[科普中国]-隔震建筑

原理发现

世界隔震技术发展的第三个里程碑——隔震技术的发现，周福霖结缘抗震减震研究，始于1976年唐山大地震现场调查受到的启发。唐山大地震后第3天，他在被毁废墟中发现有两栋4层砖楼屹立未倒、仅沿地面滑动约0.4米，因为墙体下面一层柔软的防水油毛毡让大楼逃过一劫。“如果只给建筑做硬抗地震不行，可以让房屋变‘柔软’，地震的时候让房屋柔性的滑动。”周福霖从滑动的房屋中找到灵感。随后出国留学的他，在1982年与导师一起做了一个隔震房屋地震震动台模拟试验——把安装隔震层的四层楼房屋模型放在震动台上，发现不隔震的房屋遇强震就被破坏，隔震的房屋却能承受9级或更强的地震。

周福霖带着隔震减震新技术回国，1993年，在广东汕头市建成我国第一栋橡胶支座的8层隔震住宅，这也是当年世界最高的隔震住宅楼。在次年台湾海峡6.4级地震影响中，隔震楼在橡胶隔震层上缓慢摇摆，房屋结构在地震中保持弹性，没有任何损坏，只是轻微摆动。联合国工发组织为此在汕头召开国际会议，向世界各国推广了这种技术，称之为“世界隔震技术发展的第三个里程碑”。1

基本介绍隔震技术又称阻尼隔震技术。被美国地震专家称为“40年来世界地震工程最重要的成果之一”。隔震即隔离地震，在建筑物和构筑物的基底或某个位置设置隔震装置隔离或耗散地震能量，以避免或减少地震能量向上部结构的传输，减轻结构振动反应，建筑物只发生较轻微运动和变形，从而保障地震时建筑物安全 。

基础隔震技术是在建筑上部结构与地基之间设置足够安全的隔震系统，由于隔震层的"隔震"、"吸震"作用，地震时上部结构作近似平动，结构反应力仅相当于不隔震情况下的1/4-1/8（强震观测结果可达1/2-1/16），从而"隔离"了地震，通俗地说：使用隔震技术的房屋经历8级地震的震动仅相当于5.5级地不仅达到了减轻地震对上部结构造成损坏的目的，而且建筑装修及室内设备也得到有效保护。在诸多隔震系统中，隔震橡胶支座是世界研究和应用的主流，在美国、日本等多震国家广泛应用，在云南省的昆明市、思茅、临沧、版纳等市州的部分高层建筑推广应用。2

可行性从隔震技术应用于建筑工程的实际效果来看，对于8度及其以上抗震设防区的高于六层建筑，应用隔震技术后，设防烈度可降低2度，从而可以节约投资成本，10000平方米左右的9层建筑仅钢筋就可以节约100多万元的投资；同样按规范设计的建筑，应用隔震技术房屋设防目标高，安全性明显提高；对于政府首脑机关、高层商品房住宅、生命线工程、容易产生次生灾害的重要建设工程，应用隔震技术可以提高建筑安全性；对于设有地下室的建筑，应用隔震技术，其投资/效益比更加提高。

作为成熟的工程应用技术，隔震技术已在国内外包括美国、日本等发达国家广泛应用，目前世界最大的隔震建筑是美国旧金山国际机场。

实例国内外所有使用叠层橡胶支座隔震房屋，经过多次强烈地震的考验，隔震效果良好，抗震性能显著。

实例1：1994年洛杉矶6.7级地震，31座医院严重破坏，9座医院局部破坏而疏散，USC University 医院为地下1层，地上7层的隔震结构，地震中丝毫未损，没有一个花瓶摔下，医院周围建筑物普遍严重破坏，医院屋内人员竟然未意识到发生了强烈地震，各种设备未损坏，医院功能得到维持，成为救灾中心，对震后紧急救援起到了十分重要的作用。而距离1公里外的洛杉矶中心医院造成损失达3.89亿美元。

实例2：1995年日本阪神7.2级地震中，有2幢隔震结构建筑取得了地震观测记录。西部邮政大楼建筑面积46000平方米，6层，是日本最大的隔震建筑。地震记录观测地面1层水平方向的最大加速度只有基础的1/3-1/4，该建筑震后完好，设备无损，在救灾中发挥了较大作用，隔震效果得到了充分发挥。Matsumura-Gumi 研究所大楼为3层隔震楼，该大楼和毗邻的管理大楼为3层非隔震楼，两栋都得到了地震观测记录。隔震楼1层最大加速度值比基础减小，而非隔震楼屋面最大加速度比隔震楼大2-5倍。

实例3：1994年台湾集集7.3级地震,汕头市烈度为6度,种类房屋摇晃厉害，居民惊慌失措，水桶里的水溅出了1/3左右，而陵海路隔震楼上的人无震感，不知道地震发生。

实例4：1995年云南武定6.5级地震，地震发生时，大理震感强烈，而橡胶垫隔震建筑-大理州交通指挥中心大楼中的大多数人没有感觉，不知道地震发生。

实例5：1996年，云南丽江发生7级强烈地震。西昌市国税局宿舍楼为六层隔震楼。在楼上居住的职工，只是感到轻微的晃动，而相邻的一幢常规抗震楼只有四层高，楼上居住的人摇晃十分厉害，惊慌失措往外逃跑。3

实例6：安然度过4·20芦山地震的芦山县人民医院已然成为“楼坚强”的代言人，它的秘密在于地基部分的“弹簧缓冲”。地震后外观完整且受损较小的芦山县人民医院主楼引起关注。四川其他地方还有一些隔震建筑。

防震原理1、假设房子悬浮于地面，则地震完全不会对它产生影响，但悬浮在现实中几乎不可能

2、承担房子重量需要支撑，用摩擦力小的滚珠示意，房子在水平方向的固定成了难题

3、为了在水平方向上固定房子，我们增设弹簧，但一旦产生振动就很难停止下来

4、为了让房子停下来，再增加阻止振动持续的阻尼装置。滚珠、弹簧及阻尼，三者合起来就是隔震弹簧的原理。

隔震弹簧的原理：隔震系统一般由隔震器、阻尼器等构成。建筑隔震橡胶支座隔震的基本原理是通过增设橡胶隔震支座，将上部建筑结构与下部地基结构隔离，通过柔性隔震层吸收和耗散地震能量，阻止并减轻地震能量向上部结构的传递，使整个建筑的自振周期得以延长，以减轻上部结构的地震反应。24

各地政策《云南省隔震减震建筑工程促进规定》已经2016年8月2日云南省人民政府第92次常务会议通过，现予公布，自2016年12月1日起施行。56

隔震建筑之最国内最大隔震建筑——北京新机场

北京新机场的地下是快捷的轨道交通。飞速驶过的列车，会对航站楼造成影响。

北京新机场航站楼采用先进的组合隔震技术，设置1232个橡胶隔震支座和弹性滑板支座，大幅度提高航站楼结构的抗震性能。

新技术将有效降低底部轨道震动对上部结构的影响，解决超大超长混凝土结构裂缝控制的技术难题。89