摘要：本文简要介绍了隔震技术原理及优势，总结了国内外隔震技术的研究和发展历史，并对隔震技术的标准化情况作了搜集与整理，提出了工程防震技术发展发展趋势。
关键词：防震发展趋势；隔震技术国内外动态；隔震设计标准化；
在自然灾害中，地震具有很强的破坏性，是对人类危害最大的灾难之一。据不完全统计，世界上光是地震一种灾害造成的经济损失平均每年超过四十五亿美元。中国是世界上地震灾害严重的国家，主要是因为中国的地震区域相对广阔和分散，发生地震破坏的可能性很大。
20世纪以来我国所经历的震害造造成了工程结构的破坏，给人们带来了巨大的灾难，给国民经济带来了巨大损失。我们知道，在传统的抗震结构中，要想抵御地震，主要是充分的利用建筑构件的承载力，产生变形，吸收地震能量，主要是运用特殊的装置对建筑的上部结构和内部的设备进行隔离，减少影响，例如通过在上部结构与建筑物的基础之间设置滑移层、橡胶支座等，以防止地震能量向上传播，基于“隔离”的思路。该体系通常具备承载、隔震、复位以及耗能特性，从而增大结构的振动周期与阻尼，上部结构的加速度反应通常降低为传统抗震结构的1/4以下。从而，在震害中能够维持上部结构功能，减少财产损失的隔震结构已具有良好的适用性，并成为工程结构未来防震发展的趋势。
1.隔震技术发展历史
（1）国外动态
截至目前，世界上约有30多个国家在进行隔震研究，这项技术已进入推广和应用阶段[1]，其中，美国、日本、新西兰、法国、加拿大等国发展迅速，已应用于多高层建筑，如办公、住宅建筑，以及一些重要建筑例如指挥中心、生命线项目、核电站和桥梁等工程。截止目前世界上大约已建成数千幢基础隔震建筑，其中80%以上采用叠层橡胶垫隔震系统[2]。
上世纪60年代，南斯拉夫选取橡胶支承方式将一所小学改造为隔震结构，由于其水平和竖直方向都很柔，在承担建筑物自重以及施工方面都存在技术难题。
随后，法国率先提出了能够确保橡胶支承竖向承载力和刚度的方法，也是最早的叠层橡胶支座雏形，将薄橡胶和钢板多层交错。随后又相继涌现了一批同样方法建造的隔震建筑。其中，威廉克莱顿大楼于1981年在新西兰惠灵顿完工，是世界上第一座使用铅芯橡胶支座的结构。由于该技术拥有支撑固定荷载和消耗地震能量的双重作用，以及易于施工和安装，因此迅速广泛应用于世界各国。根据欧美多层橡胶隔震结构的建设经验，日本对隔震结构的研究也进行了调整和发展，到上世纪90年代中期，日本快速涌现了近80栋隔震建筑。
当时大部分用于研究所、医院、防灾建筑、办公楼等公建，并已开始用于居民住宅，或者建筑物加固改造。其中，南加州大学的医院在1994年洛杉矶地震中良好的隔震性能和观测记录成为隔震结构的典范；1995年日本兵库县南部地震中，WEST大楼和松村组技术研究所大楼的隔震性能与附近的传统抗震建筑相比也都有出色的表现。
（2）国内现状
作为世界上地震灾害最为严重的国家之一，对地震本身及抗震设计的研究更显得尤为重要，我国从建筑抗震到建筑隔震经历了约半个世纪。
对于隔震建筑，早在唐代人们就已经有朴素的隔震思想。例如西安的小雁塔，地基与基础连接的位置设计为圆弧形球面，最终使它历经两次较大地震而不倒。其后也有著名的中世纪砖木结构建筑群—北京紫禁城，其主要建筑都建于大理石平台之上，下面设置了一层柔软的糯米层，可以在一定程度上隔离地震作用，因此虽身处震区，却很少受到震害影响[4]。但由于相关隔震设计记录的资料很少，一直以来对这一问题的研究进展缓慢。
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上世纪60年代中期，冶金部建筑研究所李立开始提倡隔震技术，并以砂砾层为摩擦材料进行摩擦滑移隔震的试验研究和理论分析。随后，基础隔震研究于80年代开始在中国得到重视。考虑到当时的经济条件和滑移摩擦元件较低的成本，当时的研究主要关注滑移摩擦隔震体系[5]。然而在多个试点项目建成之后，通过累积的实践经验，发现摩擦材料的耐久性和可靠性差、施工复杂、地震后的复位能力差，因此其应用受到了一定限制。
80年代后期，橡胶支座隔震技术受到的广泛的关注。以中国建筑科学研究院周锡元和苏经宇、华中科技大学唐家祥、广州大学周福霖等学者为学术带头人，综合研究橡胶隔震支座研制、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术等，提出了一套完整的橡胶支座隔震技术。
93年和94年，周福霖以及唐家祥先后在汕头和安阳主持建成了我国第一座叠层橡胶支座以及铅芯橡胶支座的隔震建筑。08年汶川地震对当地造成巨大损失之后，建筑物的抗震性能在此引起了业内外人士的关注。由于甘肃武都的隔震建筑在地震中的出色表现，将该技术在国内推进并加快应用，尤其在灾区建设了若干示范工程，如映秀以及绵阳的学校、医院等公共设施。据保守估计，国内隔震建筑的应用面积已有500万平米以上，并且在2008年设计的减隔震建筑物，应用面积已经超过日本。
不难看出，隔震技术在中国的推广速度要快于国外，它广泛分布在北京、新疆、广东等20个省市，目前已经覆盖中国大部分地震设防区。其侧重点也由初期量大面广的一般砖混或少量框架结构的工程逐步转向大型公共建筑和混凝土高层住宅等。另外，汶川地震后，隔震用于加固措施有所增加。
2.建筑隔震技术标准化现状
由于隔震建筑具有显著的减震效果，世界各国已开始关注和研究隔震技术及其，并相继制定出和自己国情相符应用，并制定符合其国情的隔震建计规范。其中，美国于97年修订了“建筑统一设计规范”中与基础隔震相关的章节，并于2000年在“国际建筑规范”中增加了隔震结构的内容。日本建筑学会于89年出版了“隔震建筑结构设计指南”，其内容以叠层橡胶支座隔震体系为主导进行了系统性的设计指导，并在91年对该指南进行修编。随后，日本98年编写的“隔震结构入门”中详细分析了隔震结构的设计方法、性能及施工。中国在2001年颁布的“建筑抗震设计规范”中增加了一章“隔震和消能减震设计”，并制定了相关技术规程和产品标准，如“叠层橡胶隔震支座隔震技术规程”、“建筑隔震橡胶支座”以及“建筑隔震工程施工及验收规范”等。
目前，国内外隔震领域主要技术规范和产品标准已基本形成，无疑将对确保隔震技术有序、健康的发展无疑将起到积极作用。
综合上述，隔震技术的出现标志着抗震领域的突破与发展，是数十年来地震工程最重要的成果之一，走抗震与隔震相结合的道路必将成为未来的主流趋势。
参考文献
[1]Zhou Fulin. Research and Application of Seismic IsolationSystem for Building Structures [J]. Journal of Architecture and Civil Engineering，2006, 23（2）:1-8
[2]刘文光，三山刚史，等.铅芯夹层橡胶隔震垫基本力学性能研究[J].地震工程与工程振动，1999,19(1):93-99.
[3]张鹏程，等.中国古建筑的抗震思想[J].世界地震工程，2001.17（4）：1-6
[4]WEI Biao，Seismic performance of isolation system of rolling friction with springs[J]. Journal of Central South University，2014，21: 1518−1525.
论文作者:王宇铮
论文发表刊物:《基层建设》2019年第17期
论文发表时间:2019/9/11
标签：橡胶论文; 建筑论文; 支座论文; 结构论文; 技术论文; 日本论文; 中国论文; 《基层建设》2019年第17期论文;