隔震技術的應用及發展
出類拔萃
作者:徐豔娟 劉衛衛
摘 要: 隨著隔震技術的發展,隔震技術已經從研究領域進入到實際應用階段。國際、國內已經采用隔震技術的建築到4000棟左右。因此,人們開始研究當地震來臨時,怎麼減震、消震、減弱地震能量。隔震技術開始應用於建築中,在過去的幾十年中,經過曆次地震檢驗,隔震設計的建築,耗散地震能量效果顯著。隔震技術是近幾十年來地震工程最重要成果之一,是一種經濟、可靠、有效的防震減災技術,因此世界各國都在研究抗震減災技術,致力於提高建設工程的抗震設防水平,提高建設工程的抗震能力。
關鍵詞: 隔震技術 應用 發展
1.在國際建築工程中隔震技術的應用及發展
1923年日本關東大地震後不久,抗震設計邁出了第一步。抗震設計是在針對重力設計的結構中,增加抵抗地震的功能。在不斷摸索一種能從根本上避免地震災害的基礎上,隔震結構開始實現。關東大地震後不久引入了震度法的概念,引發了是否提倡剛性結構的爭論。震度法是指在重力和地震力的作用下,使建築物的應力狀態保持在彈性範圍內的一種設計方法。這時,把地震施加在建築物上的水平作用力,設定為建築物重量的0.1倍。
自20世紀60年代後半期以來,經濟的高速發展促進了城市建築高層化的發展,有關地震多發國家是否適合興建高層建築的爭論引發了第二次剛柔之爭。高層化會使建築物的周期變長,與之成反比例作用於建築物的震度也會明顯減小,因此剛柔之爭中柔性學說一方占了上風。第四次剛柔之爭之後,隔震結構已經取得了抗震結構體係中的絕對地位。近年來,嚐試追求更能發揮抗震功能的結構已成為一種潮流,這種結構被稱為製震結構,可以說隔震結構引發了對製震結構的追求。另外,抗震結構利用支撐重力的骨架確保必要的強度和能量吸收能力,其原理很勉強,很難成為簡潔單純的結構。如果說抗震技術要實現質的飛躍還很困難的話,那麼城市防災就不能隻依靠追求單個建築的抗震性能實現。但是,今後不可能將全部建築都建成隔震結構。在隔震結構的優越性麵前,抗震結構會自求轉變,隔震結構也會隨著適用例的增多而發生質的變化。總之,第五次剛柔之爭圍繞隔震結構的性能為中心展開,對抗震結構來說,將會是一場苦戰,它將關係抗震結構的命運。地震是最嚴重的自然災害之一,隔震結構是一種有效抵抗地震的結構。
早在19世紀,歐洲已經萌發了基礎隔震思想。但直到20世紀70年代,新西蘭學者羅賓遜開發的LRB(鉛芯橡膠支座)隔震技術開始逐漸受到關注。1969年,在南斯拉夫,該架構的三層鋼筋混凝土結構,使用天然橡膠支座的隔震裝置的隔震建築。大約在1970年,法國馬賽蘭蒙斯克鎮建立了一個三層建築,首次采用疊層橡膠支座隔震板。1981年在惠靈頓,新西蘭威廉·克萊頓(威廉·克萊頓)建立了世界上第一個使用LRB的結構。1984年,加州律師事務所伏羲爾中心建成後,它是美國的第一個孤立的建築,但也是世界上第一個使用高阻尼橡膠支座隔震建築。1984年,美國鹽湖城的市政大廈,強化使用隔離技術,這是世界上第一個基礎隔震建築的抗震加固項目,包括使用LRB隔震係統的方法。2003年葉楠完成了在日本大阪達到最高的部分城市塔136.8米,目前正在建設中的應用基礎隔震技術,最高的建築迪拜塔(哈利法塔)。目前,日本、新西蘭和許多其他國家的衝擊隔離技術理論和應用研究在日本已取得了令人矚目的成就,技術處於世界領先水平。日本是世界上最重要的抗震設計的國家之一,建築物設計考慮地震的水平普遍高於美國和歐洲。自1986年以來,建立了第一個大型現代化隔震建築,日本的地震隔離建築已經上升到1000左右,尤其是在1995年的阪神大地震,建築隔離技術推動了日本政府。隔離技術不僅用在政府機關和醫院,而且越來越多的住宅建築已經開始考慮隔離技術。