談建筑隔震技術在民用建筑工程中的應用

董 更 蘭

(山西一建集團有限公司，山西 太原 030024)

談建筑隔震技術在民用建筑工程中的應用

董 更 蘭

(山西一建集團有限公司，山西 太原 030024)

介紹了建筑隔震技術的原理及應用現狀，主要對建筑隔震技術在民用建筑工程中的推廣限制因素進行了分析，指出在抗震安全越來越重要的背景下，隔震技術的發展前景非常廣闊。

隔震技術，成本增加，建筑，經濟

建筑隔震技術就是在房屋底部設置由橡膠隔震支座和阻尼器等部件組成的隔震層，使建筑物與地面隔開，從而改變上部結構的動力特性和所受地震作用，以延長整個結構體系的自振周期、增大阻尼，減少輸入上部結構的地震能量，達到預期防震要求。

20世紀90年代世界上建筑工程隔震技術就已到了成熟應用階段，我國在20世紀80年代逐漸得到重視和推廣應用，到20世紀末和21世紀初，國內研究就取得了大量的研究成果，隔震技術也已進入成熟應用階段，并在國內部分高烈度地區開展了應用工作。特別是在應用了隔震技術的工程經受過2008年汶川、2013年蘆山地震的實際考驗，切實保證人民生命財產安全，產生了良好的社會經濟效益，更有力證明了隔震技術確實能有效減輕地震作用，使建筑在地震中不受破壞真正成為可能。

目前我國從1991年至今已建成近5 000多幢隔震建筑，最高30層，但大多應用實施在學校、橋梁、醫院、幼兒園等人員密集公共建筑上，民用建筑上應用的并不是很多。為什么民用建筑應用得不到大力推廣，究其原因，我認為主要有以下幾個方面因素制約著它在民用建筑工程的應用推廣。

1 直接經濟成本的增加

首先是建筑隔震設備直接費的成本，現在隔震技術雖已成熟，國內的隔震設備價格也基本統一，但隔震設備在民建工程上的直接成本也在150元/m2～120元/m2左右。

其次是隔震層的增加成本。建筑隔震技術的關健就是在房屋底部設置由橡膠隔震支座和阻尼器等部件組成的隔震層，使建筑物與地面隔開，這樣就形成了不論民用建筑還是公建項目，必須增加一層隔震層，層高雖不高基本在2.2 m左右，但也不要簡單的理解像普通建筑物一樣增加了一層設備層，因為這層設備層全部是大柱大梁，主要是將隔震層以上所有結構的力在這一層進行轉換，變成大柱大梁的形式，同時梁柱要計算沖切和局部承壓，加密箍筋并根據需要配置網狀鋼筋；還有隔震層與上部結構連接，必須要符合一些要求，比如隔震層頂部要設置梁板式樓蓋，現澆板的厚度不宜小于140 mm，并且它的剛度和承載力要大于一般樓面，而普通層板厚平均只有100 mm，上述要求都無形中增加不少成本，雖然層高不高，但這一層的造價和其他普通層相比沒什么差別，甚至高于其他普通層造價，對于18層的住宅來說，相當于又增加造價60元/m2～70元/m2。

同時由于隔震層的增加，地下開挖深度也得加深，平均加深2 m的話，就算只設計地下一層的建筑，也得成為深基坑，如若周圍有舊有建筑，深基坑的支護費用和開挖土方及回填的費用也是一筆不小的數目；同時電梯基坑，不管采用的是懸掛式電梯井還是支撐式電梯井，電梯基坑平均最少多挖深在800 mm以上，如若再遇到水位較高的地區，平均多降2 m深的降水費用可想而知了。這種不可預見的成本不僅在造價上而且在工期上都對整個項目有很大的影響。

第三是隔震溝及隔震相關的其他部位的成本增加。隔震層以上結構要采取很多措施不阻礙在罕遇地震下發生大變形，上部結構的周邊設置防震縫，與地面之間設置明確的水平隔離縫。同時建筑物與周圍的建筑若有連接，均要增加隔震溝；還有電梯部位，首層地面下電梯井道均為雙層井道，井道鋼筋混凝土的增加、變形縫處理、聯結點連接、接地線、管道軟連接等等，估且不論施工難度增加多少，這些直接成本也大約在5元/m2～10元/m2。

2 間接成本的增加

首先是設計成本的增加，目前建筑隔震在民用建筑上應用較少，很多設計院都沒做過建筑隔震，隔震技術的應用對設計來說也是邊學邊干，設計難度增加不少，設計效率也降低不少，設計過程中由于設計院要與隔震廠家多次穿插配合設計，設計一幢隔震住宅樓的時間最少比普通住宅設計慢15 d以上。

施工圖設計文件的審查目前也是個難點，由于隔震技術在民用建筑上應用較少，很多審圖機構并無此審查能力，無形中又拖長了施工圖審查時間。

其次是隔震層施工期間工效降低，普通住宅樓每層施工工期最多一周，而隔震層由于隔震墊放在上下支墩上，先施工下支墩再安裝隔震墊，最后施工上支墩，一層隔震層花費時間少則20 d，多則一個月。還有工效降低引起的三鋼、塔吊、模板等租賃費用的增加。

住宅室內管線布置，主要是豎向管線，特別是衛生間和廚衛，由于隔震層的大梁大柱，設計沒有經驗的就造成豎向管線、煙道到隔震層時不能豎直向下。

同時由于住宅樓增加了隔震層，這樣造成室內外高差加大，室外附土加厚,若不增加附土厚度，室外臺階步數就得增多，總之在室外豎向布置上難度不少。

3 隔震技術的制約

目前隔震技術的應用，國內只建到30層。主要是由于隔震技術的應用范圍是層數為1層～30層的建筑物或高寬比不大于4的各類多高層建筑物。

技術應用的限制使得其在住宅工程應用上得不到推廣。對于一個18層的住宅來說，層高按3 m計算，做隔震建筑高寬比不大于4，進深最小在13.5 m，30層建筑進深就得在22.5 m了。作為民用建筑，講究的是住宅的舒適性，一般的戶型，進深的總數值越小越好，進深過大，勢必采光不徹底、通風不足；而且進深越大，同樣開間的戶型面積也越大，這樣的戶型都不喜歡，都不愿花錢建這樣的房。

雖然周福霖院士在其所著的書中認為隔震結構可以節省造價3%～20%，但也只是適用在高裂度地區采用隔震設計工程才能明顯降低造價；《建筑抗震設計規范》第3.8.1條規定：隔震和消能減震設計，應主要應用于使用功能有特殊要求的建筑及抗震設防烈度為8度，9度的建筑，主要的原因也是從經濟上考慮。在我所實際應用的7度地區，造價確實增加不少，增加的直接成本加間接成本比同類無隔震住宅成本最少均提高250元～300元左右。

從短期的、直接的、間接的經濟費用上來說，隔震技術在民用建筑上確實是增加了不少工程造價，而且由于技術應用的限制，在戶型、舒適度上比普通住宅來說，顯然有它的不適用性。

但從長遠來看，人類對住宅的選擇不再是低層次的需求,隨著居住條件的進一步改善,人類居住需求正在從數量向質量逐步轉變,更加重視住宅舒適、便利性、安全防范、環境保護等。傳統的非隔震房屋遭遇地震時，由于基礎固結于地面，地震時建筑物受到的地震作用由底向上逐漸放大，從而引起結構破壞，所帶來的直接經濟和間接經濟損失都是顯而易見的、巨大的，同時為保證建筑地震時建筑安全，必然加大結構設計強度，耗用材料多，構件斷面大，想在經濟和安全之間找到一個平衡點也較難。

而隔震房屋確實能有效降低上部結構的地震反應，隔震結構的地震反應僅為常規抗震結構地震反應的8%～15%，確保了結構體系安全，提高了抗大震能力；能有效提高豎向承載力安全系數，安全儲備保證在10倍～15倍；在地震來臨時財產以及人員安全得以保證，既保護上部結構免遭破壞，同時室內裝修及設備也得到有效保護，社會效益和長期效益非常明顯；同時也可以增加住宅房屋的賣點。

自《建筑抗震設計規范》2001年頒布實施以來，經過多年推廣應用，特別是汶川、雅安地震后，抗震安全的重要性和隔震技術的優越性越來越為廣大工程人員和業主接受，目前各級住房城鄉建設也都在大力推廣應用此項技術，我相信隨著政府重視和各級有關部門的宣傳指導，隔震技術會更多應用到民用建筑工程上。

Discussion on the application of building seismic isolation technology in civil construction engineering

Dong Genglan

(ShanxiFirstConstructionGroupLimitedCompany,Taiyuan030024,China)

This paper introduced the principle and application status of building seismic isolation technology, mainly analyzed the promotion and restriction factors of building seismic isolation technology in civil engineering, pointed out that under more important seismic safety background, the seismic isolation technology had wide development prospects.

isolation technology, cost increase, construction, economy

2015-01-07

董更蘭(1970- )，女，工程師

1009-6825(2015)08-0054-02

TU352.1

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