汶川地震十周年·居安思危：减隔震技术 让建筑物学会“打太极”

西安市创建国家防震减灾示范城市实施方案安排的重点任务中包括：“在财政投资的新建学校、幼儿园、医院等人员密集公共建筑推广减震消能和隔震技术，打造地震安全示范工程。”责任单位为市教育局、市卫计委、市建委、市地震局。

那么，什么是减震消能技术和隔震技术?利用减隔震技术抗震减灾究竟是什么原理?在建筑中是如何应用的?

楼层低的适合采用隔震 楼层高的还应采用减震

5月6日，省地震局组织全省市县地震工作主管部门工作人员，到位于西安市临潼区的一家公司进行了现场参观。这是一家专业从事减隔震技术咨询及产品研发、生产等成套技术的企业。

那么，什么是隔震，什么是减震?该公司技术人员介绍，地震是以波动形式传播能量，常规抗震房屋采取刚性抗震方法，通过增加截面尺寸，提高材料强度等级以提高抗震能力。隔震建筑另辟蹊径采用“柔性隔震”方法，就是在建筑物基础与地基之间设置隔震支座将其上下隔断，使80%以上的地震能量不能传递至隔震层上部，以达到震时“地动房不动”的目的。

而减震就是消能减震技术，是通过“以消代抗”方式颠覆了传统的结构抗震设计理念。传统抗震结构体系是通过加强和提高侧向刚度来满足抗震要求的，结构越加强，刚度越大，但同时地震作用也越大。消能减振技术则通过在合适的位置设置消能阻尼器，在结构出现变形时，可大量迅速地消耗能量，以保护主体结构的安全。结构越高、越柔，消能减振和抗震的效果越显著。所以，消能减振技术也是高强、轻质材料的超高层建筑、大跨度桥梁等结构设计发展的趋势。

这种“以柔克刚”、“以消代抗”的方式很像太极拳，应用了这种技术的建筑就好似学会了在地震发生时打太极。

据了解，楼层较低的建筑(高宽比小于4)采用隔震技术就可有效防震，高层建筑则有必要采用减震技术。而减震技术比较多，有在建筑物一定高度周围加配重来起到阻尼作用的，有采用减震结构的，在高楼上部修蓄水池也可起到一定阻尼作用。

一层钢板一层橡胶 隔震支座可隔离大部分地震能量

在这家公司的生产车间，华商报记者看到，工作人员正在生产隔震橡胶支座。这种支座为矮圆柱形，直径不等，特点是一层橡胶、一层钢板逐层叠加，在柱面上又用一定厚度的橡胶统一裹覆，最外层是不锈钢保护层。

在车间里，华商报记者参观了整个生产流程：大块的钢板被裁成一个个正圆，之后进行表面清洁后涂上特制胶;而待加工的橡胶垫最初也是方的，经机械裁剪后也成了同样直径的圆盘，经称量检验达到要求后才会使用。

技术人员介绍，在将橡胶和钢板压制到一起后，钢板和橡胶便合而为一成为整体，这样的支座既有柔性又有刚性，地震来临时可以通过橡胶的受力变形，使地震大部分能量得以缓冲消减，从而起到将地震能量与上面的建筑物“隔离”的效果。

车间内摆放的隔震结构演示平台上，一座传统结构的楼栋模型，一座隔震结构的模型，上端都设计了一个水槽。但在模仿地震来临的晃动中，传统结构楼栋模型上面的水槽内“巨浪”不断，而隔震结构楼栋模型上方的水槽内液体表面只是泛起了涟漪。

楼梯间弹性滑移支座 可保梯板不脱落楼梯不倒塌

车间内还摆放有多种阻尼器。技术人员介绍，粘滞阻尼器是在结构减震设计中使用的，可以减轻强震、强风对结构带来的破坏。这种粘滞阻尼器和液压“千斤顶”很像，但一端或两端有耳环。技术人员介绍，阻尼器主要适用于大跨度特殊结构的建筑。

除了对主体结构抗震的关注，这家公司还生产楼梯结构弹性滑移支座。

为什么要特别关注楼梯间抗震?技术人员介绍，大震时楼梯间是人们选择逃生的唯一通道，人流瞬间会达到峰值。如果此时楼梯结构发生严重破坏，或者由于楼梯结构破坏而导致非结构构件破坏，造成逃生通道中断或堵塞，会导致严重后果。由于 “硬抗”的设计方案以及传统滑动支座做法设计方案均不尽完美，结合减、隔震设计思路，他们提出将滑动支座转化为弹性滑移支座。这种支座相比滑动支座更加安全，大震时即使梯柱破坏，弹性滑移支座能确保梯板不会脱落，楼梯不倒塌，其作为逃生通道的功能能继续发挥，直至整体结构倒塌失效。

大荔一小学 8栋建筑全部采用隔震支座

应用了隔震技术的建筑会是什么样子?5月6日下午，华商报记者到大荔县洛滨小学进行了实地探访。

该小学于2017年2月19日开工建设，当年9月1日投入使用，建筑面积42712.6平方米，共8栋单体建筑。可设72个教学班，容纳学生3500余名。

据大荔县地震办主任胥红斌介绍，该项目在设计中采用了空心楼盖板和隔震支座两种新型技术。学校8栋单体工程在设计过程中全部采用了隔震支座技术，安装了282个橡胶隔震支座，总共投入600万元，平均到建筑面积为每平方米130元左右。大荔县抗震设防烈度为Ⅷ度，采用了这样的技术，理论上抗震设防能力可以达到“Ⅷ度+”。目前，大荔县也准备在住宅项目建设中推广使用该技术。

在正对校门的教学楼前留有一个检修口，从打开的检修口可以看到建筑底部隔震层距离最近的隔震支座。从这个检修口下去的空间就是隔震层，华商报记者进入隔震层观察发现，这里高度一米多，里面每个结构柱下面都有一个外包不锈钢保护层的橡胶支座，在光线较暗的空间里，每个支座就是一个亮点，在手机光线照射下闪闪发光。

为什么要给隔震支座包一个不锈钢的外皮?厂家陪同参观的技术人员介绍，主要是为了防老鼠咬。由隔震支座撑起的这个隔震层，把建筑物的上部结构与下部结构分开，一旦发生地震，支座产生较大的水平位移变形，能耗散大量地震能量以降低上部结构所受的影响。

西安采用减隔震技术的建筑已有35个

据业内人士介绍，减隔震技术在我国主要用于地震烈度Ⅷ度及以上地区的人员密集场所的建筑物建设中。

那么，减隔震技术在我省推广情况如何?在现场参观的陕西省地震局副局长王彩云表示，减隔震技术对于提高建筑物抗震设防水平有很大帮助，目前我省主要在中小学校舍、医院等建筑物建设中推广使用。我省对于建筑物的抗震设计与施工方面，主要应由省住建厅负责管理。相信随着国家相关措施的出台，减隔震技术将有更广阔的应用前景。

据西安市地震局抗震设防处处长吴保明介绍，目前西安市采用减隔震技术的建设工程共有35个，电力企业、学校、家属楼都有采用。华商记者 马虎振/文 强军 马虎振 通讯员 雷羽南/图