谈建筑隔震技术在民用建筑工程中的应用

董 更 兰

(山西一建集团有限公司，山西 太原 030024)

谈建筑隔震技术在民用建筑工程中的应用

董 更 兰

(山西一建集团有限公司，山西 太原 030024)

介绍了建筑隔震技术的原理及应用现状，主要对建筑隔震技术在民用建筑工程中的推广限制因素进行了分析，指出在抗震安全越来越重要的背景下，隔震技术的发展前景非常广阔。

隔震技术，成本增加，建筑，经济

建筑隔震技术就是在房屋底部设置由橡胶隔震支座和阻尼器等部件组成的隔震层，使建筑物与地面隔开，从而改变上部结构的动力特性和所受地震作用，以延长整个结构体系的自振周期、增大阻尼，减少输入上部结构的地震能量，达到预期防震要求。

20世纪90年代世界上建筑工程隔震技术就已到了成熟应用阶段，我国在20世纪80年代逐渐得到重视和推广应用，到20世纪末和21世纪初，国内研究就取得了大量的研究成果，隔震技术也已进入成熟应用阶段，并在国内部分高烈度地区开展了应用工作。特别是在应用了隔震技术的工程经受过2008年汶川、2013年芦山地震的实际考验，切实保证人民生命财产安全，产生了良好的社会经济效益，更有力证明了隔震技术确实能有效减轻地震作用，使建筑在地震中不受破坏真正成为可能。

目前我国从1991年至今已建成近5 000多幢隔震建筑，最高30层，但大多应用实施在学校、桥梁、医院、幼儿园等人员密集公共建筑上，民用建筑上应用的并不是很多。为什么民用建筑应用得不到大力推广，究其原因，我认为主要有以下几个方面因素制约着它在民用建筑工程的应用推广。

1 直接经济成本的增加

首先是建筑隔震设备直接费的成本，现在隔震技术虽已成熟，国内的隔震设备价格也基本统一，但隔震设备在民建工程上的直接成本也在150元/m2～120元/m2左右。

其次是隔震层的增加成本。建筑隔震技术的关健就是在房屋底部设置由橡胶隔震支座和阻尼器等部件组成的隔震层，使建筑物与地面隔开，这样就形成了不论民用建筑还是公建项目，必须增加一层隔震层，层高虽不高基本在2.2 m左右，但也不要简单的理解像普通建筑物一样增加了一层设备层，因为这层设备层全部是大柱大梁，主要是将隔震层以上所有结构的力在这一层进行转换，变成大柱大梁的形式，同时梁柱要计算冲切和局部承压，加密箍筋并根据需要配置网状钢筋；还有隔震层与上部结构连接，必须要符合一些要求，比如隔震层顶部要设置梁板式楼盖，现浇板的厚度不宜小于140 mm，并且它的刚度和承载力要大于一般楼面，而普通层板厚平均只有100 mm，上述要求都无形中增加不少成本，虽然层高不高，但这一层的造价和其他普通层相比没什么差别，甚至高于其他普通层造价，对于18层的住宅来说，相当于又增加造价60元/m2～70元/m2。

同时由于隔震层的增加，地下开挖深度也得加深，平均加深2 m的话，就算只设计地下一层的建筑，也得成为深基坑，如若周围有旧有建筑，深基坑的支护费用和开挖土方及回填的费用也是一笔不小的数目；同时电梯基坑，不管采用的是悬挂式电梯井还是支撑式电梯井，电梯基坑平均最少多挖深在800 mm以上，如若再遇到水位较高的地区，平均多降2 m深的降水费用可想而知了。这种不可预见的成本不仅在造价上而且在工期上都对整个项目有很大的影响。

第三是隔震沟及隔震相关的其他部位的成本增加。隔震层以上结构要采取很多措施不阻碍在罕遇地震下发生大变形，上部结构的周边设置防震缝，与地面之间设置明确的水平隔离缝。同时建筑物与周围的建筑若有连接，均要增加隔震沟；还有电梯部位，首层地面下电梯井道均为双层井道，井道钢筋混凝土的增加、变形缝处理、联结点连接、接地线、管道软连接等等，估且不论施工难度增加多少，这些直接成本也大约在5元/m2～10元/m2。

2 间接成本的增加

首先是设计成本的增加，目前建筑隔震在民用建筑上应用较少，很多设计院都没做过建筑隔震，隔震技术的应用对设计来说也是边学边干，设计难度增加不少，设计效率也降低不少，设计过程中由于设计院要与隔震厂家多次穿插配合设计，设计一幢隔震住宅楼的时间最少比普通住宅设计慢15 d以上。

施工图设计文件的审查目前也是个难点，由于隔震技术在民用建筑上应用较少，很多审图机构并无此审查能力，无形中又拖长了施工图审查时间。

其次是隔震层施工期间工效降低，普通住宅楼每层施工工期最多一周，而隔震层由于隔震垫放在上下支墩上，先施工下支墩再安装隔震垫，最后施工上支墩，一层隔震层花费时间少则20 d，多则一个月。还有工效降低引起的三钢、塔吊、模板等租赁费用的增加。

住宅室内管线布置，主要是竖向管线，特别是卫生间和厨卫，由于隔震层的大梁大柱，设计没有经验的就造成竖向管线、烟道到隔震层时不能竖直向下。

同时由于住宅楼增加了隔震层，这样造成室内外高差加大，室外附土加厚,若不增加附土厚度，室外台阶步数就得增多，总之在室外竖向布置上难度不少。

3 隔震技术的制约

目前隔震技术的应用，国内只建到30层。主要是由于隔震技术的应用范围是层数为1层～30层的建筑物或高宽比不大于4的各类多高层建筑物。

技术应用的限制使得其在住宅工程应用上得不到推广。对于一个18层的住宅来说，层高按3 m计算，做隔震建筑高宽比不大于4，进深最小在13.5 m，30层建筑进深就得在22.5 m了。作为民用建筑，讲究的是住宅的舒适性，一般的户型，进深的总数值越小越好，进深过大，势必采光不彻底、通风不足；而且进深越大，同样开间的户型面积也越大，这样的户型都不喜欢，都不愿花钱建这样的房。

虽然周福霖院士在其所著的书中认为隔震结构可以节省造价3%～20%，但也只是适用在高裂度地区采用隔震设计工程才能明显降低造价；《建筑抗震设计规范》第3.8.1条规定：隔震和消能减震设计，应主要应用于使用功能有特殊要求的建筑及抗震设防烈度为8度，9度的建筑，主要的原因也是从经济上考虑。在我所实际应用的7度地区，造价确实增加不少，增加的直接成本加间接成本比同类无隔震住宅成本最少均提高250元～300元左右。

从短期的、直接的、间接的经济费用上来说，隔震技术在民用建筑上确实是增加了不少工程造价，而且由于技术应用的限制，在户型、舒适度上比普通住宅来说，显然有它的不适用性。

但从长远来看，人类对住宅的选择不再是低层次的需求,随着居住条件的进一步改善,人类居住需求正在从数量向质量逐步转变,更加重视住宅舒适、便利性、安全防范、环境保护等。传统的非隔震房屋遭遇地震时，由于基础固结于地面，地震时建筑物受到的地震作用由底向上逐渐放大，从而引起结构破坏，所带来的直接经济和间接经济损失都是显而易见的、巨大的，同时为保证建筑地震时建筑安全，必然加大结构设计强度，耗用材料多，构件断面大，想在经济和安全之间找到一个平衡点也较难。

而隔震房屋确实能有效降低上部结构的地震反应，隔震结构的地震反应仅为常规抗震结构地震反应的8%～15%，确保了结构体系安全，提高了抗大震能力；能有效提高竖向承载力安全系数，安全储备保证在10倍～15倍；在地震来临时财产以及人员安全得以保证，既保护上部结构免遭破坏，同时室内装修及设备也得到有效保护，社会效益和长期效益非常明显；同时也可以增加住宅房屋的卖点。

自《建筑抗震设计规范》2001年颁布实施以来，经过多年推广应用，特别是汶川、雅安地震后，抗震安全的重要性和隔震技术的优越性越来越为广大工程人员和业主接受，目前各级住房城乡建设也都在大力推广应用此项技术，我相信随着政府重视和各级有关部门的宣传指导，隔震技术会更多应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

董更兰(1970- )，女，工程师

1009-6825(2015)08-0054-02

TU352.1

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