我国隔震技术发展及应用简述

我国隔震技术发展及应用简述

殷实

1.陕西建工安装集团有限公司 西安 710068

摘要 ：我国城镇化进程的快速推进和社会经济的迅猛发展，对房屋建筑的安全性和可靠性提出了更高的要求，因此隔震技术的研究和应用逐渐得到发展。文章主要阐述了我国隔震技术的发展过程，并对高层住宅建筑的隔震技术应用进行了简要论述，分析总结隔震技术的发展前景。

关键词 ：隔震技术 ；发展历程 ；高层建筑隔震

［中图分类号］TU352 ［文献标识码］A

1、国外隔震技术的发展

国外最早提出基础隔震概念的学者是日本的河合浩藏,他在日本的 《建 筑 杂 志》 18 81年12号发表的“地震时不受大震动的结构”一文中 。“延性结构”体系，通过适当设计建筑结构，控制结构体系的刚度，在小震下结构具有足够的强度承受地震作用，构构件进入塑性状态，消耗地震能量，以减轻地震反应，但不致倒塌。

20世纪60年代以来，新西兰、日本、美国等多发地震国家投入了大量人力物力，对隔震系统开展了深入系统的理论和实验研究，取得了丰硕的成果。1969年瑞士援建了前南斯拉夫一所隔震结构小学，瑞士人Alfred Rother设计的小学是较早的现代意义上的基础隔震建筑,采用了天然橡胶块（70cmX70cmX35cm）起到一定的隔震作用。

20世纪70年代，法国Delfosses发明了叠层钢板橡胶隔震支座，提高了了隔震支座的耐久性。1984年，法国在南美兴建的核电站中采用了隔震支座，同时还加设了滑板支撑作为耗能装置。1985年日本神奈川建造的基督教博物馆为三层钢筋混凝土结构，采用64个橡胶加钢板的隔震支座。20世纪九十年代，美、日、新、法等国已经建造了400座左右的采用橡胶支座的隔震建筑和桥梁。日本大力发展隔震技术应用推广，完成了大量隔震建筑，多国隔震技术进入了推广应用阶段。

1949年以来，100多次破坏性地震袭击了22个省(自治区、直辖市)，其中涉及东部地区14个省份，造成27万余人丧生，占全国各类灾害死亡人数的54%，地震成灾面积达30多万平方公里，房屋倒塌达700万间。地震灾害的严重性构成中国的基本国情之一。

国内的隔震研究开始于70年代，90年代以来，我国隔震研究逐渐受到重视，并取得了一些成果。冶金部建筑研究总院、中国建筑科学研究院抗震所、西安建筑科技大学等单位对滑动摩擦系统进行了较为全面和系统的研究。西安建筑科技大学和西安城市建设开发公司联合开发和研究的基础滑移隔震房屋在云南大理和西安等地建成。华中理工大学、华南建设学院、广州大学、中国建筑科学研究院抗震所、等单位对叠层橡胶垫隔震系统进行了深入的研究。

国内建筑隔震领域已颁布实施和正在编制的标准文件。可以看出国内隔震建筑领域的规范和标准数量。 2000 年发布行业标准《建筑隔震橡胶支座》、2007 年发布国家标准《橡胶支座》，2015年发布国家标准《建筑隔震工程施工及验收规范》。

早期我国隔震技术研究主要集中在量大面广的多层建筑，因此在 20 世纪 90 年代以前，主要研究造价相对低廉的摩擦滑移隔震技术，包括砂垫层、石墨隔震层等，在摩擦滑移隔震方面积累了丰富的研究成果和经验。90年代之后，则主要以叠层橡胶支座隔震建筑为主，上部结构多为多层建筑如图1所示，少数高层建筑物，近年来出现了超高层隔震建筑物。技术进步必然会推动标准文件的修订和完善。目前建筑隔震部件与隔震产品主要有橡胶支座、摩擦滑移隔震支座、滚动隔震支座、碟形弹簧竖向隔震支座、复合隔震支座等。

图 1 四川西昌410厂住宅6层砖混（ 1995 年）

现阶段我国的相关规范中仅涵盖了橡胶隔震支座。橡胶隔震支座是通过专门的硫化工艺把多层薄钢板和橡胶制品相互叠置而成的一种产品，较大的竖向刚度可以起到支撑建筑结构主体的作用，较小的水平刚度，可以保证隔震层有较好的水平变形能力。橡胶支座可分为：普通叠层橡胶支座（LNR）、高阻尼橡胶支座（HDR）、铅芯叠层橡胶支座（LRB）。现行国家规范《橡胶支座》对橡胶支座产品的相关问题进行了详细的规定。为保证隔震建筑物的安全，考虑到随着橡胶隔震支座的制作工艺越来越成熟，隔震支座的直径越来越大，现行国家规范建议在隔震支座选型时尽量选用大直径的支座。

进入 21 世纪后，隔震技术正朝着多样化、精细化、环保化方向发展。系统的制造和生产能力，以及多领域多种技术共同支撑的创新能力将成为建筑隔震产业的核心竞争力。多部国家标准和行业规范相继颁布实施，为隔震技术持续健康发展提供保障。特别是云南、四川、甘肃等省市，走在隔震建设领域前沿，形成了从科研生产到施工建造的生态链条，拥有了相对成熟的建设经验与规模应用能力。在我国的实际工程中，除了上述隔震技术手段，工程师和专家还设计了其他表现优良的隔震方案。例如滚动隔震技术，本质上是把隔震层的主要支持材料换成刚度和强度更高的合金滚轴或滚球，稳定性和限位复位能力较好 ；还有使用碟形弹簧作为垂直竖向阻尼元件的技术方案，其最明显的特点是增强了竖向耗能能力和隔震效果 ；以及在实际操作过程中被广泛采用的复合隔震技术，即在相同的设计结构中将不同的隔震设备串联或并联使用，并对其进行优化，因此在一定程度上具有多种优势。这种新型隔震垫层是由 SBS 改性沥青卷材与钢丝网片组成的，钢片可以提高其竖向承载能力以及水平剪切性能。地震作用时隔震垫层会产生剪切变形并降低结构的自振周期，减小能量传递来减轻震害。在发生较大地震时，沥青也会因吸收能量而受热变软，呈现出塑性状态，进而阻断地震作用向上传递地震能量的路径。这种隔震垫层可以现场制作成方形、圆形或“L”形。可以放置于基础底板与垫层之间，也可以放置于条形基础与圈梁中间（见图 3），还可以沿着基础满铺于基础之上。该技术具有明显的减震效果，成本较低，结构简单，宜在广大村镇进行推广使用。砂石垫层隔震技术砂石垫层隔震技术是把砂砾石作为隔震层，将基础与建筑上部阻隔分开，利用地震时砂砾石层的水平位移来消耗地震能量，基本原理还是滑动摩擦隔震技术。经过专家学者大量的理论分析和实践结果总结，砂砾是较为理想的低摩擦滑动材料，具有取材方便、干湿滑动性能基本一致、 耐用性好等优点，房屋造价成本低廉，施工构造措施简单，对缺少专业技术人员且施工水平不高的村镇地区来说比较友好。但是在多次摩擦滑动之后砂砾破碎变细，增加了摩擦系数，最终的减震消能效果会有所降低，这些缺点限制了该技术进一步的推广使用。

问题

隔震技术在高层住宅建筑中应用处于一定范围内，在施工过程中，对于穿越隔震层的设备管线、电梯及防火分隔墙体都需要进行构造研究，形成统一的标准做法。对于隔震技术在高层住宅建筑中的应用具有重要意义。

结论

隔震技术在我国发展迅速，建筑工业行业标准《建筑隔震施工与验收规范》，该行业标准于 2015 年 6 月发布，2015 年 12 月开始执行。它填补了国内隔震建筑施工、验收方面的空白，对于加强建筑隔震工程施工与质量验收，保证工程质量具有重要意义。对于隔震技术的应用具有推动作用。

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