近年來(lái)，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，新技術(shù)、新材料甚至新的設(shè)計(jì)思想得到大量的應(yīng)用，大大豐富了提高建筑抗震能力的手段。如使用更高強(qiáng)度的建筑材料，能夠提高構(gòu)件的極限承載能力并降低結(jié)構(gòu)自重。而與之相比，新技術(shù)、新設(shè)計(jì)思想的應(yīng)用，能夠更有效地減輕地震災(zāi)害。其中，隔震和消能減震就是兩種建筑結(jié)構(gòu)減輕地震災(zāi)害的新技術(shù)。

隔震技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用

隔震技術(shù)是國(guó)際上熱門(mén)的工程抗震新技術(shù)。它通過(guò)把隔震消能裝置(如橡膠隔震墊)安放在結(jié)構(gòu)物底部和基礎(chǔ)(或底部柱頂)之間，把上部結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)“隔開(kāi)”。這樣，改變了結(jié)構(gòu)的動(dòng)力特性和動(dòng)力作用，明顯地減輕結(jié)構(gòu)物的地震反應(yīng)，達(dá)到“以柔克剛”的效果。國(guó)內(nèi)外大量的試驗(yàn)和工程實(shí)踐證明，隔震體系一般可使結(jié)構(gòu)水平地震加速度反應(yīng)下降60％左右，從而消除或有效減輕結(jié)構(gòu)的地震損壞，提高建筑物及其內(nèi)部人員的安全性。隔震體系具有很大的垂直承載力 (50T～2000T)及很大的垂直壓縮剛度，而其水平變形剛度較小 (0.25kN／mm～1．8kN／mm)，水平極限變位值較大(10～50cm)，它具有足夠大的初始剛度，以抵抗風(fēng)荷載和輕微地震，當(dāng)強(qiáng)地震發(fā)生時(shí)，又能自由柔性滑動(dòng)，而變形過(guò)大時(shí)，剛度回升，具有保護(hù)和限位作用，鋼板夾層橡膠隔震墊具有較大的復(fù)位能力，在多次地震中自動(dòng)瞬時(shí)復(fù)位。

同時(shí)，它耐久性能好，一般使用壽命可在七十年以上，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)一般民用建筑物五十年使用壽命的要求。1994年1月17日，美國(guó)洛杉磯大地震中，該市相距不遠(yuǎn)的兩個(gè)醫(yī)院，一個(gè)是隔震的，地震時(shí)醫(yī)師護(hù)士照常工作；另一個(gè)是不隔震的，損壞厲害，一直無(wú)法恢復(fù)工作。 1995年1月17日，日本神戶大地震，該市的西部郵政大樓和松村研究所大樓等隔震房屋經(jīng)受了地震的考驗(yàn)，房屋結(jié)構(gòu)安全完好，儀器，設(shè)備、裝修等絲毫無(wú)損。根據(jù)其特性，一般來(lái)說(shuō)隔震技術(shù)主要適用于較重要的低層和多層建筑，如醫(yī)院、學(xué)校、商場(chǎng)、科研機(jī)構(gòu)以及重要的指揮職能單位。

建筑結(jié)構(gòu)消能減震技術(shù)的應(yīng)用

結(jié)構(gòu)消能減震技術(shù)的方法是指在結(jié)構(gòu)的某些部位(如支撐、剪力墻、節(jié)點(diǎn)、連接縫或連接件等)設(shè)置消能阻尼裝置或元件，通過(guò)消能裝置產(chǎn)生摩擦非線性滯回變形耗能來(lái)耗散或吸收地震能量以減小主體結(jié)構(gòu)的水平和豎向地震反應(yīng)，從而避免結(jié)構(gòu)產(chǎn)生破壞或倒塌，以達(dá)到減震抗震的目的。這種方法主要用于高層或超高層建筑。

隔震和消能減震技術(shù)目前在日本、美國(guó)已有了一定數(shù)量的應(yīng)用，并在震害中有較好的表現(xiàn)。我國(guó)從九十年代開(kāi)始，也以試點(diǎn)的方式在一些工程中應(yīng)用了這些技術(shù)并取得了一些好的經(jīng)驗(yàn)。新的抗震設(shè)計(jì)規(guī)范已給出了隔震和消能減震技術(shù)工程應(yīng)用的指導(dǎo)性意見(jiàn)，標(biāo)志著這些新技術(shù)已進(jìn)入實(shí)用性階段。

隔震和消能減震技術(shù)雖然能夠大幅度提高建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能，但目前其建造成本較高，且其技術(shù)從設(shè)計(jì)到構(gòu)造，施工均較復(fù)雜，正確合理地掌握和實(shí)施尚存在一些問(wèn)題，因此，新技術(shù)距離大規(guī)模推廣和應(yīng)用還需要一定時(shí)間的準(zhǔn)備。

合理的建筑設(shè)計(jì)，也可提高建筑結(jié)構(gòu)的安全可靠性

其實(shí)從建筑設(shè)計(jì)的角度出發(fā)，在正確的抗震理論指導(dǎo)下，依據(jù)合理的設(shè)計(jì)原則，同樣可以提高甚至保證建筑結(jié)構(gòu)的安全可靠性。這些原則包括結(jié)構(gòu)構(gòu)件應(yīng)具備足夠大的承載能力；結(jié)構(gòu)應(yīng)具有足夠大的剛度以減小地震作用下的扭轉(zhuǎn)和位移；結(jié)構(gòu)應(yīng)具有足夠大的延性和耗能能力，這一點(diǎn)對(duì)結(jié)構(gòu)在強(qiáng)震作用下的安全性尤為重要。延性是指構(gòu)件和結(jié)構(gòu)屈服后，具有承載力不降低或基本不降低、且有足夠塑性變形能力的一種性能。延性大，說(shuō)明塑性變形能力大，強(qiáng)度或承載力的降低緩慢，從而有足夠大的能力吸收和耗散地震能量，避免結(jié)構(gòu)倒塌。

綜合運(yùn)用以上的抗震原則，以承載力，剛度和延性為主導(dǎo)目標(biāo)，實(shí)施多道防線，剛?cè)峤Y(jié)合的基本理念，同時(shí)保證結(jié)構(gòu)體型簡(jiǎn)單規(guī)則，結(jié)構(gòu)受力和傳力途徑直接，整體結(jié)構(gòu)與結(jié)構(gòu)構(gòu)件共同作用，就可以從設(shè)計(jì)上確保建筑結(jié)構(gòu)在地震作用下的安全性。

以美籍華裔設(shè)計(jì)師林同炎設(shè)計(jì)的尼加拉瓜頭都馬那瓜美洲銀行大樓為例，該樓18層61米高。由于采取了多道防線，剛?cè)峤Y(jié)合的概念設(shè)計(jì)思想，通過(guò)在總體系中預(yù)設(shè)薄弱環(huán)節(jié)作為強(qiáng)烈地震作用下可被破壞但不影響整體安全的耗能構(gòu)件保證結(jié)構(gòu)的抗震性能。在1972年馬那瓜強(qiáng)烈地震作用下，該樓僅出現(xiàn)少量裂縫，經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單維修加固后至今仍可使用，而周圍大量建筑物倒塌，5000多人死亡。美洲銀行大樓在馬那瓜地震中的表現(xiàn)充分證實(shí)了概念設(shè)計(jì)思想的創(chuàng)造性和前瞻性。說(shuō)明以承載力、剛度和延性為主導(dǎo)目標(biāo)，在罕遇的強(qiáng)烈地震作用下，通過(guò)充分發(fā)揮結(jié)構(gòu)和構(gòu)件的延性與耗能能力，仍可使結(jié)構(gòu)具有足夠的承載能力。

地震災(zāi)害對(duì)建筑行業(yè)的啟示

工程抗震是一門(mén)在實(shí)踐中不斷發(fā)展的學(xué)科，每一次地震都會(huì)為我們提供新的信息，推動(dòng)建筑抗震設(shè)計(jì)向更好的方向發(fā)展，從而提高建筑的安全性。我國(guó)的建筑結(jié)構(gòu)抗震的設(shè)計(jì)與研究五千多年來(lái)取得了巨大的進(jìn)步。而隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)實(shí)力的提升，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的安全儲(chǔ)備大幅提高。近年來(lái)，新技術(shù)，新型建材以及新的設(shè)計(jì)思想得到越來(lái)越多的應(yīng)用，建造出大批高質(zhì)量的建筑。這些在新的抗震規(guī)范指導(dǎo)下設(shè)計(jì)的建筑，基本能夠保證在地震下的設(shè)計(jì)目標(biāo)。

應(yīng)該看到，近年來(lái)在房地產(chǎn)行業(yè)，也確實(shí)存在著一些片面追求建筑造型的新奇獨(dú)特，忽視建筑整體抗震性能的問(wèn)題。不論如何，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，良好的抗震性能一定來(lái)自于相對(duì)簡(jiǎn)單的體型，簡(jiǎn)單而直接的傳力體系以及地震作用下結(jié)構(gòu)的多道防線?？紤]到地震可能造成的巨大災(zāi)難，防患于未然，未雨綢繆是非常必要的。

同時(shí)，在考慮房屋建筑抗震能力的同時(shí)，也應(yīng)高度重視由地震引發(fā)的次生災(zāi)害。對(duì)房屋建筑來(lái)說(shuō)，較主要的次生災(zāi)害就是火災(zāi)，以及由地震引起的地質(zhì)災(zāi)害。因此在今后房屋設(shè)計(jì)中有必要增加結(jié)構(gòu)抗火設(shè)計(jì)，同時(shí)地基和基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)也應(yīng)充分考慮到地基變形對(duì)房屋安全的影響。

地震是一場(chǎng)災(zāi)難，為了限度地保護(hù)人民以及整個(gè)社會(huì)的利益，建筑行業(yè)有責(zé)任更加努力地工作，戰(zhàn)勝災(zāi)難，建設(shè)美好的家園。

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