隔震建築

隔震建築

隔震建築是指利用隔震技術,在建築物的基底部或某個位置設定隔震裝置形成隔震層,把上部結構和下部基礎隔離開來,以此來消耗地震能量,避免或減少地震能量向上部傳輸,能夠更有效地保障上部結構與內部人員、設備的安全。2013年4月20日四川雅安發生7.0級地震以後,採用隔震技術修建的蘆山縣人民醫院外觀完整且受損較小引起人們關注。

原理髮現

世界隔震技術發展的第三個里程碑——隔震技術的發現,周福霖結緣抗震減震研究,始於1976年唐山大地震現場調查受到的啟發。唐山大地震後第3天,他在被毀廢墟中發現有兩棟4層磚樓屹立未倒、僅沿地面滑動約0.4米,因為牆體下面一層柔軟的防水油毛氈讓大樓逃過一劫。“如果只給建築做硬抗地震不行,可以讓房屋變‘柔軟’,地震的時候讓房屋柔性的滑動。”周福霖從滑動的房屋中找到靈感。隨後出國留學的他,在1982年與導師一起做了一個隔震房屋地震震動台模擬試驗——把安裝隔震層的四層樓房屋模型放在震動台上,發現不隔震的房屋遇強震就被破壞,隔震的房屋卻能承受9級或更強的地震。

周福霖帶著隔震減震新技術回國,1993年,在廣東汕頭市建成我國第一棟橡膠支座的8層隔震住宅,這也是當年世界最高的隔震住宅樓。在次年台灣海峽6.4級地震影響中,隔震樓在橡膠隔震層上緩慢搖擺,房屋結構在地震中保持彈性,沒有任何損壞,只是輕微擺動。聯合國工發組織為此在汕頭召開國際會議,向世界各國推廣了這種技術,稱之為“世界隔震技術發展的第三個里程碑”。

基本介紹

隔震建築 隔震建築

隔震技術又稱阻尼隔震技術。被美國地震專家稱為“40年來世界地震工程最重要的成果之一”。隔震即隔離地震,在建築物和構築物的基底或某個位置設定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構的傳輸,減輕結構振動反應,建築物只發生較輕微運動和變形,從而保障地震時建築物安全 。

基礎隔震技術是在建築上部結構與地基之間設定足夠安全的隔震系統,由於隔震層的"隔震"、"吸震"作用,地震時上部結構作近似平動,結構反應力僅相當於不隔震情況下的1/4-1/8(強震觀測結果可達1/2-1/16),從而"隔離"了地震,通俗地說:使用隔震技術的房屋經歷8級地震的震動僅相當於5.5級地不僅達到了減輕地震對上部結構造成損壞的目的,而且建築裝修及室內設備也得到有效保護。在諸多隔震系統中,隔震橡膠支座是世界研究和套用的主流,在美國、日本等多震國家廣泛套用,在雲南省的昆明市、思茅、臨滄、版納等市州的部分高層建築推廣套用。

可行性

從隔震技術套用於建築工程的實際效果來看,對於8度及其以上抗震設防區的高於六層建築,套用隔震技術後,設防烈度可降低2度,從而可以節約投資成本,10000平方米左右的9層建築僅鋼筋就可以節約100多萬元的投資;同樣按規範設計的建築,套用隔震技術房屋設防目標高,安全性明顯提高;對於政府首腦機關、高層商品房住宅、生命線工程、容易產生次生災害的重要建設工程,套用隔震技術可以提高建築安全性;對於設有地下室的建築,套用隔震技術,其投資/效益比更加提高。

隔震建築 隔震建築

作為成熟的工程套用技術,隔震技術已在國內外包括美國、日本等已開發國家廣泛套用,目前世界最大的隔震建築是美國舊金山國際機場。

實例

國內外所有使用疊層橡膠支座隔震房屋,經過多次強烈地震的考驗,隔震效果良好,抗震性能顯著。

實例1:1994年洛杉磯6.7級地震,31座醫院嚴重破壞,9座醫院局部破壞而疏散,USC University 醫院為地下1層,地上7層的隔震結構,地震中絲毫未損,沒有一個花瓶摔下,醫院周圍建築物普遍嚴重破壞,醫院屋內人員竟然未意識到發生了強烈地震,各種設備未損壞,醫院功能得到維持,成為救災中心,對震後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院造成損失達3.89億美元。

實例2:1995年日本阪神7.2級地震中,有2幢隔震結構建築取得了地震觀測記錄。西部郵政大樓建築面積46000平方米,6層,是日本最大的隔震建築。地震記錄觀測地面1層水平方向的最大加速度只有基礎的1/3-1/4,該建築震後完好,設備無損,在救災中發揮了較大作用,隔震效果得到了充分發揮。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記錄。隔震樓1層最大加速度值比基礎減小,而非隔震樓屋面最大加速度比隔震樓大2-5倍。

實例3:1994年台灣集集7.3級地震,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震感,不知道地震發生。

實例4:1995年雲南武定6.5級地震,地震發生時,大理震感強烈,而橡膠墊隔震建築-大理州交通指揮中心大樓中的大多數人沒有感覺,不知道地震發生。

實例5:1996年,雲南麗江發生7級強烈地震。西昌市國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,而相鄰的一幢常規抗震樓只有四層高,樓上居住的人搖晃十分厲害,驚慌失措往外逃跑。

實例6:安然度過4·20蘆山地震的蘆山縣人民醫院已然成為“樓堅強”的代言人,它的秘密在於地基部分的“彈簧緩衝”。地震後外觀完整且受損較小的蘆山縣人民醫院主樓引起關注。四川其他地方還有一些隔震建築。

防震原理

1、假設房子懸浮於地面,則地震完全不會對它產生影響,但懸浮在現實中幾乎不可能

2、承擔房子重量需要支撐,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,我們增設彈簧,但一旦產生振動就很難停止下來

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

隔震彈簧的原理:隔震系統一般由隔震器、阻尼器等構成。建築隔震橡膠支座隔震的基本原理是通過增設橡膠隔震支座,將上部建築結構與下部地基結構隔離,通過柔性隔震層吸收和耗散地震能量,阻止並減輕地震能量向上部結構的傳遞,使整個建築的自振周期得以延長,以減輕上部結構的地震反應。

各地政策

隔震建築 隔震建築

《雲南省隔震減震建築工程促進規定》已經2016年8月2日雲南省人民政府第92次常務會議通過,現予公布,自2016年12月1日起施行。

隔震建築之最

國內最大隔震建築——北京新機場

北京新機場的地下是快捷的軌道交通。飛速駛過的列車,會對航站樓造成影響。

北京新機場航站樓採用先進的組合隔震技術,設定1232個橡膠隔震支座和彈性滑板支座,大幅度提高航站樓結構的抗震性能。

新技術將有效降低底部軌道震動對上部結構的影響,解決超大超長混凝土結構裂縫控制的技術難題。

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