【建筑健康】以柔克刚，隔震技术可有效降低建筑物受损

日前，福建省厦门市建设与管理局组织有关单位对厦门市湖里区实验幼儿园进行了最大水平位移值的实际隔震结构动力特性试验。厦门市建设与管理局副局长、总工程师林树枝博士表示，推移测试的主要目的是检验在水平初位移条件下，隔震结构的抗震性能以及隔震层自动复位能力。测试与研究结论为检验隔震建筑的抗震性能以及改进隔震结构的设计有重大的科学研究和现实工程意义。

增强房屋安全性

据林树枝介绍，厦门紧邻地震较为活跃的台湾地震带，地处长乐——诏安地震断裂带中部，历史上主要受此断裂带的影响。1985年，国家将厦门市列入重点抗震设防城市（设防区为7度、加速度为0.10伽）。2008年7月，有关单位将厦门市的设防区调整为7度、加速度为0.15伽（简称7度半）。近年来，台湾海峡地震频发，厦门地区震感强烈，一旦发生地震，将对老百姓的生命、财产带来威胁，在这种形势下，建筑的抗震设计尤为重要。林树枝说，厦门市在公共建筑的建设中积极采用抗震新技术，已于2009年采用隔震技术建成厦门市同安区森林公安扑救队综合楼及厦门市翔安区新圩中心卫生院医技综合楼。此外，目前在建的8栋隔震建筑，有7栋为厦门市湖里区新建中小学及幼儿园，1栋为厦门市同安区公安分局训练基地教学楼。隔震技术在厦门市的大面积应用，已起到尽可能地减轻建筑物的震害、保障人民生命财产安全的作用，具有显著的经济效益和社会综合效益。

吸收70%的地震力

据林树枝介绍，隔震建筑的抗震性能主要体现在隔震层的动力特性。我国已建成的隔震建筑绝大多数没有经受过地震考验，隔震层缺乏跟踪控制和调节的能力，因此进行现场测试来检验实际隔震结构的动力特性和抗震性能是非常必要的。

林树枝说，水平位移法是对建筑结构加载使其发生水平初位移后，突然卸载使结构振动而测定其动力性能的方法。水平位移法测试的关键是加载及卸载装置的设计和实施。本次推移试验方案为布置水平推移加载系统，加载系统包括油压千斤顶和推移顶杆。加载和卸载方法的步骤为：先将液压泵通过油压千斤顶进行加载将建筑物推开；达到预定的水平推移值后，安装“混凝土推移顶杆”；油压千斤顶卸载后，“混凝土推移顶杆”承担水平反力；采用同步控制爆破方法对“混凝土推移顶杆”破除使其瞬间卸载，让建筑物做自由振动；试验推移值分别为70毫米和100毫米，对应于直径400毫米的隔震支座剪应变分别为100%和125%。这也是厦门市首次在安装隔震支座的公共建筑中举行较大水平位移的隔震结构动力特性试验，现场检测隔震结构的动力特性和抗震性能。

据介绍，湖里区实验幼儿园建筑面积为3648平方米，46根短柱支撑起建筑的半地下室。在每根短柱上都安装有一个隔震支座。试验单位用了12个千斤顶，施加4500千牛的力将湖里区实验幼儿园上部结构做单方向的水平推移，使隔震支座产生变形。将8根混凝土顶杆固定于上部主体和地面上的反力台座之间，等到顶杆被瞬间同步爆破后，房子就会迅速“复位”。

据该项隔震技术的研发单位福州大学土木工程学院博士吴应雄介绍，隔震技术就是在建筑物底部安装一个水平刚度较小的装置，这个装置能把地震的大部分作用力给隔离消减掉。吴应雄说，进行试验时，在幼儿园4楼屋顶、屋面上各摆放了装满水的玻璃水缸，可更直观地感受到“地震”带来的震感。混凝土顶杆爆破后的瞬间，有关人员在屋顶感觉不到剧烈的摇晃，玻璃缸里的水也只出现了轻微波纹。如果是普通的抗震建筑，玻璃缸里的水会不断地溅出。之所以这样，是隔震支座吸收了约70%以上的地震力，使得建筑结构不会剧烈晃动，大大提高了楼房的安全性。爆破后，位移计观测到约2～4秒钟，上部结构已基本复位到推移前的原有位置，隔震支座变形微小。

厦门将推广隔震技术应用

传统建筑一旦遭遇地震，从震源传出的地震波将直通建筑物，导致整栋楼上下左右剧烈地晃动。此次在幼儿园建筑底部安装了46个隔震支座，却可以“以柔克刚”大大消减地震能量。由此可见，安装隔震支座后建筑物抗震能力至少可以提高一度，大大降低了建筑物受损程度。林树枝表示，今后，厦门市将在新建的学校、医院等公共建筑中大力推广这项抗震新技术。

厦门市将重点提高两类建筑的抗震设防目标。“一类如幼儿园、中小学、老人院，这类人员集中且其逃生能力较差的建筑应达到大震可修的抗震设防目标；另一类是抗震救灾建筑，如医院、通讯枢纽、消防站、救灾指挥中心和地震观测站等，要保证大震时室内的主要设备和系统不受损坏，而且能保持正常运行。”林树枝说。