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“隔減震”——托舉地震安全夢

 三泰書齋 2017-05-04


  我國是世界上地震較多的國家之一。地震災(zāi)害總體特點(diǎn)是:震源淺、震級高、破壞大。新世紀(jì)以來的汶川地震、玉樹地震、蘆山地震、魯?shù)榈卣?,都造成了慘痛的人員傷亡和巨大的經(jīng)濟(jì)損失。

  “奪命的是建筑而不是地震。”面對嚴(yán)峻震情形勢,如何把房子蓋結(jié)實(shí)顯得尤為重要。日本、智利等國家通過立法提高抗震設(shè)防等級,強(qiáng)制推廣使用減隔震技術(shù),房屋抗震標(biāo)準(zhǔn)普遍在8度以上,相當(dāng)于能抗御7級左右地震。我國目前執(zhí)行的抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)多在6~8度之間,僅相當(dāng)于能抗御5~6級地震。

減隔震原理類似汽車減震器

  隔震技術(shù)是在建筑物基礎(chǔ)、底部或上下部結(jié)構(gòu)之間設(shè)置由隔震器組成的隔震層,隔離地震能量向上部結(jié)構(gòu)傳遞,達(dá)到預(yù)防地震效果。常用隔震器多為隔震橡膠支座,由多層橡膠和多層鋼板或其他材料交替疊置結(jié)合而成。


  減震技術(shù)是在建筑物的抗側(cè)力體系中設(shè)置消能部件,通過阻尼器的變形吸收和消耗地震能量,提高結(jié)構(gòu)抗震能力。常用減震器包括金屬阻尼器、摩擦阻尼器和流體阻尼器等,主要是通過提供運(yùn)動的阻力,耗減運(yùn)動的能量。相比之下,傳統(tǒng)抗震技術(shù)注重于“抗”,建筑基礎(chǔ)與地基牢固聯(lián)結(jié)在一起,地震時會引起上部結(jié)構(gòu)一起發(fā)生運(yùn)動。此時上部結(jié)構(gòu)就像電路上的放大器,對地面運(yùn)動的作用力進(jìn)行慣性放大(一般建筑物可放大2~5倍),其所承受的地震作用破壞力比地面還要大。減隔震技術(shù)從“抗”發(fā)展到“減”和“隔”,即不與地震硬碰硬,當(dāng)?shù)卣饋砼R時,減隔震裝置承受和抵消地震強(qiáng)烈的位移動力。此時,上部結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)相當(dāng)于不隔震情況下的10%~70%,破壞力明顯降低。

減隔震技術(shù)成效顯著

  減隔震技術(shù)發(fā)端于19世紀(jì),興起于20世紀(jì)六七十年代,先后在新西蘭、意大利、美國、日本和中國推廣使用,并在實(shí)踐中取得了令人滿意的效果。1994年美國加州北嶺地震中,距震中36公里的南加州大學(xué)醫(yī)院由于采用了隔震設(shè)計(jì),房屋主體結(jié)構(gòu)、非結(jié)構(gòu)構(gòu)件和室內(nèi)設(shè)施完好無損,保障了作為地震應(yīng)急救護(hù)中心的功能。該州的另外7家醫(yī)院采用傳統(tǒng)抗震設(shè)計(jì)建造,在地震中都不同程度受到損壞,喪失了正常使用功能。2013年蘆山7.0級地震中,位于震中的蘆山縣人民醫(yī)院門診樓,由于采用了隔震設(shè)計(jì),房屋主體結(jié)構(gòu)、非結(jié)構(gòu)構(gòu)件和室內(nèi)設(shè)施完好無損,為震后應(yīng)急救護(hù)發(fā)揮了巨大作用。與之相鄰的住院樓,由于采用傳統(tǒng)抗震設(shè)計(jì),地震中遭到嚴(yán)重破壞,醫(yī)護(hù)功能基本癱瘓。


減隔震技術(shù)在我國廣泛推廣

  近年來,隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步,減隔震技術(shù)應(yīng)用逐漸拓展到高層住宅、公用建筑、大型橋梁及文物保護(hù)等諸多領(lǐng)域。目前,全世界約有減隔震建筑(設(shè)施)25000余棟。其中,我國有7000余棟,減隔震建筑(設(shè)施)總數(shù)占全球的近1/3。2012年建成的昆明長水機(jī)場航站樓是全球最大的單體隔震建筑,面積達(dá)50多萬平方米,采用了國際上先進(jìn)的混合減隔震技術(shù),設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)超過9度。樓底1800多個大型減隔震支座,支撐起了航站樓大約100萬噸的重量,一旦發(fā)生地震,減隔震支座可以大幅吸收地震波的沖擊力量,從而確保航站樓主體減震的安全。


  實(shí)踐證明,越是在高烈度地區(qū),越是大面積單體建筑,應(yīng)用減隔震技術(shù)越能有效節(jié)約建筑成本。鑒于減隔震技術(shù)在歷次地震災(zāi)害中的優(yōu)異表現(xiàn),2014年,住建部印發(fā)《關(guān)于房屋建筑工程推廣應(yīng)用減隔震技術(shù)的若干意見(暫行)》,明確要求抗震設(shè)防烈度8度(含8度)以上地震高烈度區(qū)、地震重點(diǎn)監(jiān)視防御區(qū)或地震災(zāi)后重建階段的新建3層(含3層)以上學(xué)校、幼兒園、醫(yī)院等人員密集公共建筑,重點(diǎn)設(shè)防類、特殊設(shè)防類建筑和位于抗震設(shè)防烈度8度(含8度)以上地震高烈度區(qū)的建筑采用減隔震技術(shù)。


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