[科普中國(guó)]-隔震建筑

原理發(fā)現(xiàn)

世界隔震技術(shù)發(fā)展的第三個(gè)里程碑——隔震技術(shù)的發(fā)現(xiàn)，周福霖結(jié)緣抗震減震研究，始于1976年唐山大地震現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查受到的啟發(fā)。唐山大地震后第3天，他在被毀廢墟中發(fā)現(xiàn)有兩棟4層磚樓屹立未倒、僅沿地面滑動(dòng)約0.4米，因?yàn)閴w下面一層柔軟的防水油毛氈讓大樓逃過(guò)一劫?！叭绻唤o建筑做硬抗地震不行，可以讓房屋變‘柔軟’，地震的時(shí)候讓房屋柔性的滑動(dòng)?！敝芨Ａ貜幕瑒?dòng)的房屋中找到靈感。隨后出國(guó)留學(xué)的他，在1982年與導(dǎo)師一起做了一個(gè)隔震房屋地震震動(dòng)臺(tái)模擬試驗(yàn)——把安裝隔震層的四層樓房屋模型放在震動(dòng)臺(tái)上，發(fā)現(xiàn)不隔震的房屋遇強(qiáng)震就被破壞，隔震的房屋卻能承受9級(jí)或更強(qiáng)的地震。

周福霖帶著隔震減震新技術(shù)回國(guó)，1993年，在廣東汕頭市建成我國(guó)第一棟橡膠支座的8層隔震住宅，這也是當(dāng)年世界最高的隔震住宅樓。在次年臺(tái)灣海峽6.4級(jí)地震影響中，隔震樓在橡膠隔震層上緩慢搖擺，房屋結(jié)構(gòu)在地震中保持彈性，沒(méi)有任何損壞，只是輕微擺動(dòng)。聯(lián)合國(guó)工發(fā)組織為此在汕頭召開(kāi)國(guó)際會(huì)議，向世界各國(guó)推廣了這種技術(shù)，稱之為“世界隔震技術(shù)發(fā)展的第三個(gè)里程碑”。1

基本介紹隔震技術(shù)又稱阻尼隔震技術(shù)。被美國(guó)地震專家稱為“40年來(lái)世界地震工程最重要的成果之一”。隔震即隔離地震，在建筑物和構(gòu)筑物的基底或某個(gè)位置設(shè)置隔震裝置隔離或耗散地震能量，以避免或減少地震能量向上部結(jié)構(gòu)的傳輸，減輕結(jié)構(gòu)振動(dòng)反應(yīng)，建筑物只發(fā)生較輕微運(yùn)動(dòng)和變形，從而保障地震時(shí)建筑物安全 。

基礎(chǔ)隔震技術(shù)是在建筑上部結(jié)構(gòu)與地基之間設(shè)置足夠安全的隔震系統(tǒng)，由于隔震層的"隔震"、"吸震"作用，地震時(shí)上部結(jié)構(gòu)作近似平動(dòng)，結(jié)構(gòu)反應(yīng)力僅相當(dāng)于不隔震情況下的1/4-1/8（強(qiáng)震觀測(cè)結(jié)果可達(dá)1/2-1/16），從而"隔離"了地震，通俗地說(shuō)：使用隔震技術(shù)的房屋經(jīng)歷8級(jí)地震的震動(dòng)僅相當(dāng)于5.5級(jí)地不僅達(dá)到了減輕地震對(duì)上部結(jié)構(gòu)造成損壞的目的，而且建筑裝修及室內(nèi)設(shè)備也得到有效保護(hù)。在諸多隔震系統(tǒng)中，隔震橡膠支座是世界研究和應(yīng)用的主流，在美國(guó)、日本等多震國(guó)家廣泛應(yīng)用，在云南省的昆明市、思茅、臨滄、版納等市州的部分高層建筑推廣應(yīng)用。2

可行性從隔震技術(shù)應(yīng)用于建筑工程的實(shí)際效果來(lái)看，對(duì)于8度及其以上抗震設(shè)防區(qū)的高于六層建筑，應(yīng)用隔震技術(shù)后，設(shè)防烈度可降低2度，從而可以節(jié)約投資成本，10000平方米左右的9層建筑僅鋼筋就可以節(jié)約100多萬(wàn)元的投資；同樣按規(guī)范設(shè)計(jì)的建筑，應(yīng)用隔震技術(shù)房屋設(shè)防目標(biāo)高，安全性明顯提高；對(duì)于政府首腦機(jī)關(guān)、高層商品房住宅、生命線工程、容易產(chǎn)生次生災(zāi)害的重要建設(shè)工程，應(yīng)用隔震技術(shù)可以提高建筑安全性；對(duì)于設(shè)有地下室的建筑，應(yīng)用隔震技術(shù)，其投資/效益比更加提高。

作為成熟的工程應(yīng)用技術(shù)，隔震技術(shù)已在國(guó)內(nèi)外包括美國(guó)、日本等發(fā)達(dá)國(guó)家廣泛應(yīng)用，目前世界最大的隔震建筑是美國(guó)舊金山國(guó)際機(jī)場(chǎng)。

實(shí)例國(guó)內(nèi)外所有使用疊層橡膠支座隔震房屋，經(jīng)過(guò)多次強(qiáng)烈地震的考驗(yàn)，隔震效果良好，抗震性能顯著。

實(shí)例1：1994年洛杉磯6.7級(jí)地震，31座醫(yī)院嚴(yán)重破壞，9座醫(yī)院局部破壞而疏散，USC University 醫(yī)院為地下1層，地上7層的隔震結(jié)構(gòu)，地震中絲毫未損，沒(méi)有一個(gè)花瓶摔下，醫(yī)院周圍建筑物普遍嚴(yán)重破壞，醫(yī)院屋內(nèi)人員竟然未意識(shí)到發(fā)生了強(qiáng)烈地震，各種設(shè)備未損壞，醫(yī)院功能得到維持，成為救災(zāi)中心，對(duì)震后緊急救援起到了十分重要的作用。而距離1公里外的洛杉磯中心醫(yī)院造成損失達(dá)3.89億美元。

實(shí)例2：1995年日本阪神7.2級(jí)地震中，有2幢隔震結(jié)構(gòu)建筑取得了地震觀測(cè)記錄。西部郵政大樓建筑面積46000平方米，6層，是日本最大的隔震建筑。地震記錄觀測(cè)地面1層水平方向的最大加速度只有基礎(chǔ)的1/3-1/4，該建筑震后完好，設(shè)備無(wú)損，在救災(zāi)中發(fā)揮了較大作用，隔震效果得到了充分發(fā)揮。Matsumura-Gumi 研究所大樓為3層隔震樓，該大樓和毗鄰的管理大樓為3層非隔震樓，兩棟都得到了地震觀測(cè)記錄。隔震樓1層最大加速度值比基礎(chǔ)減小，而非隔震樓屋面最大加速度比隔震樓大2-5倍。

實(shí)例3：1994年臺(tái)灣集集7.3級(jí)地震,汕頭市烈度為6度,種類房屋搖晃厲害，居民驚慌失措，水桶里的水濺出了1/3左右，而陵海路隔震樓上的人無(wú)震感，不知道地震發(fā)生。

實(shí)例4：1995年云南武定6.5級(jí)地震，地震發(fā)生時(shí)，大理震感強(qiáng)烈，而橡膠墊隔震建筑-大理州交通指揮中心大樓中的大多數(shù)人沒(méi)有感覺(jué)，不知道地震發(fā)生。

實(shí)例5：1996年，云南麗江發(fā)生7級(jí)強(qiáng)烈地震。西昌市國(guó)稅局宿舍樓為六層隔震樓。在樓上居住的職工，只是感到輕微的晃動(dòng)，而相鄰的一幢常規(guī)抗震樓只有四層高，樓上居住的人搖晃十分厲害，驚慌失措往外逃跑。3

實(shí)例6：安然度過(guò)4·20蘆山地震的蘆山縣人民醫(yī)院已然成為“樓堅(jiān)強(qiáng)”的代言人，它的秘密在于地基部分的“彈簧緩沖”。地震后外觀完整且受損較小的蘆山縣人民醫(yī)院主樓引起關(guān)注。四川其他地方還有一些隔震建筑。

防震原理1、假設(shè)房子懸浮于地面，則地震完全不會(huì)對(duì)它產(chǎn)生影響，但懸浮在現(xiàn)實(shí)中幾乎不可能

2、承擔(dān)房子重量需要支撐，用摩擦力小的滾珠示意，房子在水平方向的固定成了難題

3、為了在水平方向上固定房子，我們?cè)鲈O(shè)彈簧，但一旦產(chǎn)生振動(dòng)就很難停止下來(lái)

4、為了讓房子停下來(lái)，再增加阻止振動(dòng)持續(xù)的阻尼裝置。滾珠、彈簧及阻尼，三者合起來(lái)就是隔震彈簧的原理。

隔震彈簧的原理：隔震系統(tǒng)一般由隔震器、阻尼器等構(gòu)成。建筑隔震橡膠支座隔震的基本原理是通過(guò)增設(shè)橡膠隔震支座，將上部建筑結(jié)構(gòu)與下部地基結(jié)構(gòu)隔離，通過(guò)柔性隔震層吸收和耗散地震能量，阻止并減輕地震能量向上部結(jié)構(gòu)的傳遞，使整個(gè)建筑的自振周期得以延長(zhǎng)，以減輕上部結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)。24

各地政策《云南省隔震減震建筑工程促進(jìn)規(guī)定》已經(jīng)2016年8月2日云南省人民政府第92次常務(wù)會(huì)議通過(guò)，現(xiàn)予公布，自2016年12月1日起施行。56

隔震建筑之最國(guó)內(nèi)最大隔震建筑——北京新機(jī)場(chǎng)

北京新機(jī)場(chǎng)的地下是快捷的軌道交通。飛速駛過(guò)的列車，會(huì)對(duì)航站樓造成影響。

北京新機(jī)場(chǎng)航站樓采用先進(jìn)的組合隔震技術(shù)，設(shè)置1232個(gè)橡膠隔震支座和彈性滑板支座，大幅度提高航站樓結(jié)構(gòu)的抗震性能。

新技術(shù)將有效降低底部軌道震動(dòng)對(duì)上部結(jié)構(gòu)的影響，解決超大超長(zhǎng)混凝土結(jié)構(gòu)裂縫控制的技術(shù)難題。89