關(guān)鍵詞：八度,抗震區(qū),隔震,技術(shù),設(shè)計(jì)

　　引言

地震是由于地面的運(yùn)動(dòng)，使地面上原來(lái)處于靜止的建筑物受到動(dòng)力作用而產(chǎn)生強(qiáng)迫振動(dòng)，因而在結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生內(nèi)力、變形和位移。經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)化后的模型動(dòng)力學(xué)分析和建筑抗震經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)，即對(duì)一次次的震害分析進(jìn)行修正、補(bǔ)充，得到一些建筑物在地震作用下的反應(yīng)機(jī)理及破壞形式，提出了一些建筑物抗震的計(jì)算方法及設(shè)計(jì)的基本原則。這些在實(shí)際應(yīng)用中得到了很不錯(cuò)的效果。但是，針對(duì)某些重要的建筑物安全性較高的要求和對(duì)一些建筑物的修復(fù)加固改造的問(wèn)題，在建筑設(shè)計(jì)和施工中逐漸地采用隔震的減震技術(shù)。隔震即是隔離地震，在建筑物和構(gòu)筑物的基底或某個(gè)位置設(shè)置控制機(jī)構(gòu)來(lái)隔離或耗散地，以避免或減少地震能量向上部結(jié)構(gòu)的傳輸，使結(jié)構(gòu)振動(dòng)反應(yīng)減輕，實(shí)現(xiàn)地震時(shí)建筑物只發(fā)生較輕微的運(yùn)動(dòng)和變形，從而保障建筑物的安全。隨著科技發(fā)展，這種技術(shù)越來(lái)越來(lái)受到人們的重視。本文主要針對(duì)8度抗震區(qū)的隔震技術(shù)應(yīng)用進(jìn)行探討。

1 隔震技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)

隔震主要分為：積極隔震(對(duì)動(dòng)力設(shè)備采取隔振措施)、消極隔震(對(duì)建筑結(jié)構(gòu)采取隔震措施)。無(wú)論積極隔震還是消極隔震，采取隔震措施就是在基底和結(jié)構(gòu)之間設(shè)置減振器或減振材料。在隔震設(shè)計(jì)時(shí)，要經(jīng)過(guò)計(jì)算，進(jìn)行多方案比較選擇最佳方案。不經(jīng)過(guò)計(jì)算而直接采取隔震措施，有時(shí)會(huì)導(dǎo)致隔震效率不高或者不經(jīng)濟(jì)。當(dāng)處理不好時(shí)，還可能產(chǎn)生共振，不僅無(wú)益還會(huì)加大震害。與以往的建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)，采用隔震技術(shù)的建筑物具有以下優(yōu)點(diǎn)：

(1)提高地震時(shí)結(jié)構(gòu)的安全性;

(2)設(shè)計(jì)自由度增大;

(3)防止內(nèi)部物品的振動(dòng)移動(dòng)和翻到;

(4)防止非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的破壞;

(5)抑制振動(dòng)的不適感;

(6)可以保證機(jī)械器具的使用功能;

　　2.房屋建筑中隔震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

2.1 隔震層的位置

隔震層一般設(shè)置在建筑物最底層的基礎(chǔ)隔震和設(shè)置在建筑物中間層的中間層隔震。在實(shí)際工程中，主要根據(jù)建筑物的用途、性能、造價(jià)等因素來(lái)進(jìn)行綜合判斷確定合適的隔震層位置。如將隔震構(gòu)件用于較大范圍若干棟中低層住宅的底下部分，其空間可作為設(shè)備用房，停車(chē)場(chǎng)和共用管道溝，這樣可有效利用城市空間。

2.2 隔震層水平剛度的結(jié)構(gòu)方案

為了提高隔震效果，隔震層的水平剛度應(yīng)十分低，使建筑物的自振周期增大。在實(shí)際中可以采用大間距、大直徑多層橡膠的結(jié)構(gòu)方案，使得每個(gè)隔震器的受荷面積增大，而總數(shù)減少。

2.3 多層橡膠層不產(chǎn)生拉力的結(jié)構(gòu)方案

多層橡膠受拉剪的試驗(yàn)資料比受壓剪的少，應(yīng)保證其受力可靠。因此，多層橡膠與上部分結(jié)構(gòu)不采用螺栓連接而采用鉸接連接，使多層橡膠層不產(chǎn)生拉力。

2.4 隔震構(gòu)件的置換

隔震建筑中，變形和能量吸收都集中在隔震層，因此隔震層構(gòu)件有可以置換的隔震結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)。特別是與隔震器獨(dú)立的阻尼器的置換一般較為方便。由于隔震器承受建筑物的重量，不如阻尼器置換容易。一般采用在建筑物或局部設(shè)置千斤頂來(lái)置換隔震器或?qū)ζ浼庸獭?/p>

3、疊層橡膠支座隔震技術(shù)的應(yīng)用

疊層橡膠支座(原名夾層橡膠隔震墊)由多層橡膠和多層鋼板或其他材料交替疊置結(jié)合而成。是一種豎向承載力極大、水平剛度較小、水平位移容許值較大的裝置。它既能化解水平地震作用，又能承受豎向地震作用。這種“疊層橡膠支座”在91年獲美國(guó)發(fā)明專(zhuān)利，它的構(gòu)造是一層橡膠一層鋼板的多層反復(fù)重疊，并在其中心部鉆孔安放鉛芯棒所組合成裝置的圓柱形支座。疊層橡膠支座形式見(jiàn)圖1.2。

3.1疊層橡膠支座隔震技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

3.1.1疊層橡膠支座隔震技術(shù)的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展情況

作為對(duì)導(dǎo)致一萬(wàn)七千人死亡的1999年土耳其地震的回應(yīng)，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO廠rC45開(kāi)發(fā)了《彈性體隔震支座》國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目。該項(xiàng)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)分三個(gè)部分，編號(hào)為22762.1，-2，和.3，其名稱(chēng)為：

ISO/FDIS 22762.1彈性體隔震支座一第l部分一試驗(yàn)方法

ISO/FDIS 22762.2彈性體隔震支座一第2部分一建筑物用一規(guī)范

ISO/FDIS 22762.3彈性體隔震支座一第3部分一橋梁用一規(guī)范

3.1.2我國(guó)疊層橡膠支座隔震技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展情況

目前我國(guó)夾層橡膠墊隔震技術(shù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)主要包括：

a、國(guó)家規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)程：

《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50011-2010)：

《疊層橡膠支座隔震技術(shù)規(guī)程》(CECSl26：2001);

《建筑隔震橡膠支座》(JGl 18.2000)。

b、疊層橡膠隔震支座性能檢驗(yàn)：

檢驗(yàn)分出廠檢驗(yàn)和型式檢驗(yàn)。型式檢驗(yàn)包括：

豎向力學(xué)性能(豎向剛度、豎向極限壓應(yīng)力、豎向極限拉應(yīng)力);

水平力學(xué)性能(水平剛度、等效粘滯阻尼比);耐久性(老化性能，徐變性能，疲勞性能);耐火性能和各種相關(guān)性能.

c、粘彈性阻尼器性能檢驗(yàn)：

主要檢驗(yàn)粘彈性阻尼器的耗能性能，疲勞性能及其極限變形能力。

3.2疊層橡膠支座隔震技術(shù)的適用范圍及技術(shù)特點(diǎn)

疊層橡膠支座隔震技術(shù)的適用范圍：

一般來(lái)說(shuō)，疊層橡膠支座隔震技術(shù)可以適合各種用途的建筑，并都能獲得較好的隔震效果。

a、疊層橡膠支座隔震技術(shù)主要適用于我國(guó)6.-一9度地震區(qū)，20層以下的各類(lèi)多層房屋(混凝土框架、磚石房屋、鋼結(jié)構(gòu)、內(nèi)框架、混合框架等);

b、出于結(jié)構(gòu)的安全性、房屋內(nèi)部物品的振動(dòng)翻到、防止構(gòu)件二次損壞等因素，更適合用疊層橡膠支座隔震技術(shù)的建筑物有：住宅(居民住宅、養(yǎng)老院、療養(yǎng)院)、公共建筑(劇院、醫(yī)院、旅館)、防災(zāi)中心建筑(學(xué)校、消防局)、核電設(shè)施(核電站、倉(cāng)庫(kù))、尖端產(chǎn)業(yè)設(shè)施(研究所、超精密加工廠)、紀(jì)念性建筑物(紀(jì)念建筑、寺廟)，同時(shí)也適用于橋梁防震、設(shè)備隔震、地下鐵道隔震、環(huán)境振動(dòng)隔震等。

3.2.1疊層橡膠支座隔震技術(shù)有以下幾大特點(diǎn)：

a、具有足夠的豎向剛度和豎向承載力;

b、隔震效果明顯、穩(wěn)定。具有足夠小的水平剛度，保證建筑物基本周期延長(zhǎng)至2.3秒或3秒以上，同時(shí)還具有較大的水平變形能力，剪切變形可達(dá)到250%而不破壞：

c、具有恰當(dāng)?shù)淖枘岜龋苡行У匚盏卣鹉芰浚瑴p少上部結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng);

d、具有穩(wěn)定的彈性復(fù)位功能，能在多次地震中自動(dòng)瞬時(shí)復(fù)位;

e、構(gòu)造簡(jiǎn)單，安裝檢測(cè)修復(fù)方便;

f、具有足夠的耐久性，產(chǎn)品正常使用壽命為60.70年;

g、充分的工程應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)并成功地經(jīng)受了真實(shí)地震的考驗(yàn);

h、具有耐反復(fù)荷載、耐疲勞、耐老化等特性。同時(shí)，疊層橡膠支座隔震建筑還具有以下優(yōu)點(diǎn)：首先其設(shè)防目標(biāo)一般可以提高一個(gè)設(shè)防等級(jí)，傳統(tǒng)建筑的設(shè)防目標(biāo)是“小震(小于設(shè)防烈度)不壞，中震(等于設(shè)防烈度)可修，大震(高于設(shè)防烈度)不倒’’，而設(shè)計(jì)合理的基礎(chǔ)隔震建筑通常能做到“小震不壞，中震不壞或輕度破壞，大震不喪失功能”。其次還可適當(dāng)降低上部結(jié)構(gòu)的設(shè)防水準(zhǔn)(一般可降低一度到一度半)，這樣就有可能使建筑布置更加靈活，并可減少一些結(jié)構(gòu)的構(gòu)造措施或減小一些結(jié)構(gòu)件的尺寸或配筋(如墻體厚度)，從而使上部結(jié)構(gòu)能節(jié)約部分土建造價(jià)。

　4、隔震技術(shù)今后的發(fā)展趨勢(shì)

a、傳統(tǒng)的依賴(lài)結(jié)構(gòu)延性的抗震措施是以一定的損傷為代價(jià)減小地震反應(yīng)，應(yīng)用減震效能技術(shù)則可以減小結(jié)構(gòu)本身的損傷，對(duì)各類(lèi)結(jié)構(gòu)基本上能使用，其減震效果對(duì)地面運(yùn)動(dòng)特性依賴(lài)性較小，耗資也不是很大，因此是可以廣泛使用的方法。值得注意的是增大阻尼在減小結(jié)構(gòu)相對(duì)位移反應(yīng)和變形的過(guò)程中有時(shí)會(huì)使結(jié)構(gòu)的絕對(duì)速度和加速度增大，從而對(duì)內(nèi)部設(shè)備和人員帶來(lái)某些不利影響。

b、基礎(chǔ)隔震技術(shù)對(duì)在短周期內(nèi)地面運(yùn)動(dòng)影響下的中短周期結(jié)構(gòu)而言，其減震效果比消能技術(shù)更好，但對(duì)地面運(yùn)動(dòng)輸入特性比較敏感，不能完全消除共振的危險(xiǎn)性。半主動(dòng)控制和混合控制方法可以滿(mǎn)足不同的設(shè)防要求，對(duì)地面運(yùn)動(dòng)和結(jié)構(gòu)本身不確定性的地適應(yīng)能力更強(qiáng)，可以提高結(jié)構(gòu)在地震作用下的安全性，引入智能元件以后，效果會(huì)更好，因此是值得重視的新領(lǐng)域。此外尚應(yīng)在不同學(xué)科和專(zhuān)業(yè)之間開(kāi)展合作和交叉研究，開(kāi)發(fā)使用的裝置、機(jī)構(gòu)和配套技術(shù)，盡快形成新的產(chǎn)業(yè)，以支持新技術(shù)的推廣應(yīng)用。結(jié)構(gòu)振動(dòng)控制的研究和應(yīng)用需要講傳統(tǒng)的建造技術(shù)與高新技術(shù)相結(jié)合，使結(jié)構(gòu)的安全保障系統(tǒng)成為智能結(jié)構(gòu)的重要組成部分，為人類(lèi)營(yíng)造一個(gè)更加安全舒適的工作和生活環(huán)境。

結(jié)束語(yǔ)

針對(duì)8度抗震區(qū)中的隔震技術(shù)和傳統(tǒng)抗震方法相比，其具有巨大的優(yōu)越性，在突發(fā)性的、超過(guò)設(shè)防烈度的地震中不破壞、不倒塌，既保護(hù)建筑結(jié)構(gòu)本身，又保護(hù)建筑物內(nèi)部的儀器設(shè)備及人員的安全，經(jīng)濟(jì)適用，將成為未來(lái)建筑抗震的主體。

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