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建筑结构隔震技术的应用实践与效果分析——以多工程实例为例

内容摘要

地震是人类无法避免的一种自然灾害，大地震还会造成大量的人员伤亡和经济损失。建筑结构隔震技术可以有效的减少地震带来的损失。本文对建筑工程隔震技术常用的隔震技术进行分析，并根据案例分析隔震技术的应用。首先分析了国外建筑隔震技术发展及我国建筑隔震技术应用现状，然后分析了建筑结构中常用的隔震技术，包括橡胶隔震支座、滑动隔震支座、混合隔震，最后结合具体隔震技术的应用实例，分析了实例中隔震技术的应用概况及取得的效果。

关键词：建筑结构；隔震技术；隔震支座；工程案例

1建筑隔震技术概述

1.1国外隔震技术发展概述

建筑隔震技术的快速发展始于20世纪60年代。20世纪60年代中后期，新西兰、日本、美国等多地震国家对隔震技术开展了深入、系统的理论和试验研究，取得了较好的成果。70年代，新西兰学者W.H.Robinson率先开发出铅芯叠层橡胶支座，大大推动了隔震技术的实用化进程。美国、日本首栋隔震建筑分别在1984年和1985年建成。到20世纪90年代，全世界至少有30多个国家和地区开展基础隔震技术的研究，并在美、日、法、新、意等20多个国家修建了数百座基础隔震建筑物，其中日本的技术发展最快、应用最为广泛。特别是在1995年阪神大地震中，采用橡胶支座隔震的建筑，经受住地震的考验，隔震性能良好，建筑隔震技术得到日本政府的大力推广。隔震技术不仅应用于政府办公大楼和医院，而且越来越多的住宅建筑也开始考虑使用隔震技术。日本成为隔震建筑最多、技术最成熟的国家，目前已建成近9000栋左右隔震建筑，其最高的隔震建筑高177米，隔震装置多用夹层橡胶隔震垫。早期隔震系统是由天然橡胶支座加阻尼器或铅芯橡胶支座组成，近期，使用高阻尼天然橡胶支座的隔震建筑越来越多。2011年3月11日9.0级东日本大地震中，隔震房屋以及室内仪器设备没有损坏，表现出优异的抗震性能。地震后，很多房子被民众要求建成隔震房屋。

目前，开展隔震技术研究的国家越来越多，这项技术已被应用在桥梁、建筑，甚至是核设施上。至今，在世界上已修建了5000多幢隔震建筑物，其中过半使用的是叠层橡胶垫隔震系统。

1.2我国建筑隔震技术应用现状

20纪80年代后期，我国学者开始重点关注橡胶支座隔震技术[2]。在国家自然科学基金会等基金资助下，以中国建筑科学研究院周锡元和苏经宇、广州大学周福霖、华中科技大学唐家祥等学者为学术带头人，进行了橡胶隔震支座研制、隔震结构分析和设计方法、结构模型振动台试验、橡胶支座产品性能检验、检测技术、施工技术等全方位的系统研究工作，提出了橡胶支座隔震建筑的成套技术。

我国最早的隔震建筑是1993年由周福霖院士设计建造的汕头陵海路八层框架结构商住楼以及唐家祥教授设计的安阳市粮油综合楼。1994年5月，联合国工业发展组织权威专家将汕头隔震居民楼的建成誉为“世界建筑隔震技术发展的第三个里程碑”。2001年，建筑隔震与消能减震技术写入国标《建筑抗震设计规范》，标志着隔震消能技术在我国的成熟发展。汶川地震后新修订的《防震减灾法》中，增加“第四十三条国家鼓励、支持研究开发和推广使用符合抗震设防要求、经济实用的新技术、新工艺、新材料”；2010年新版的《建筑抗震设计规范》对隔震技术的使用范围做了较大调整，取消了对减隔震设计的诸多限制，规范提倡在“抗震安全性和使用功能有较高要求或专门要求的建筑”中使用，更利于该技术的发展[3]。2014年2月，住房和城乡建设部又发布新文件进一步加大了建筑减隔震技术应用的推广力度。经过近些年的环境转变，在标准、法规政策与技术措施方面都已经初步形成较为完善的体系，对建筑减隔震行业的发展形成了有力的支撑[3]。

到目前为止，建筑隔震技术在全国各省市自治区几乎都有应用，包括云南、新疆、四川、陕西、甘肃、河北、江苏、山西、北京、山东、宁夏、天津、广东、海南、福建、内蒙、青海、上海、广西、河南、吉林、台湾等省市，已建成隔震建筑3000多栋。

云南由于地震多发，政府重视，同时研究推广早，开发了高性能的橡胶隔震支座，培养了较强的技术与设计力量，形成了研究、设计、产品提供、施工和后期服务较成熟的成套技术，所以云南隔震技术的应用走到了全国的前列，是我国建筑隔震技术应用范围最广的地区。目前，建成隔震建筑2000多栋，其中包括建成全球最大的隔震建筑、最高的隔震建筑群等一批标志性建筑。其次是四川、新疆、陕西、甘肃等地区建成隔震建筑100多栋，河北、江苏、北京、天津、山西、山东超过50栋，其他省市应用相对较少[4]。

建筑减隔震技术是一项新兴技术，在国外大规模应用的历史也只有十多年。2008年5月12日汶川地震中甘肃陇南职工住宅楼和2013年4月20日雅安芦山地震中将乐县人民医院医技楼等隔震建筑，在地震中均