經(jīng)萌發(fā)了基礎隔震思想。但直到20世紀70年代，新西蘭學者羅賓遜開發(fā)的LRB（鉛芯橡膠支座）隔震技術(shù)開始逐漸受到關注。1969年，在南斯拉夫，該架構(gòu)的三層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，使用天然橡膠支座的隔震裝置的隔震建筑。大約在1970年，法國馬賽蘭蒙斯克鎮(zhèn)建立了一個三層建筑，首次采用疊層橡膠支座隔震板。1981年在惠靈頓，新西蘭威廉·克萊頓（威廉·克萊頓）建立了世界上第一個使用LRB的結(jié)構(gòu)。1984年，加州律師事務所伏羲爾中心建成后，它是美國的第一個孤立的建筑，但也是世界上第一個使用高阻尼橡膠支座隔震建筑。1984年，美國鹽湖城的市政大廈，強化使用隔離技術(shù)，這是世界上第一個基礎隔震建筑的抗震加固項目，包括使用LRB隔震系統(tǒng)的方法。2003年葉楠完成了在日本大阪達到最高的部分城市塔136.8米，目前正在建設中的應用基礎隔震技術(shù)，最高的建筑迪拜塔（哈利法塔）。目前，日本、新西蘭和許多其他國家的沖擊隔離技術(shù)理論和應用研究在日本已取得了令人矚目的成就，技術(shù)處于世界領先水平。日本是世界上最重要的抗震設計的國家之一，建筑物設計考慮地震的水平普遍高于美國和歐洲。自1986年以來，建立了第一個大型現(xiàn)代化隔震建筑，日本的地震隔離建筑已經(jīng)上升到1000左右，尤其是在1995年的阪神大地震，建筑隔離技術(shù)推動了日本政府。隔離技術(shù)不僅用在政府機關和醫(yī)院，而且越來越多的住宅建筑已經(jīng)開始考慮隔離技術(shù)。

2.我國建筑工程中隔震技術(shù)的應用及發(fā)展

圖1 我國隔震技術(shù)應用布置圖

我國從上世紀80年代逐步開始應用隔震技術(shù)，隔震結(jié)構(gòu)在我國起初雖然比美、日晚，但近年來發(fā)展極為迅速，目前我國隔震建筑已建成400余棟，分別分布在我國北京、天津、河北、河南、陜西、山西、寧夏、內(nèi)蒙古、新疆、四川、福建、廣東、云南、臺灣等地區(qū)。從數(shù)量上看，僅次于日本。我國是一個多地震國家，地震分布覆蓋全國。2008年5月12日，四川汶川發(fā)生8.0級大地震，震中90%的房屋嚴重損毀，給人民生命財產(chǎn)造成巨大損失。現(xiàn)有研究表明，隔震結(jié)構(gòu)能夠輕松應對較大地震。隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展，隔震結(jié)構(gòu)憑借獨特、優(yōu)異的抗震性能，得到越來越廣泛的發(fā)展。

在中國，20世紀70年代末和80年代初，隔離技術(shù)開始受到重視，研究重點主要集中在滑動摩擦隔振系統(tǒng)，這是由于隔離元件價格低廉，更適合中國國情的滑動摩擦。20世紀80年代后期，中國學者開始專注于橡膠支座隔震技術(shù)。

目前，許多研究人員已經(jīng)進行了各種形式的隔震體系。1980年，由衛(wèi)生部主持冶金建筑研究院院長李礫在北京隔離法使用內(nèi)置幾個單個孤立的房子和北京中關村一個四層紅磚建筑，這是中國第一個隔離建設。1993年，由廣州大學周福林主辦，汕頭市建成中國第一板式橡膠支座住房。1993年，由建筑科學研究院汪壓傭周錫元，在新疆獨山子建成中國第一個滑板（PTFE）獨立的房子。1994年，華中科技大學科學唐家巷，劉在華在安陽市建成中國第一座使用鉛芯橡膠支座的隔震房子。到目前為止，中國已建立了數(shù)百幢隔震結(jié)構(gòu)，分布在北京、上海、新疆、河南、江西、廣東等20個省，涵蓋了大多數(shù)抗震設防區(qū)。我國隔震建筑比較緩慢、建筑高度較低。從個人住宅到幾十層的高層建筑、大跨度結(jié)構(gòu)等建筑，如果他們能采取適當?shù)母綦x裝置，就會整體提高抗震功能。隔震結(jié)構(gòu)主要被限制房屋高寬比，建筑高度、寬度比較大，隔離層時可能會出現(xiàn)豎向拉應力，這是比較忌諱的。同時，高寬比大，水平風荷載的影響很大，在正常使用條件下對隔震結(jié)構(gòu)產(chǎn)生很大的震動，在結(jié)構(gòu)設計中不允許。

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