于定學(xué)

（云南城市建設(shè)工程咨詢有限公司，云南昆明 650102）

建筑結(jié)構(gòu)隔震技術(shù)具有較好的經(jīng)濟(jì)性、良好的耐久性、完善建筑功能、地震后的復(fù)位性。在工程建設(shè)中，強(qiáng)化應(yīng)用隔震技術(shù)，對提升建筑工程質(zhì)量具有積極意義。在地質(zhì)活動比較活躍的地區(qū)使用建筑結(jié)構(gòu)隔震技術(shù)是最為理想的選擇，同時能有效降低人民財(cái)產(chǎn)損失及生命傷亡，起到最大的減震作用。

1 建筑結(jié)構(gòu)的隔震技術(shù)發(fā)展

1.1 國外建筑結(jié)構(gòu)隔震技術(shù)發(fā)展分析

早在20 世紀(jì)的中期階段，建筑結(jié)構(gòu)的隔震技術(shù)便獲得突飛猛進(jìn)的發(fā)展。美國、日本等科技水平發(fā)展水平較高的國家已經(jīng)深入的對建筑結(jié)構(gòu)隔震技術(shù)展開了詳細(xì)的研究。除此之外，對于其理論成果和實(shí)踐成果的研究，也更是效果顯著。時間推移到70年代，新西蘭的著名研究學(xué)者便首先完成鉛芯疊層橡膠支座的開發(fā)，其開發(fā)結(jié)果對整個建筑結(jié)構(gòu)隔震技術(shù)朝向?qū)嵺`化方向發(fā)展做出極大的推動。之后在1984 年的美國和1985 年的日本，也首次完成隔震建筑建設(shè)。在20 世紀(jì)末期，在全世界范圍內(nèi)的至少30 個國家和地區(qū)紛紛投入力量對建筑結(jié)構(gòu)隔震技術(shù)深入探究，相繼在日本，法國，美國，新西蘭和意大利等多個國家興建了超過數(shù)百座的隔震建筑物。其中由于日本屬于地震多發(fā)國家，對于其研究的力度和深度最為廣泛，技術(shù)發(fā)展的速度也相對較快。特別是在1995 年的阪神大地震當(dāng)中，日本選擇使用橡膠支座隔震建設(shè)完成的建筑，所以經(jīng)受住了阪神大地震的考驗(yàn)。建筑結(jié)構(gòu)在施工建設(shè)時，通過使用隔震技術(shù)能夠使其具備良好的性能，其建筑隔震技術(shù)也獲得了政府部門的大力推廣。如今，在很多國家當(dāng)中，建設(shè)完成的醫(yī)院、辦公樓等建筑均紛紛投入使用了隔震技術(shù)。建筑結(jié)構(gòu)施工建設(shè)時所使用的隔震技術(shù)已經(jīng)逐漸的在住宅建筑領(lǐng)域當(dāng)中進(jìn)行使用。同樣，日本擁有最多的隔震建筑，也是對隔震技術(shù)應(yīng)用最為廣泛的國度，接近9000 棟的建筑物在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與實(shí)施時應(yīng)用了隔震技術(shù)。通過相關(guān)資料可知，在日本最高的隔震建筑，其高度已經(jīng)達(dá)到了177m。在使用隔震技術(shù)時，所選擇使用的隔振裝置也大多使用的是夾層橡膠隔震墊。在早期階段所使用的隔振系統(tǒng)，大多數(shù)是有機(jī)結(jié)合了鉛芯橡膠支座或者是天然橡膠支座加阻尼器實(shí)現(xiàn)其性能。在最近這些年，建設(shè)隔震建筑時普遍將重點(diǎn)放在高阻尼天然橡膠支座方面。在2011年3 月時，日本發(fā)生一次9.0 級大地震。由于使用高阻尼天然橡膠支座而使得日本在本次地震當(dāng)中，房屋建筑以及室內(nèi)儀器設(shè)備幾乎沒有受到任何損壞。由此可見，合理地應(yīng)用高阻尼天然橡膠支座，可以保證建筑結(jié)構(gòu)表現(xiàn)出良好的抗震性能。

1.2 國內(nèi)建筑結(jié)構(gòu)的隔震技術(shù)研究進(jìn)展

在1980 年的后期階段，我國的研究人員也逐漸開始注重橡膠支座隔震技術(shù)的研究。由于受到國家自然科學(xué)基金會的支持，以中國建筑科學(xué)院為首的技術(shù)人員帶頭深入開始探究橡膠隔震支座的開發(fā)與設(shè)計(jì)，以及在應(yīng)用的過程中所面臨的各種問題，從而提出了橡膠支座隔震建筑的成套技術(shù)。早在1993 年的時候，我國的周福霖院士便最早的將隔震建筑的設(shè)計(jì)理念進(jìn)行應(yīng)用。在1994 年時，聯(lián)合國工業(yè)發(fā)展組織權(quán)威專家將周福霖院士所設(shè)計(jì)完成的隔震居民樓稱為世界建筑隔震技術(shù)發(fā)展的第三個里程碑。步入新世紀(jì)，在新世紀(jì)初期，我國編訂的《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》中首次將建筑隔震與消能減震的技術(shù)列入其中，由此而充分的表現(xiàn)了在我國的隔震消能技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到相對成熟的階段。在2008 年經(jīng)歷了一次汶川地震以后，我國又重新的將防震減災(zāi)法進(jìn)行修訂，在修訂完成的防震減災(zāi)法當(dāng)中，新增加了一條條例，國家鼓勵支持對符合抗震設(shè)計(jì)要求的新型技術(shù)、新型工藝以及新型材料進(jìn)行研發(fā)和推廣使用。之后在2010 年，我國全新修訂的《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》當(dāng)中，又相對較大的對隔震技術(shù)使用的范疇進(jìn)行了調(diào)整。將設(shè)計(jì)的減震隔震建筑工程環(huán)節(jié)所制定的各種限制予以取消，使得建筑工程施工建設(shè)時面臨著更加便利的施工條件和更加良好的施工環(huán)境，對加快發(fā)展隔震建筑具有積極意義。在2014 年2 月的時候，我國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部門又相繼的針對于建筑結(jié)構(gòu)的隔震技術(shù)發(fā)布全新文件，進(jìn)一步為推廣該技術(shù)提供支持。在經(jīng)過最近這些年的環(huán)境轉(zhuǎn)變影響中，隔震技術(shù)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范已經(jīng)逐漸趨向于完善，加大對建筑隔震技術(shù)應(yīng)用的支持，也為改善建筑行業(yè)施工環(huán)境提供強(qiáng)有力的保證。

我國云南省位于喜馬拉雅火山地震帶上，該地區(qū)多山多地震，引起政府的格外重視。隔震建筑由于研究和推廣時間較早，開發(fā)完成了性能較高的橡膠隔震支座，加快培養(yǎng)了具有高新技術(shù)水平的設(shè)計(jì)人員和技術(shù)力量，使得如今云南取得相對成熟的成果。所以在云南地區(qū)所研究的隔震技術(shù)以及其應(yīng)用的效果，已經(jīng)走在全國的前列，也是目前在我國應(yīng)用隔震技術(shù)建設(shè)建筑結(jié)構(gòu)范圍最廣的地區(qū)之一。截至目前，建設(shè)而成的隔震建筑物已經(jīng)超過2000 棟，其中還包含有全球最大的隔震建筑和最高的隔震建筑群等一系列具有標(biāo)志性的建筑物。其次是四川、新疆、陜西、甘肅等地區(qū)建成隔震建筑100 多棟，河北、江蘇、北京、天津、山西、山東超過50 棟，其他省市應(yīng)用相對較少。

2 建筑結(jié)構(gòu)的隔震技術(shù)發(fā)展方向

從宏觀的角度而言，我國在研究和應(yīng)用建筑結(jié)構(gòu)隔震技術(shù)時，水平還相對較低。我國設(shè)計(jì)具有隔震能力的建筑結(jié)構(gòu)、開發(fā)相關(guān)的產(chǎn)品、強(qiáng)化施工技術(shù)的應(yīng)用，相比較于國外科技水平發(fā)展程度較高的國家而言，仍舊存在著很大的差距，如今隔震技術(shù)仍舊處于發(fā)展的成長期。在未來，我國建筑工程中所使用的隔震技術(shù)無論是理論體系還是產(chǎn)品開發(fā)以及施工技術(shù)的精細(xì)化應(yīng)用，都面臨著廣闊的發(fā)展空間。想要加快提高我國在建筑結(jié)構(gòu)領(lǐng)域當(dāng)中應(yīng)用隔震技術(shù)的水平和效果，那么便應(yīng)該注重對隔震技術(shù)研究的多樣化和精細(xì)化，使其逐漸朝向?qū)嵱没较虬l(fā)展。在建筑結(jié)構(gòu)工程建設(shè)當(dāng)中，應(yīng)用和發(fā)展隔震技術(shù)主要是圍繞以下幾個方面展開：①使得具有單一性的隔震元件逐漸朝向具有多功能化的隔震體系發(fā)展，將原有的單一水平隔震轉(zhuǎn)變到三維隔震。立足于目前應(yīng)用的基礎(chǔ)隔震，使其朝向?qū)娱g隔震方向發(fā)展；②逐漸開發(fā)性能較高、穩(wěn)定性較高的隔震產(chǎn)品。加快推動在大型公共建筑以及高層公共建筑當(dāng)中的橡膠支座應(yīng)用，包括有高阻尼橡膠隔震支座直徑、橡膠隔震支座以及滑板支座等。將設(shè)備新材料靈活的運(yùn)用在隔震設(shè)備制作當(dāng)中；③在應(yīng)用隔震技術(shù)領(lǐng)域，逐漸從多層建筑結(jié)構(gòu)的隔震技術(shù)應(yīng)用朝向高層和大跨建筑工程結(jié)構(gòu)的隔震技術(shù)發(fā)展。轉(zhuǎn)變單一建筑隔震，使其朝向整體性隔震領(lǐng)域發(fā)展，使隔震技術(shù)不僅僅在加固和改造建筑物抗震性能領(lǐng)域進(jìn)行使用，也注重提升隔震技術(shù)的發(fā)展前景，使其更加便利的為建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與建設(shè)提供支持。另外還需要將其運(yùn)用在農(nóng)村居民的結(jié)構(gòu)中，減少地震災(zāi)害所帶來的消極影響。

3 建筑結(jié)構(gòu)隔震技術(shù)特點(diǎn)分析

3.1 隔震技術(shù)使用裝置的特點(diǎn)

隔震技術(shù)可以簡單的將其理解為一種能量的輸入，是通過利用建筑結(jié)構(gòu)的上層和下層之間所設(shè)置的隔震層來將地震所產(chǎn)生的能量對于建筑物所形成的影響進(jìn)行消減。在最近這些年，科學(xué)技術(shù)的發(fā)展使得人們對于隔震裝置的研究力度和深度不斷加大，開發(fā)和研制的隔震裝置種類也逐漸趨多。根據(jù)隔震裝置使用的原理差異可以將其劃分為兩大類：①滑動支撐隔震裝置；②彈性支撐隔震裝置。彈性支撐類的隔震裝置主要是通過使用鉛芯橡膠隔震支座、高阻尼橡膠隔震支座以及夾層橡膠隔震支座實(shí)現(xiàn)其隔震性能。在一般情況下，所選擇使用的橡膠大多為柔性材料[1]。當(dāng)?shù)卣鸢l(fā)生時，橡膠將會出現(xiàn)大水平的形變現(xiàn)象，阻止具有能量的地震波朝向上層建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行傳遞，減少上層建筑結(jié)構(gòu)所受到地震時的影響，將滑動界面安裝在滑動支撐類隔震裝置的內(nèi)部。倘若由于地震所造成的慣性力變大，甚至超出最大靜摩擦力的時候。那么上層建筑結(jié)構(gòu)便可以在隔震裝置的影響之下而出現(xiàn)滑動，這樣便可以有效地規(guī)避地震所傳輸?shù)哪芰坑绊懙缴喜拷Y(jié)構(gòu)。其中最為常見的有滾動隔震裝置、水平摩擦滑動隔震支座以及摩擦擺隔震支座。

圖1 隔震裝置安裝效果

任何關(guān)于建筑結(jié)構(gòu)工程建設(shè)的技術(shù)在提出與推廣的時候，均需要經(jīng)歷研究、實(shí)驗(yàn)、試點(diǎn)等過程?？拐鹦录夹g(shù)尤其要經(jīng)過發(fā)生概率較低的大地震的實(shí)際檢驗(yàn)方可推廣應(yīng)用。橡膠隔震支座歷經(jīng)了接近50 年的研究與發(fā)展，目前橡膠隔震支座結(jié)構(gòu)簡單、造價(jià)合理、理論和試驗(yàn)研究成果比較豐富和完善，且經(jīng)歷多次地震檢驗(yàn)效果明顯，標(biāo)準(zhǔn)相對健全，技術(shù)較成熟，已進(jìn)入推廣應(yīng)用期。在今后較長時期橡膠隔震支座將成為建筑隔震依托的主要產(chǎn)品[2]。目前，我國建筑上使用最多的是普通橡膠支座和鉛芯橡膠支座。普通橡膠支座阻尼較小，地震作用下的水平位移較大，但變形后的恢復(fù)性能好。鉛芯橡膠支座在罕遇地震作用下水平位移較小，但是對于高頻波的隔震效果相對較差，且上部結(jié)構(gòu)高振型影響較大，針對兩種橡膠支座的性能特點(diǎn)，通常采用兩種橡膠支座合理組合的建筑隔震體系可以達(dá)到較好的隔震效果，同時隔震層罕遇地震下的變形也能得到較好的控制。由于鉛芯橡膠支座在生產(chǎn)和使用過程中存在環(huán)境污染風(fēng)險(xiǎn)，所以國際上開始探索使用高阻尼橡膠支座作為升級替代產(chǎn)品，高阻尼橡膠支座阻尼和水平剛度依賴于應(yīng)變頻率和幅值，對高頻波的隔震效果較好。高阻尼橡膠支座對橡膠材料性能要求較高，影響支座性能的因素較多，在試驗(yàn)研究及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上尚有許多難點(diǎn)需要突破[3]。另外，由于市場工藝水平的限制，過去我國建筑隔震支座產(chǎn)品尺寸較小、性能不穩(wěn)定、產(chǎn)品繁雜，隨著工藝水平的提高，標(biāo)準(zhǔn)化的高性能大尺寸隔震產(chǎn)品必將成為主流，以適應(yīng)更高的建筑抗震性能要求。

橡膠隔震支座的應(yīng)用領(lǐng)域較為廣泛，即可用于隔離地震引起的振動，也可用于隔離設(shè)備振動或環(huán)境振動。在建筑工程上橡膠隔震支座廣泛用于醫(yī)院、學(xué)校、通訊、消防、電力、金融、博物館、核電站等重要建筑，以保證地震后結(jié)構(gòu)和設(shè)備完好，功能不中斷。近年來在住宅項(xiàng)目上也有大量應(yīng)用。橡膠隔震支座還廣泛用于公路、鐵路橋梁，以防止由地震引起交通中斷，削弱車輛引起的振動和溫度變形[4]。在設(shè)備隔震方面，橡膠支座用于貴重設(shè)備隔震和隔離震動設(shè)備引起的振動，橡膠支座還可用于石油浮放儲罐和輸油管線的隔震。

3.2 橡膠支座隔震系統(tǒng)的特點(diǎn)

建筑隔震技術(shù)是最近40 年來抗震防災(zāi)工程領(lǐng)域最重大的創(chuàng)新技術(shù)之一，現(xiàn)階段具有無可比擬的優(yōu)越性，能降低地震力50%～80%。它能使結(jié)構(gòu)安全性成倍提高，并能保護(hù)內(nèi)部設(shè)備儀器，在地震后不喪失使用功能，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)、生命、室內(nèi)財(cái)產(chǎn)“三保護(hù)”，近年來其優(yōu)異的抗震效果在國內(nèi)外大地震中得到了檢驗(yàn)。

圖2 橡膠支座隔震系統(tǒng)的特點(diǎn)

4 監(jiān)理單位控制要點(diǎn)

4.1 項(xiàng)目監(jiān)理部預(yù)控工作要求

（1）組織圖紙會審與實(shí)施交底。

（2）項(xiàng)目監(jiān)理部審查施工單位的質(zhì)量保證體系。

（3）項(xiàng)目監(jiān)理部審查施工單位隔震支座專項(xiàng)方案的報(bào)審。

（4）項(xiàng)目監(jiān)理部審查檢測機(jī)構(gòu)資質(zhì)。

（5）項(xiàng)目監(jiān)理部審查測量儀器的報(bào)審。

（6）項(xiàng)目監(jiān)理部審查報(bào)審資料的重點(diǎn)、難點(diǎn)。

（7）組織圖紙會審與實(shí)施交底的重點(diǎn)、難點(diǎn)。

（8）建筑隔震工程的圖紙會審要注意下列內(nèi)容：

①詳細(xì)檢查各處隔離縫的縫寬，是否滿足設(shè)計(jì)圖紙規(guī)定。

②隔震支座上下支墩截面尺寸是否滿足支座安裝的規(guī)定。

③支座預(yù)埋件與上下支墩中鋼筋位置是否發(fā)生沖突。

實(shí)施交底前應(yīng)編制隔震專項(xiàng)施工組織設(shè)計(jì)或施工技術(shù)方案，隔震專項(xiàng)施工技術(shù)交底時應(yīng)注意設(shè)計(jì)單位對建筑隔震的功能與特點(diǎn)、設(shè)計(jì)意圖與要求，特別是隔震工程施工過程中，隔震層與上部結(jié)構(gòu)和下部結(jié)構(gòu)的工序搭接、支座安裝、穿越隔震層的管線安裝中應(yīng)注意的事項(xiàng)等的說明[5]。

4.2 項(xiàng)目監(jiān)理部審查檢測機(jī)構(gòu)資質(zhì)的重點(diǎn)、難點(diǎn)

監(jiān)理工程師應(yīng)按照《建設(shè)監(jiān)理規(guī)范》的要求對隔震支座檢測的實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行審查，除了一般性的審查外，還應(yīng)重點(diǎn)審查資質(zhì)等級和試驗(yàn)范圍是否含有橡膠隔震支座檢測資質(zhì)。施工單位自檢、報(bào)驗(yàn)支座和阻尼器產(chǎn)品進(jìn)場應(yīng)提供下列質(zhì)量證明文件：原材料檢測報(bào)告、連接件檢測報(bào)告、產(chǎn)品合格證、出場檢驗(yàn)報(bào)告、型式檢驗(yàn)報(bào)告、其他必要證明文件、現(xiàn)場實(shí)物檢查。應(yīng)對建筑隔震工程的支座、阻尼器及其連接件等進(jìn)行進(jìn)場驗(yàn)收，可按規(guī)范附錄B記錄[6]。

支座：規(guī)格型號；進(jìn)場數(shù)量；生產(chǎn)廠家（合格證號）；檢驗(yàn)項(xiàng)目（外觀、尺寸偏差、力學(xué)性能）。

注：力學(xué)性能包含：壓縮性能、剪切性能、水平極限變形能能力。尺寸偏差檢查包括平面尺寸、支座高度等內(nèi)容（質(zhì)量證明文件查驗(yàn)和對外觀質(zhì)量及尺寸偏差的抽檢）。

連接板：規(guī)格型號；進(jìn)場數(shù)量；生產(chǎn)廠家（合格證號）；檢驗(yàn)項(xiàng)目（平面尺寸偏差、厚度偏差、螺栓孔位置偏差、地腳螺栓長度尺寸偏差、平整度偏差）。

阻尼器：規(guī)格型號；進(jìn)場數(shù)量；生產(chǎn)廠家（合格證號）；檢驗(yàn)項(xiàng)目（外觀、尺寸偏差、高強(qiáng)螺栓、力學(xué)性能）。

5 結(jié)語

建筑工程的質(zhì)量關(guān)系到社會穩(wěn)定與人們的生命財(cái)產(chǎn)安全，如何加強(qiáng)建筑工程的穩(wěn)定性和可靠性，是現(xiàn)代建筑工程人員工作的重中之重。本文簡要分析隔震技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀與應(yīng)用特點(diǎn)，形成對隔震技術(shù)的初步認(rèn)知，通過歸納其相關(guān)的施工準(zhǔn)備工作和施工技術(shù)，為發(fā)展隔震技術(shù)提供借鑒。