四川汶川地震灾后重建应大力推广隔震技术.doc

汶川地震灾后重建应大力推广隔震技术 （摘要：四川汶川512大地震给我们带来了无穷的灾难，尽管地震不可预测不可避免，但我们现在有成熟的技术可以尽量让我们的房屋不至于倒塌，最大限度减少人员的伤亡，那就是建筑隔震技术。本文较全面地介绍了隔震技术及其优越性，并结合汶川地震出现大量的底层框架立柱塑性铰成因分析，进一步阐述了隔震技术运用的必要性，最后建议“积极稳步地推进隔震技术运用”。） 引言： 四川汶川512大地震给我们带来了无穷的灾难，因房屋的大量倒塌造成数万人的伤亡，我们却束手无策，作为一名四川人我深感内疚。尽管地震不可预测不可避免，但我们现在有成熟的技术可以尽量让我们的房屋不至于倒塌，最大限度减少人员的伤亡，那就是建筑隔震技术。 隔震技术工作原理其实很简单，并非远离人们想象。 假设我们把建筑悬空，不与地面接触，地震来临时建筑就不会受到丝毫破坏，不就隔离了地震作用？但建筑物在地球的引力作用 （图1） 下，又不可能悬空而建，那我们就得想办法来协调这对矛盾--在建筑基础与上部结构之间设置隔离地震的装置不就可以解决问题。于是我们又得思考隔震装置他需要实现的主要功能：（1）具有可靠支撑上部结构的承载能力（2）具有较小的水平刚度，以延缓地震动的反应速度，提高建筑自身的震动周期。（3）为控制建筑的水平位移量在设计适当范围内，隔震装置应有消耗地震传递给建筑的能量的功能。（4）应具有复位的能力，以确保建筑在地震后尽量恢复原位。最后，通过世界各国建筑专家的不断研究和探索，发明了叠层橡胶铅芯隔震支座，摩擦滑动隔震支座等多种类型，在目前隔震领域实际运用最多是叠层橡胶支座隔震支座，迄今使用量占隔震建筑占90%以上。 三．典型的叠层橡胶铅芯隔震支座结构： （图2） 叠层橡胶隔震支座分无铅芯和有铅芯两种类型，其结构基本相同，主要区别在于有无耗能铅芯。有铅芯的隔震支座结构如图2所示：由上连接板、上封板 、 耗能铅芯、多层橡胶、加劲钢板、保护层橡胶、下封板、下连接板组成。由于采用叠层橡胶技术，大大改善了原来单层橡胶支座的竖向刚度，提高了支座的承载能力，为延长建筑的反应周期，橡胶隔震支座采用选用较低抗剪模量胶料，达到降低水平刚度的目的，铅不仅屈服点低，并且具有重结晶性能，是优秀的阻尼材料，在地震反复作用下，既能消耗地震传给建筑能量，又能利用重结晶特性保持延性不断裂破坏，由于铅芯置于橡胶隔震支座中的铅芯实质上起到阻尼器的作用，使铅芯的隔震支座成为隔震器和阻尼器的复合体；叠层橡胶铅芯隔震支座具备了上述隔震装置的4大功能，不但具有支撑上部结构的承载能力和具有较小的水平刚度，还可延缓地震动的反应速度，提高建筑自身的震动周期，主要起到承载、隔震、耗能的作用，隔震器和阻尼器融为一体，减小了隔震支座安装尺寸，间接地减小了支撑立柱的截面。因此，叠层橡胶铅芯隔震支座是理想的隔震装置。 四．传统抗震建筑与隔震建筑设计思想比较： （图3） 传统抗震建筑的设计思想是将建筑物在一定的设防烈度的基础 上，将建筑物基础和上部结构都设计得足够强，以建筑的自身强度来 抵抗地震的破坏。于是我们运用混凝土框架结构，运用剪力墙结构，并按“强柱弱梁”进行设计，加大柱与梁的截面，增加钢筋量，殊不知，随着设计结构刚度的增强，上部结构的质量也随之增加，加之上部结构与基础刚性连接，地震输入能量将不衰减地全部传给上部结构，建筑物左右摇晃，薄弱层自身强度和刚度不足以抵抗地震能量时，将先期破坏，建筑出现倒塌，造成大量的人员伤亡。隔震建筑是依靠橡胶铅芯隔震支座将上部结构和基础通过柔性的方式连接的，地震时自身几乎保持不动，只相对于地面作水平移动，传递给上部结构的地震能量将大大衰减，同时地震加速度随楼层的增加也大幅度衰减，建筑上部结构不会受到破坏。 五．汶川地震中框架底层柱形成塑性铰破坏对传统建筑抗震设计思想提出了严峻挑战： （图4） （图5） （图6） 传统的建筑抗震设计思想是将建筑基础和上部结构都设计得足够强，以建筑的自身强度来抵抗地震的破坏，那真正能实现我们预设的目标吗？此次汶川地震已给出答案：第一基于经济的原因和地震成因还未完全清楚，地震的设防烈度划分不精确。第二按设防烈度设计的传统建筑仅能保证在小于设防烈度时建筑安全。当地震超过当地设防烈度时，结构的破坏成了消耗释放能量的唯一途径。汶川地震不同类型的建筑大量倒塌已证明，即便是我们按建筑抗震设计思想建造的抗震能力强的框架结构也出现了大量破坏，要抵抗地震是无法实现的。 为了进一步加以说明，我们有必要对框架结构主要破坏形式--底层柱发生塑性铰破坏（如图4，5，6所示）原因从力学、能量两方面进行分析。由于框架结构建筑是按抵抗地震的建筑思想进行设计，具有优良的刚性，但柔性不足，地震时，其地震反应加速度几乎与地震波同步，同时