杜文升
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摘要：文章基于有关文献研究以及多年工作实践情况下，主要就建筑减隔震技术进行研究，以供广大同行参考。
关键词：建筑工程；减隔震技术；研究
1减隔震技术概述
建筑结构隔震技术是指通过一些隔震装置将建筑结构与地面隔开，通过隔震层的变形消耗和缓冲地震时地面的振动，以保护上部结构免于地震破坏的一种抗震手段。
根据地震工程学的研究，地震波荷载在短周期内的作用强烈，到长周期后作用将显著减弱。大量中低建筑，自振周期都处于短周期。通过隔震技术，可以将整体结构的自振周期延长，避开短周期强烈的地震荷载。从隔震部位分，隔震结构可以分为基底隔震、层间隔震、高位隔震和局部隔震。从隔震装置形式，隔震装置又可以划分为普通橡胶隔震支座、铅芯橡胶隔震支座、高阻尼橡胶隔震支座、滚珠隔震装置、摩擦摆隔震支座、悬挂隔震装置、摇摆隔震支座和滑动隔震支座等。消能减震技术是将结构的一些非承重构件（如支撑、剪力墙、连接件等）设置成变形能力强的消能构件，或在结构某些部位（层间、节点处、连接缝等）装设消能装置。这些变形耗能能力强的构件叫做消能器，通过规范约束和试验检测保证消能器具有比较高的耗能性能和大变形下承载力保证率。
在设计中，将消能器作为第一道防线，通过控制消能器及其相连的消能子结构的变形和损伤，保障消能器在结构变形中持续有效地变形耗能，从而保护主体结构的抗震安全。消能器是消能减震技术的核心，其主要功能在于消能地震能量。按照消能器力学性能的不同，可以划分为位移相关型消能器、速度相关型消能器、复合消能器等。依据消能器耗能原理的不同，又可以分为金属屈服型消能器、摩擦型消能器、黏滞消能器、黏弹性消能器、电涡流消能器以及电/磁流变液体、压电材料和电/磁致伸缩材料等新型材料制成的消能器。
2减隔震技术研究
我国最早的隔震概念始于五六十年代，最初尝试采用的是砂垫层隔震，隔震造价低，但变量多，性能不易控制，不能自复位。从90年代开始，逐步地开展了球面摆式滑移支座和橡胶隔震支座的研究和应用。建筑结构抗震规范最早于2001版加入了减隔震的技术章节，正式将减隔震技术纳入了抗震结构体系。随后隔震技术日趋完善，隔震产品愈加丰富，产品性能和检测方法也逐步具体和合理。隔震支座在复杂应力下的稳定性、耐久性、耐火防护研究，大型橡胶支座的生产、研发和检测，层间隔震、高位隔震和特殊部位隔震等一系列复杂结构隔震技术都是研究的热点。
我国的减震研究始于80年代，最初使用的是利用耗能钢板进行耗能的减震装置。进行了系列带有减震装置的结构体系研究，包括带有减震支撑框架和中高层结构，并在消能减震计算方法方面进行系统研究。从90年代末，开始在一些新建和加固工程中应用消能减震技术。在2008年之后，消能减震应用显著出现了爆发式的增长。减震技术的研究包括减震理论方法研究和减震产品研究。减震理论的研究包括阻尼计算方法研究、减震结构体系研究、消能子框架体系研究、减震优化方法研究和振动控制理论研究。减震产品研究包括了各式金属类消能器、摩擦消能器、黏滞消能器、黏弹性消能器、电涡流消能器和压电消能器等消能器的研发。
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3减隔震技术相关规范
从2001版建筑抗震规范纳入了减隔震技术开始，随着减隔震技术进步，减隔震技术的相关规范逐步得到了发展和完善。对于隔震结构，目前规范基本包括了减震产品、设计、检验和施工各方面。隔震相关规范有《建筑隔震橡胶支座》JG/T118—2018、《叠层橡胶支座隔震技术规程》CECS126—2001、《橡胶支座第1部分：隔震橡胶支座试验方法》GB/T20688.1—2007、《橡胶支座第3部分：建筑隔震橡胶支座》GB/T20688.3—2006、《建筑隔震工程施工及验收规范》JGJ360—2015、《建筑结构隔震构造详图》03SG610—1、《建筑隔震柔性管道》JG/T541—2017。减震相关规范有《建筑消能减震技术规程》JGJ297—2013、《建筑消能阻尼器》JGJ209、《建筑结构消能减震（振）设计》09SG610—2。针对于既有建筑采用消能减震技术加固的规程，《建筑消能减震加固技术规程》即将于今年4月1日开始实施。
4减隔震技术应用情况
目前减隔震技术已经大量广泛应用于有抗震需求的建筑结构中。根据有关统计，目前全国累计已建成隔震建筑超过10000栋，减震建筑超过4000栋。隔震技术限于抗倾覆要求的限制，主要用于中低层的建筑，同时突破高宽比限值4及层间隔震等一些技术难度高的隔震建筑也有一些应用。针对于隔震建筑防倾覆的相关技术措施和专利技术也有发展和进步。比较典型的隔震建筑包括被称为“楼坚强”的芦山县人民医院、北京大兴机场项目、云南昆明机场项目、成都凯德风尚住宅项目、天洋城同心源住宅项目、同时采用隔震和减震技术的唐山妇幼保健院项目、同时有隔震和减震建筑的郯城职业技术学校、四川西昌攀西国际商贸城等项目。
减震技术的应用则更加广泛，除了普通的中低层框架结构，在较高的框架剪力墙结构，以及超高层结构中也有很多应用。依据建筑要求的不同，应用形式也多种多样，有传统支撑式的减震结构、墙墩式的减震结构，以及提高减震效率的肘节式、伸臂端放大式的减震结构，还有利用剪力墙连梁、高层连廊、超高层伸臂桁架等部位设置减震单元的应用布置方式。应用范畴包括了新建建筑、老旧加固建筑和使用功能改变的扩建类项目等。减震设计理论也从单一的提高结构整体耗能能力，发展到考虑结构二道防线、局部高延性设计、设置消能子结构性能目标等多元化的设计思路。比较典型采用消能减震技术措施的工程应用包括，北京盈泰中心、天津国贸中心、天津现代城、乌鲁木齐绿地中心、重庆来福士广场、昆明春之眼和长沙世茂广场办公塔楼等高层结构，深圳宝安国际机场T3航站楼、青岛胶东国际机场航站楼、天津理工大学体育馆等大跨结构，军事博物馆、六佰本商业中心、海泰大厦等加固结构，以及北京新蔬菜基地、中国移动信息港、北京市轨道交通指挥中心、清华苏世民学院和各类中小学校医院等建筑。
5推广减隔震技术相关政策
我国住房和城乡建设部于2014年2月21日发文《关于房屋建筑工程推广应用减隔震技术的若干意见（暂行）》（建质[2014]25号）中提出“要充分认识减隔震技术对提升工程抗震水平、推动建筑业技术进步的重要意义，高度重视减隔震技术研究和实践成果”，具体规定包括“抗震设防烈度8度（含8度）以上地震高烈度区、地震重点监视防御区或地震灾后重建阶段的新建3层（含3层）以上学校、幼儿园、医院等人员密集公共建筑，应优先采用减隔震技术”，同时鼓励重点设防、特殊设防类及8度（含8度）以上高烈度地区的建筑采用减隔震技术，提倡其他安全性或工程要求较高的标准设防类建筑采用减隔震技术。”云南省（云政办发[2011]55号）、四川省、山西省（晋建质字〔2014〕115号）、山东省（鲁建设函[2015]12号）、甘肃省（甘建设〔2014〕260号）、海南省（琼建质〔2014〕84号）、河北省（冀建质〔2014〕46号）、新疆自治区、广东省（粤建市〔2014〕33号）、合肥市（合建[2014]88号）等省市自治区也均颁布了相应鼓励消能减震发展的政策措施。众多地方行政管理部分和审图机构也出具了减隔震技术执行的相关细则和检测要求，减隔震技术应用也越来越普遍化、精细化和成熟化。
参考文献：
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[4]石岩，王东升，韩建平，等.桥梁减隔震技术的应用现状与发展趋势[J].地震工程与工程振动，2017，01（5）：118-128.
论文作者:杜文升
论文发表刊物:《建筑细部》2018年第28期
论文发表时间:2019/8/23
标签：支座论文; 技术论文; 建筑论文; 结构论文; 橡胶论文; 建筑结构论文; 装置论文; 《建筑细部》2018年第28期论文;