噴砂機械助力中國減隔震發(fā)展以及中國建筑減震
噴砂機械助力中國減隔震發(fā)展以及中國建筑減震發(fā)展史
目前各國抗震設計規(guī)范均以“大震不倒，中震可修，小震不壞”為抗震設計原則，以保護結構不遭到毀壞和保護生命安全為主要目標。傳統(tǒng)抗震結構通過增強結構強度來抵抗地震，同時容許結構構件在地震時進入非彈性狀態(tài)，具有一定的延性，以結構本身的損壞為代價消耗地震能量，減輕地震反應。從近10多年的地震震害損失來看，凡是按照抗震規(guī)范設計和建造的房屋，基本可以保證大地震發(fā)生時，房屋不倒塌。但按照傳統(tǒng)抗震方式建造的房屋，在高烈度區(qū)常造成建筑構件尺寸過大，影響實際使用空間與建筑功能；另一方面，在發(fā)生超過設防烈度地震時，由于承重構件在地震中的不斷損傷，累計到一定程度還會引起房屋倒塌，不能保證房屋在超大地震下的安全；在很多情況下，即使房屋沒有倒塌，由于承重構件損傷較重，房屋也很難修復。盡管人員的傷亡大幅減少，但是經濟損失較大。因此，單純強調工程結構在地震下不嚴重破壞和不倒塌，已不是一種完善的抗震思想，不能適應現(xiàn)代工程結構抗震需求。
為了更有效地保障建筑物安全，國內外學者經過大量研究，提出了建筑隔震技術。建筑隔震技術是在建筑物基礎或下部與上部結構之間設置由隔震器（橡膠隔震支座、滑移支座、FPS摩擦擺滑動支座）、阻尼裝置等組成的隔震層，隔離地震能量向上部結構傳遞，減少輸入到上部結構的地震能量，同時延長上部結構的自振周期，降低上部結構的地震反應，達到預期的抗震防震要求，使建筑物的安全得到更可靠的保證。國內外大量試驗和工程經驗表明：隔震技術能有效降低結構的水平地震作用，特別是在罕遇地震作用下隔震效果更好，上部結構的地震反應一般僅相當于不隔震時的20%—50%。隔震體系能實現(xiàn)建筑結構自身、非結構構件和建筑物內部設施“三保護”，確保震后建筑物無需修復，即可繼續(xù)使用。常用的隔震裝置有天然橡膠支座、鉛芯橡膠支座和高阻尼橡膠支座。橡膠支座隔震系統(tǒng)裝置簡單、施工方便，被認為是隔震技術邁向實用化最卓有成效的體系。
為促進隔震技術健康、有序的發(fā)展，我們組織了相關專家和技術人員對國內外隔震技術的發(fā)展和應用進行了調研和分析，在此基礎上對我國隔震技術的進一步發(fā)展提供若干建議，供有關部門參考。
一、建筑隔震技術的發(fā)展
1.國外隔震技術發(fā)展概述
建筑隔震技術的快速發(fā)展始于20世紀60年代。20世紀60年代中后期，新西蘭、日本、美國等多地震國家對隔震技術開展了深入、系統(tǒng)的理論和試驗研究，取得了較好的成果。70年代，新西蘭學者 W. H.Robinson率先開發(fā)出鉛芯疊層橡膠支座，大大推動了隔震技術的實用化進程。美國、日本首棟隔震建筑分別在1984年和1985年建成。到20世紀90年代，全世界至少有30多個國家和地區(qū)開展“基礎隔震”技術的研究，并在美、日、法、新、意等20多個國家修建了數百座“基礎隔震”建筑物，其中日本的技術發(fā)展最快、應用最為廣泛。特別是在 1995 年阪神大地震中，采用橡膠支座隔震的建筑，經受住地震的考驗，隔震性能良好，建筑隔震技術得到日本政府的大力推廣。隔震技術不僅應用于政府辦公大樓和醫(yī)院，而且越來越多的住宅建筑也開始考慮使用隔震技術。日本成為隔震建筑最多、技術最成熟的國家，目前已建成近9000棟左右隔震建筑，其最高的隔震建筑高177米，隔震裝置多用夾層橡膠隔震墊。早期隔震系統(tǒng)是由天然橡膠支座加阻尼器或鉛芯橡膠支座組成，近期，使用高阻尼天然橡膠支座的隔震建筑越來越多。2011年3月11日9.0級東日本大地震中，隔震房屋以及室內儀器設備沒有損壞，表現(xiàn)出優(yōu)異的抗震性能。地震后，很多房子被民眾要求建成隔震房屋。
2.我國建筑隔震技術應用進展
20世紀80 年代后期，我國學者開始重點關注橡膠支座隔震技術。在國家自然科學基金會等基金資助下，以中國建筑科學研究院周錫元和蘇經宇、廣州大學周福霖、華中科技大學唐家祥等學者為學術帶頭人，進行了橡膠隔震支座研制、隔震結構分析和設計方法、結構模型振動臺試驗、橡膠支座產品性能檢驗、檢測技術、施工技術等全方位的系統(tǒng)研究工作，提出了橡膠支座隔震建筑的成套技術（周福霖，1997；唐家祥等，1993；周福霖，2004；蘇經宇等，2001；周錫元等，1999；周錫元等，2002；李中錫等，2002）。
我國最早的隔震建筑是1993年由周福霖院士設計建造的汕頭陵海路八層框架結構商住樓以及唐家祥教授設計的安陽市糧油綜合樓。1994年5月，聯(lián)合國工業(yè)發(fā)展組織權威專家將汕頭隔震居民樓的建成譽為“世界建筑隔震技術發(fā)展的第三個里程碑”。2001年，建筑隔震與消能減震技術寫入國標《建筑抗震設計規(guī)范》，標志著隔震消能技術在我國的成熟發(fā)展。汶川地震后新修訂的《防震減災法》中，增加“第四十三條 國家鼓勵、支持研究開發(fā)和推廣使用符合抗震設防要求、經濟實用的新技術、新工藝、新材料”； 2010年新版的《建筑抗震設計規(guī)范》對隔震技術的使用范圍做了較大調整，取消了對減隔震設計的諸多限制，規(guī)范提倡在“抗震安全性和使用功能有較高要求或專門要求的建筑”中使用，更利于該技術的發(fā)展。2014年2月，住房和城鄉(xiāng)建設部又發(fā)布新文件進一步加大了建筑減隔震技術應用的推廣力度。經過近些年的環(huán)境轉變，在標準、法規(guī)政策與技術措施方面都已經初步形成較為完善的體系，對建筑減隔震行業(yè)的發(fā)展形成了有力的支撐。
到目前為止，建筑隔震技術在全國各省市自治區(qū)幾乎都有應用，包括云南、新疆、四川、陜西、甘肅、河北、江蘇、山西、北京、山東、寧夏、天津、廣東、海南、福建、內蒙、青海、上海、廣西、河南、吉林、臺灣等省市，已建成隔震建筑3000多棟。
云南由于地震多發(fā)，政府重視，同時研究推廣早，開發(fā)了高性能的橡膠隔震支座，培養(yǎng)了較強的技術與設計力量，形成了研究、設計、產品提供、施工和后期服務較成熟的成套技術，所以云南隔震技術的應用走到了全國的前列，是我國建筑隔震技術應用范圍最廣的地區(qū)。目前，建成隔震建筑2000多棟，其中包括建成全球最大的隔震建筑、最高的隔震建筑群等一批標志性建筑。其次是四川、新疆、陜西、甘肅等地區(qū)建成隔震建筑100多棟，河北、江蘇、北京、天津、山西、山東超過50棟，其他省市應用相對較少。
建筑減隔震技術是一項新興技術，在國外大規(guī)模應用的歷史也只有十多年。2008年5月12日汶川地震中甘肅隴南職工住宅樓和2013年4月20日雅安蘆山地震中蘆山縣人民醫(yī)院醫(yī)技樓等隔震建筑，在地震中均表現(xiàn)出優(yōu)異的抗震性能，隔震技術也因此逐步被公眾和政府部門所認知。目前，住房和城鄉(xiāng)建設部以及云南、山西、四川、新疆、重慶、陜西、海南等多個省市自治區(qū)相繼出臺系列規(guī)章，促進隔震技術的推廣應用。
3.隔震技術發(fā)展方向
總體而言我國建筑隔震技術的研究和應用水平還很低，建筑隔震技術從設計、產品開發(fā)及施工技術等方面與發(fā)達國家相比尚有一定的距離，隔震技術的發(fā)展正處于發(fā)展成長期。未來我國建筑隔震技術在隔震理論體系、高性能隔震產品開發(fā)和精細化施工技術的實施等方面均需要開展大量工作，建筑隔震技術必然向多樣化、實用化和精細化發(fā)展。建筑隔震技術的發(fā)展將主要圍繞以下幾個方面逐步推進：
（1）由單一隔震元件組成的隔震體系向多功能混合隔震體系發(fā)展，從單一的水平隔震到三維隔震，從基礎隔震到層間隔震都將成為未來發(fā)展方向。
（2）在產品開發(fā)方面將進一步開發(fā)高性能、高穩(wěn)定性的隔震裝置，橡膠支座方面開發(fā)適用于高層及大型公共建筑的大直徑橡膠隔震支座、高阻尼橡膠隔震支座、滑板支座以及低成本的適用于農村民居的隔震支座。除橡膠支座外，隨著新材料的研發(fā)，開發(fā)其它新材料隔震支座，包括摩擦擺隔震支座（FPS）等。
（3）隔震技術應用方面，逐步由多層隔震向高層和大跨建筑隔震發(fā)展，從單一建筑隔震向街區(qū)整體隔震甚至城市整體隔震發(fā)展，隔震技術用于既有建筑抗震加固與改造也具有很好的應用前景。開發(fā)簡單易行、經濟適用的隔震裝置解決農村民居抗震問題也是未來減輕地震災害的重要途徑。
二、建筑隔震技術特點
1.隔震裝置
隔震技術是通過在上部結構與下部結構之間設置隔震層，以避開地震對建筑物的能量輸入。近年來發(fā)明了種類繁多的隔震裝置，按其原理不同可分為彈性支承與滑動支承兩大類。彈性支承類隔震裝置主要有鉛芯橡膠隔震支座,夾層橡膠隔震支座和高阻尼橡膠隔震支座等,一般采用橡膠為柔性材料,地震時柔性材料發(fā)生較大水平變形，阻止了攜帶主要能量的高頻地震波向上部結構傳遞，上部結構所受地震作用顯著減小。而滑動支承類隔震裝置內部有一滑動界面，當地震引起的慣性力大于最大靜摩擦力時，上部結構即可在隔震裝置的滑動界面上產生滑動，這樣可以避免劇烈的地表運動傳至上部結構，常見的有水平摩擦滑動隔震支座、滾動隔震裝置和摩擦擺隔震支座。
橡膠隔震支座（普通橡膠隔震支座、鉛芯橡膠隔震支座和高阻尼橡膠隔震支座等）既具有較高的豎向承載能力、大水平位移能力和復位功能，同時普通橡膠支座與阻尼器、鉛芯橡膠支座或高阻尼橡膠支座配合使用時可提供較大阻尼，由橡膠隔震支座組成的隔震體系理論、試驗研究及工程應用已較為成熟，隔震效果顯著，是目前建筑隔震的主流產品，國內外已經建成的隔震建筑90%以上采用橡膠隔震支座，我國建筑隔震采用橡膠支座的比例更大。建筑橡膠隔震支座在我國的應用較為成熟，標準較為完善。目前已頒布的相關標準有：《建筑抗震設計規(guī)范》（GB50011-2010）、《疊層橡膠支座隔震技術規(guī)程》（CECS 126:2001）、《建筑隔震橡膠支座》（JG119-2000）、《橡膠支座 第1部分：隔震橡膠支座試驗方法》（GB20688.1-2006）、《橡膠支座 第2部分 橋梁隔震橡膠支座》（GB20688.2-2006）、《橡膠支座 第3部分:建筑隔震橡膠支座》（GB20688.3-2006）、《橡膠支座 第4部分 普通橡膠支座》（GB20688.4-2006）。正在編寫的標準有《建筑隔震施工與驗收規(guī)范》、《建筑隔震設計規(guī)范》等。
任何一項與建筑結構安全相關的新技術的推廣，通常都將經歷研究、試驗、試點再到廣泛應用的較長過程。抗震新技術尤其要經過發(fā)生概率較低的大地震的實際檢驗方可推廣應用。橡膠隔震支座經歷了近50年的研究發(fā)展，目前橡膠隔震支座結構簡單、造價合理、理論和試驗研究成果比較豐富和完善，且經歷多次地震檢驗效果明顯，標準相對健全，技術較成熟，已進入推廣應用期。在今后較長時期橡膠隔震支座將成為建筑隔震依托的主要產品。目前，我國建筑上使用最多的是普通橡膠支座和鉛芯橡膠支座。普通橡膠支座阻尼較小，地震作用下的水平位移較大，但變形后的恢復性能好。鉛芯橡膠支座在罕遇地震作用下水平位移較小，但是對于高頻波的隔震效果相對較差，且上部結構高振型影響較大，針對兩種橡膠支座的性能特點，通常采用兩種橡膠支座合理組合的建筑隔震體系可以達到較好的隔震效果，同時隔震層罕遇地震下的變形也能得到較好的控制。由于鉛芯橡膠支座在生產和使用過程中存在環(huán)境污染風險，所以國際上開始探索使用高阻尼橡膠支座作為升級替代產品，高阻尼橡膠支座阻尼和水平剛度依賴于應變頻率和幅值，對高頻波的隔震效果較好。高阻尼橡膠支座對橡膠材料性能要求較高，影響支座性能的因素較多，在試驗研究及結構設計上尚有許多難點需要突破。另外，由于市場工藝水平的限制，過去我國建筑隔震支座產品尺寸較小、性能不穩(wěn)定、產品繁雜，隨著工藝水平的提高，標準化的高性能大尺寸隔震產品必將成為主流，以適應更高的建筑抗震性能要求。
橡膠隔震支座的應用領域較為廣泛，即可用于隔離地震引起的振動，也可用于隔離設備振動或環(huán)境振動。在建筑工程上橡膠隔震支座廣泛用于醫(yī)院、學校、通訊、消防、電力、金融、博物館、核電站等重要建筑，以保證地震后結構和設備完好，功能不中斷。近年來在住宅項目上也有大量應用。橡膠隔震支座還廣泛用于公路、鐵路橋梁，以防止由地震引起交通中斷，削減車輛引起的振動和溫度變形。在設備隔震方面，橡膠支座用于貴重設備隔震和隔離震動設備引起的振動，橡膠支座還可用于石油浮放儲罐和輸油管線的隔震。
2.橡膠支座隔震系統(tǒng)的特點
建筑隔震技術是最近四十年來抗震防災工程領域最重大的創(chuàng)新技術之一，現(xiàn)階段具有無可比擬的優(yōu)越性，能降低地震力50-80%。它能使結構安全性成倍提高，并能保護內部設備儀器，在地震后不喪失使用功能，實現(xiàn)結構、生命、室內財產“三保護”，近年來其優(yōu)異的抗震效果在國內外大地震中得到了檢驗。
（1）隔震效果顯著
建筑隔震技術能使結構抗震安全性大幅提高，近年來其優(yōu)異的抗震效果在國內外大地震中得到了檢驗，以下是一些國內外典型實例：
實例1：1994年洛杉磯6.7級地震中，該地區(qū)有40座醫(yī)院遭到破壞嚴重而不能使用。南加州大學醫(yī)院為隔震建筑，地震中完好無損，成為救災中心，對震后緊急救援起到了十分重要的作用。
南加州大學醫(yī)院在美國北嶺地震中絲毫未損
實例2：1995年日本阪神7.6級地震中，西部郵政大樓是隔震建筑。震后該建筑完好，設備無損，在救災中發(fā)揮了較大作用。地震記錄顯示該建筑所受地震力僅為非隔震建筑的十分之一。
日本西部郵政大樓在阪神地震中功能完好
實例3：2011年“3.11”日本9.0級地震，日在仙臺、福島震中區(qū)有許多隔震建筑，地震后毫無例外的完好無損，室內設施和物品甚至沒有任何移位，其中包括超過100米的高層隔震建筑。
仙臺某高層建筑在311日本大地震中完好
實例4：2013年四川蘆山7級地震，蘆山縣人民醫(yī)院門診樓為隔震建筑，震后結構基本完好，設備正常使用，在抗震救災中發(fā)揮重要作用。醫(yī)院其它建筑破壞嚴重無法使用。
蘆山縣人民醫(yī)院蘆山7級地震后功能完好
（2）具有較好的經濟性
建筑采用減隔震技術，雖然減隔震裝置的費用增加了建筑造價成本，但另一方面，由于采用減隔震設計，上部結構所承受的地震作用減小，梁柱墻截面減小，可減少鋼材和混凝土的用量，工程造價相應降低。
通過對全國范圍內130個項目、335萬平米減隔震建筑工程進行調查，在建筑抗震性能大幅提高的前提下，九度抗震設防區(qū)采用減隔震技術，結構造價明顯降低5%左右；八度設防區(qū)工程造價略降低或持平；七度區(qū)工程造價略增加，通常增加約100元/平方米。從長期經濟效益和建筑全壽命周期的費用—效益分析來看，建筑物若遭遇較大地震，傳統(tǒng)抗震建筑將造成結構和財產兩個方面損失，同時導致企業(yè)、工廠等不能正常工作造成經濟損失。而隔震建筑在遭遇較大地震時，建筑功能完好，財產不損失，因此，隔震建筑長期經濟效益較好。
（3）具有良好的耐久性
橡膠隔震支座是由疊層橡膠鋼板組成，橡膠片和鋼板按照嚴格的工藝條件生產加工，橡膠和鋼板粘結的非常緊密，隔震橡膠支座四周還有一層1cm厚的橡膠保護層，防止陽光、水和空氣進入支座內部，并且隔震支座的工作位置是在隔震層，周圍一般不會有陽光照射。根據實驗研究和工程調查，隔震橡膠支座的抗老化性能超過80年。我國一般建筑的設計使用周期為50年。
（4）可改善建筑功能
傳統(tǒng)抗震建筑，主要通過調整結構體系和增大梁柱截面來提高結構的抗震能力。增大梁柱截面，會導致結構體系個別區(qū)域剛度大，反而使結構延性降低，不利于抗震，也不利于發(fā)揮結構使用功能。對位于高烈度區(qū)的建筑以及結構形式比較復雜的建筑，結構形式和建筑高度受到限制，采用傳統(tǒng)抗震技術解決難度較大。而建筑減隔震技術，可以降低上部結構的水平地震作用，適當降低抗震措施，可以選擇合適的結構體系，使得上部結構設計更加自由靈活，建筑的使用功能得以充分發(fā)揮。
（5）地震后具有自動復位功能
地震后橡膠隔震支座產生變形，但支座內部橡膠將產生回復力，所以橡膠隔震支座具有自我恢復功能，地震后會在短期內逐步恢復到原位。目前經歷過地震的隔震建筑沒有出現(xiàn)過不能恢復的情況。
（6）施工工期
建筑使用隔震技術，施工時增加了隔震層的施工，比常規(guī)建筑增加了施工時間。但采用隔震技術后上部結構構件配筋減少，鋼筋制作難度減小，建筑材料節(jié)約，制作人工減少。對隔震和非隔震建筑施工時間進行詳細對比結果表明，總工期沒有明顯增加。
三、我國建筑隔震產業(yè)發(fā)展狀況
1.建筑隔震產業(yè)特征分析
（1）常規(guī)抗震建筑在建造時，業(yè)主并不需要關心建筑的抗震問題，結構工程師按照國家標準要求進行設計。由于建筑減隔震技術在我國的推廣尚不普及，規(guī)范應用也只有十多年，國內設計師普遍缺乏了解與概念，更談不上應用，設計師解決建筑抗震問題的思路幾乎都是傳統(tǒng)抗震，隔震技術方案即便再優(yōu)異也提不上桌面，可見建筑隔震技術在推廣應用工程中設計環(huán)節(jié)的重要性。設計師與產品供應商均不能勝任建筑隔震設計工作，嚴重制約建筑隔震技術的發(fā)展。個別具備建筑隔震設計能力的產品供應商成為建筑隔震技術的有力推動者和市場最大的贏家。建筑隔震產品的提供商通過主動向建設單位和設計師推介減隔震技術，提供建筑隔震成套技術解決方案，在市場上獲得了成功。可見，制造商具備提出建筑減隔震整體解決方案的能力，具備為設計師提供設計咨詢，甚至獨立完成設計的能力，成為建筑隔震行業(yè)的重要競爭力之一，也成為目前進入該行業(yè)無形的門檻。
（2）建筑隔震產品構造簡單，制造門檻似乎不高，但要生產高質量和性能的穩(wěn)定產品，產品制造商必須具備很強的基礎材料研究能力、新產品開發(fā)能力、分析檢測能力及豐富的現(xiàn)場技術服務經驗，應具備減隔震理論、結構地震動力分析、高分子材料研發(fā)及橡膠配方、金屬材料、粘結技術、施工技術、檢驗技術、監(jiān)測等核心技術，特別是專業(yè)技術人才隊伍的培養(yǎng)，這樣才能開發(fā)出高技術含量、高性能和高質量產品，才能不斷推陳出新開發(fā)出具有市場競爭力的產品。總體上看隔震支座行業(yè)屬于技術密集型企業(yè)，專業(yè)技術的形成需要長期經驗的累積，目前本行業(yè)的專業(yè)人才數量相對較少，尤其是具有多學科背景的復合型人才更為缺乏；再加上本行業(yè)的應用性很強，需要針對具體的應用領域研制不同特性的產品，新進入者很難獲得行業(yè)經驗豐富的專業(yè)人才。
（3）在制造工藝方面，橡膠隔震支座的工藝并不復雜，大致包括橡膠材料的制備、金屬材料制備和組模硫化三個大的工業(yè)工程。其中又包括數十個工藝環(huán)節(jié)。對隔震支座質量和性能影響的因素錯綜復雜，幾乎任何一個細小的工藝環(huán)節(jié)或生產過程控制的問題將導致支座的性能、質量偏差，而且原因復雜難以追溯，這些核心工藝技術的形成往往需要長期的經驗積累。沒有經過一定時間的探索和大量的試驗研究，入門容易但要做到產品性能優(yōu)異、質量穩(wěn)定卻很難。
（4）橡膠隔震支座的制造并沒有現(xiàn)成或成熟的生產線，產品未實現(xiàn)標準化和序列化，沒有專業(yè)的設計院可以完成全套的工藝設計。所有各個生產企業(yè)的設備和工藝相差較大，生產設備和工藝往往需要結合自身的特點進行再開發(fā)，這就不僅要求配置先進的設備，同時還需要有豐富的經驗才能避免走彎路。
（5）在研發(fā)與檢測能力方面，為適應不同建筑物，需要開發(fā)不同力學性能的橡膠隔震支座，同時生產過程也需要實時的監(jiān)控，這樣需要建設高標準的物理、化學和成品力學性能實驗室，并配置相應專業(yè)的技術人員。
未來建筑隔震技術將朝著減隔震技術復合、產品多元化、環(huán)保等方向發(fā)展，建筑抗震成套技術解決能力，核心的制造技術，多學科支撐的持續(xù)創(chuàng)新能力將成為建筑減隔震行業(yè)的核心競爭力和進入本行業(yè)的重要壁壘。
2.影響我國建筑隔震技術發(fā)展因素分析
建筑隔震技術是解決建筑抗震問題的最有效手段之一，我國是一個地震多發(fā)國家，全國除少數省以外，都發(fā)生過6級以上破壞性地震。我國660個城市中，位于地震區(qū)的占74.5%，約有一半城市位于基本烈度7度及以上地區(qū)。118個百萬以上人口的大城市中，有85.7%位于地震區(qū)，有近2/3位于基本烈度7度及其以上地區(qū)。上述7度以上設防地區(qū)均適合推廣應用減隔震技術，2013年我國在建建筑面積98億平方米，其中抗震設防7度以上地區(qū)在建面積約60億平米，而在建建筑中采用隔震技術的比例不足1000萬平米，可見推廣應用的量所占比例很小，市場潛力巨大。
從建筑隔震技術推廣應用較成功的云南省經驗分析，建筑隔震技術宣傳普及程度和政府重視程度對行業(yè)發(fā)展的影響巨大。
（1）政策支持的影響
云南省研究應用建筑減隔震技術超過20年，大致可分為三個階段：1994年至2000年為技術開發(fā)研究階段；2001年-2007年為試點應用階段，隔震建筑在不同類型的建筑中逐步使用，建成100棟隔震建筑。2008年至今進入逐步推廣應用階段。2008年汶川地震后，隔震技術受到政府重視，云南省出臺《云南省人民政府印發(fā)關于全面加強預防和處置地震災害能力建設十項重大措施的通知》（云政發(fā)〔2008〕103號），明確指出“在地震重點危險區(qū)和重點監(jiān)視防御區(qū)的縣級以上醫(yī)院、學校、幼兒園等人員密集場所，救災物資儲備庫、博物館、機場、橋梁等重要工程建筑物，黨政機關等重要目標單位，重大通信和電力設施等，強制推行隔震墊減隔震技術，并推廣使用輕型建筑材料。” 2011年進一步出臺《云南省人民政府辦公廳關于加快推進減隔震技術發(fā)展與應用的意見》，制定減隔震技術應用推廣目標，要求中小學校舍、醫(yī)院強制使用隔震技術，并逐步推進對人員集中場所和重要生命線工程進行強制使用的要求。同時，要求相關部門配套政策鼓勵減隔震技術產業(yè)發(fā)展。這一階段，云南省新建隔震建筑達2000棟，其中2012年后平均達到400棟以上。在各類應用中文化教育類占比74%，醫(yī)療7%，辦公6%，反映出政策推動力度的影響。
2011年減隔震技術列入國家鼓勵類產業(yè)目錄《產業(yè)結構調整指導目錄(2011年本) 》，享受相應的稅收優(yōu)惠政策。2009年新修訂的《防震減災法》中，增加“第四十三條 國家鼓勵、支持研究開發(fā)和推廣使用符合抗震設防要求、經濟實用的新技術、新工藝、新材料”；2013年住房和城鄉(xiāng)建設部出臺《住房城鄉(xiāng)建設部關于房屋建筑工程推廣應用減隔震技術的若干意見（暫行）》，鼓勵建筑工程應用減隔震技術，同時規(guī)范減隔震建筑工程質量監(jiān)管。目前，云南省的經驗推廣到全國各地，四川、新疆、甘肅、海南、山西等十多個省市自治區(qū)政府相繼出臺鼓勵建筑減隔震技術應用的文件，減隔震技術在這些地區(qū)逐步得到應用。政策推動力度的加大成為推動建筑減隔震行業(yè)發(fā)展的有利因素。
（2）技術宣傳和技術普及程度影響
由于建筑減隔震技術是一項新興技術，在國外大規(guī)模應用的歷史也只有十多年，國內的設計師普遍缺乏了解與概念，更談不上應用。只有國內部分與國外接觸較多的知名大院與研究機構，在工程中開展了局部嘗試性應用，對廣大設計師與業(yè)主而言，一直認為這是一個非常特殊的高端技術。在2008年前，除了采用隔震技術的房屋建筑有百幢應用規(guī)模，其他減震技術的應用還非常有限。
技術普及主要指對設計、施工、監(jiān)理等從事建筑工程的專業(yè)技術人員的技術培訓。云南省自2005年以后針對全省專業(yè)隊伍進行了頻繁的技術培訓，技術人員掌握了基本知識后，在碰到具體問題時就會把掌握的知識主動用到工程實際中，否則就會產生抵觸和排斥情緒，極大地影響新技術的推廣。云南省推廣應用較成功與減隔震知識在專業(yè)技術人員中普及程度較高有直接關系，但就全國而言，專業(yè)技術人員對減隔震知識十分匱乏，這也成為減隔震技術推廣應用的最大瓶頸。
技術宣傳主要指對社會公眾，特別對基本建設參與者的宣傳，包括各級政府相關管理部門、房地產開發(fā)商和建筑業(yè)主。減隔震技術以很小的投入或不增加投入使建筑抗震性能成倍提高，是明智的業(yè)主的選擇。所以，對社會公眾及基本建設參與者的宣傳是建筑減隔震技術發(fā)展的動力。
（3）技術標準與規(guī)范的影響
技術標準、規(guī)范是新技術推廣應用的技術合法依據。在我國目前的建設基本管理程序中，沒有技術標準，新技術很難在建筑工程中得到應用。
2000年建設部頒布了行業(yè)標準《建筑隔震橡膠支座》；2001年，建筑隔震與消能減震技術寫入國標《建筑抗震設計規(guī)范》，標志著我國減隔震技術應用進入了作為一種標準化技術的大范圍允許應用階段。 2006年以后頒布國標《建筑隔震橡膠支座》、行業(yè)標準《建筑消能減震技術規(guī)程》等。上述標準的頒布規(guī)范了建筑減隔震設計、生產和檢驗過程。近期國標《建筑隔震設計規(guī)范》和行業(yè)標準《建筑隔震施工與驗收規(guī)范》等標準也在編制中。建筑減隔震已經初步形成較為完善的體系，對建筑減隔震行業(yè)的發(fā)展形成了有力的技術支撐。
（4）地震環(huán)境的影響
大地震對隔震技術推廣影響大，但可持續(xù)效應遞減。大地震的發(fā)生一方面嚴重的災害和建筑抗震性能會引起社會廣泛關注，另一方面近年來大地震中隔震建筑的優(yōu)異表現(xiàn)也使得社會對隔震技術的認知度提高。典型的實例是2008年汶川大地震對我國隔震技術的應用規(guī)模推動影響甚大。2010年新西蘭地震7.1級地震、2011年日本9級大地震隔震建筑表現(xiàn)優(yōu)異；2013年廬山地震7級地震，蘆山縣人民醫(yī)隔震院門診樓成為“樓堅強”被媒體曝光后，隔震技術一度得到社會各界以及政府的重視，各地政府紛紛出臺鼓勵政策。在這一時期隔震建筑數量的上升與上述地震事件也有關系。當前，全球進入新一輪地震活躍期，地震頻發(fā)，對未來隔震技術的發(fā)展將有一定的刺激作用。
（5）行業(yè)技術發(fā)展不平衡的影響
2008年以前我國隔震技術處于推廣應用的初期階段，全國每年平均建成隔震建筑10棟左右，建筑隔震支座生產的廠家不足10家，而且多為傳統(tǒng)橡膠制品企業(yè)、橋梁支座企業(yè)，產品以其他橡膠制品為主。2008年汶川大地震推動了減隔震技術的應用，汶川地震恢復重建項目部分使用了隔震技術，同時以云南省為代表的地方政府開始出臺一系列鼓勵政策，隔震技術首次在國家重點工程昆明新機場應用，對建筑隔震技術的發(fā)展起到了積極作用，建筑隔震技術進入快速發(fā)展期。行業(yè)開始有跟風進入的企業(yè)，目前市場上減隔震產品生產企業(yè)超過百家，產品繁雜，技術水平良莠不齊，產品質量差別很大，安裝及后期監(jiān)測、運行維護等服務不規(guī)范。但同時，我國建筑工程減隔震產品、檢測、市場監(jiān)管體系尚未健全，無法律依據，給市場和工程質量監(jiān)管帶來較大難度。隔震裝置屬于結構的承重構件，承擔建筑全部荷載，其重要性不言而喻。產品質量及安裝服務不到位存在安全隱患，對行業(yè)發(fā)展帶來威脅。另一方面，低價劣質產品進入市場，又缺乏有效監(jiān)管，形成惡性競爭，導致利潤率下滑，對企業(yè)的經營業(yè)績會產生很大影響。
（6）宏觀經濟環(huán)境影響
建筑隔震行業(yè)的發(fā)展與國家基本建設規(guī)模息息相關，如果宏觀經濟整體低迷，基本建設規(guī)模壓縮，也會影響到建筑隔震橡膠支座的需求和市場價格。近年受國內房地產行業(yè)持續(xù)疲軟以及基礎建設投資增速放緩等因素的拖累，建筑隔震行業(yè)的增速有所減緩。2015年政府支持的基礎投資建設開始加速，最新的房貸政策的出爐將激勵房地產新開工項目增加。另外“一路一帶”戰(zhàn)略實施，也為我國參與基礎設施建設有關企業(yè)帶來了機遇。
3.我國建筑隔震產業(yè)發(fā)展情況及建議
（1）近年我國建筑隔震產業(yè)發(fā)展情況
我國建筑隔震支座行業(yè)總體處于成長期。根據住房城鄉(xiāng)建設部2015年2月對全國減隔震房屋建筑工程統(tǒng)計結果（表1及圖1所示），截至2014年12月，全國建成隔震建筑2662棟，在建546棟，共計3214棟；建成減震建筑174棟，在建90棟，共計264棟。
注：上述數據不包括北京、上海、廣東、廣西、西藏
圖1 全國隔震房屋建筑分布
上述數據不包括北京、上海、廣東、廣西、西藏五個省市，但基本反應了目前我國建筑隔震技術發(fā)展的格局。
1）我國各地區(qū)建筑隔震行業(yè)發(fā)展水平極度不平衡。技術普及程度和政府重視程度對行業(yè)發(fā)展的影響巨大，云南省由于減隔震技術的推廣應用起步較早，技術普及程度高，形成了研究、設計、產品制造相關成套技術，同時政府支持力度大，使減隔震技術得到了較好的推廣應用，隔震建筑在全國占比達到81%，排在第二、三位的分別為甘肅6.4%、山西3%。云南減震建筑占比也達到36.7%，位列全國第一。
2）建筑隔震支座生產企業(yè)發(fā)展不平衡。近年來由于政府支持鼓勵，加之今年來地震頻發(fā)，幾次大地震中建筑隔震技術表現(xiàn)良好，媒體頻繁曝光，刺激了建筑隔震行業(yè)的發(fā)展，大批企業(yè)開始涌入該行業(yè)，主要包括了傳統(tǒng)橡膠制品企業(yè)和橋梁支座生產企業(yè)，但多數企業(yè)從未涉足建筑減隔震行業(yè)，缺乏抗震技術技術隊伍，擺脫不了單純產品生產企業(yè)的局限性。由于市場對建筑隔震技術的接受還需一定的時間，目前市場規(guī)模還很小，所以絕大多數企業(yè)的市場占有率較低。具備自主研發(fā)生產能力、持續(xù)時間較長的企業(yè)大體有：廣東1家，江蘇1家，甘肅1家，云南1家，河北2家。其中，云南震安減震科技股份有限公司得益于云南省政府支持，經過多年的努力形成了較為成熟的建筑隔震成套技術服務能力，在全國建筑隔震市場占有率超過50%，步入良性發(fā)展階段（圖2）。
圖2 云南省近年隔震建筑應用情況
3）建筑隔震行業(yè)進入增長期。自1993年由廣州大學周福霖主持建成我國第一座夾層橡膠墊隔震房屋，至今我國建筑隔震技術應用已超過20年。從全國隔震建筑建成的時間看，2001年前建成近200棟，2002-2008年每年應用量極少，減隔震技術應用進入試用、觀望期，推進困難。2008年汶川大地震推動了減隔震技術的應用，2011年至2014年全國建成的隔震建筑占總量的90%。由于云南隔震建筑占比較大，云南的情況基本代表了全國的發(fā)展趨勢。2010年云南建成隔震建筑122棟，2011年建成176棟，2012年建成508棟，2013年建成834棟，2014年建成608棟。可以看出，隔震技術的發(fā)展受政策的影響很大，2012年云南省政府出臺了鼓勵政策，隔震建筑數量成倍增長。在持續(xù)增長的背景下，受國家宏觀調控的影響也較為明顯，新開工房地產項目數量持續(xù)減少的影響在2014年顯現(xiàn)出來。但隨著國家對抗震防災工作的重視和技術宣傳普及度的提高，未來隔震建筑推廣應用總體呈上升趨勢是毋庸置疑的，為建筑隔震行業(yè)發(fā)展帶來了機遇。
（2）建議
相關部門盡快就建筑工程抗震設防，減隔震技術應用和監(jiān)管立法，加強建設工程抗震設防管理，引導減隔震技術等抗震新技術、新材料的推廣應用。強化產品質量、設計、施工、驗收等全程監(jiān)管，確保減隔震建筑工程質量安全。在地震多發(fā)區(qū)醫(yī)院、學校、幼兒園、商場等人員密集場所，機場、通信和電力等重要生命線工程建筑物，黨政機關等重要目標單位逐步推廣應用減隔震技術，全面提高建筑工程抗震能力，最大限度減輕地震災害損失。
上述文章轉自中國勘察設計協(xié)會抗震防災分會。
傳播是為了更好的分享和推廣減隔震技術,如有不妥請聯(lián)系小編。
目前各國抗震設計規(guī)范均以“大震不倒，中震可修，小震不壞”為抗震設計原則，以保護結構不遭到毀壞和保護生命安全為主要目標。傳統(tǒng)抗震結構通過增強結構強度來抵抗地震，同時容許結構構件在地震時進入非彈性狀態(tài)，具有一定的延性，以結構本身的損壞為代價消耗地震能量，減輕地震反應。從近10多年的地震震害損失來看，凡是按照抗震規(guī)范設計和建造的房屋，基本可以保證大地震發(fā)生時，房屋不倒塌。但按照傳統(tǒng)抗震方式建造的房屋，在高烈度區(qū)常造成建筑構件尺寸過大，影響實際使用空間與建筑功能；另一方面，在發(fā)生超過設防烈度地震時，由于承重構件在地震中的不斷損傷，累計到一定程度還會引起房屋倒塌，不能保證房屋在超大地震下的安全；在很多情況下，即使房屋沒有倒塌，由于承重構件損傷較重，房屋也很難修復。盡管人員的傷亡大幅減少，但是經濟損失較大。因此，單純強調工程結構在地震下不嚴重破壞和不倒塌，已不是一種完善的抗震思想，不能適應現(xiàn)代工程結構抗震需求。
為了更有效地保障建筑物安全，國內外學者經過大量研究，提出了建筑隔震技術。建筑隔震技術是在建筑物基礎或下部與上部結構之間設置由隔震器（橡膠隔震支座、滑移支座、FPS摩擦擺滑動支座）、阻尼裝置等組成的隔震層，隔離地震能量向上部結構傳遞，減少輸入到上部結構的地震能量，同時延長上部結構的自振周期，降低上部結構的地震反應，達到預期的抗震防震要求，使建筑物的安全得到更可靠的保證。國內外大量試驗和工程經驗表明：隔震技術能有效降低結構的水平地震作用，特別是在罕遇地震作用下隔震效果更好，上部結構的地震反應一般僅相當于不隔震時的20%—50%。隔震體系能實現(xiàn)建筑結構自身、非結構構件和建筑物內部設施“三保護”，確保震后建筑物無需修復，即可繼續(xù)使用。常用的隔震裝置有天然橡膠支座、鉛芯橡膠支座和高阻尼橡膠支座。橡膠支座隔震系統(tǒng)裝置簡單、施工方便，被認為是隔震技術邁向實用化最卓有成效的體系。
為促進隔震技術健康、有序的發(fā)展，我們組織了相關專家和技術人員對國內外隔震技術的發(fā)展和應用進行了調研和分析，在此基礎上對我國隔震技術的進一步發(fā)展提供若干建議，供有關部門參考。
一、建筑隔震技術的發(fā)展
1.國外隔震技術發(fā)展概述
建筑隔震技術的快速發(fā)展始于20世紀60年代。20世紀60年代中后期，新西蘭、日本、美國等多地震國家對隔震技術開展了深入、系統(tǒng)的理論和試驗研究，取得了較好的成果。70年代，新西蘭學者 W. H.Robinson率先開發(fā)出鉛芯疊層橡膠支座，大大推動了隔震技術的實用化進程。美國、日本首棟隔震建筑分別在1984年和1985年建成。到20世紀90年代，全世界至少有30多個國家和地區(qū)開展“基礎隔震”技術的研究，并在美、日、法、新、意等20多個國家修建了數百座“基礎隔震”建筑物，其中日本的技術發(fā)展最快、應用最為廣泛。特別是在 1995 年阪神大地震中，采用橡膠支座隔震的建筑，經受住地震的考驗，隔震性能良好，建筑隔震技術得到日本政府的大力推廣。隔震技術不僅應用于政府辦公大樓和醫(yī)院，而且越來越多的住宅建筑也開始考慮使用隔震技術。日本成為隔震建筑最多、技術最成熟的國家，目前已建成近9000棟左右隔震建筑，其最高的隔震建筑高177米，隔震裝置多用夾層橡膠隔震墊。早期隔震系統(tǒng)是由天然橡膠支座加阻尼器或鉛芯橡膠支座組成，近期，使用高阻尼天然橡膠支座的隔震建筑越來越多。2011年3月11日9.0級東日本大地震中，隔震房屋以及室內儀器設備沒有損壞，表現(xiàn)出優(yōu)異的抗震性能。地震后，很多房子被民眾要求建成隔震房屋。
2.我國建筑隔震技術應用進展
20世紀80 年代后期，我國學者開始重點關注橡膠支座隔震技術。在國家自然科學基金會等基金資助下，以中國建筑科學研究院周錫元和蘇經宇、廣州大學周福霖、華中科技大學唐家祥等學者為學術帶頭人，進行了橡膠隔震支座研制、隔震結構分析和設計方法、結構模型振動臺試驗、橡膠支座產品性能檢驗、檢測技術、施工技術等全方位的系統(tǒng)研究工作，提出了橡膠支座隔震建筑的成套技術（周福霖，1997；唐家祥等，1993；周福霖，2004；蘇經宇等，2001；周錫元等，1999；周錫元等，2002；李中錫等，2002）。
我國最早的隔震建筑是1993年由周福霖院士設計建造的汕頭陵海路八層框架結構商住樓以及唐家祥教授設計的安陽市糧油綜合樓。1994年5月，聯(lián)合國工業(yè)發(fā)展組織權威專家將汕頭隔震居民樓的建成譽為“世界建筑隔震技術發(fā)展的第三個里程碑”。2001年，建筑隔震與消能減震技術寫入國標《建筑抗震設計規(guī)范》，標志著隔震消能技術在我國的成熟發(fā)展。汶川地震后新修訂的《防震減災法》中，增加“第四十三條 國家鼓勵、支持研究開發(fā)和推廣使用符合抗震設防要求、經濟實用的新技術、新工藝、新材料”； 2010年新版的《建筑抗震設計規(guī)范》對隔震技術的使用范圍做了較大調整，取消了對減隔震設計的諸多限制，規(guī)范提倡在“抗震安全性和使用功能有較高要求或專門要求的建筑”中使用，更利于該技術的發(fā)展。2014年2月，住房和城鄉(xiāng)建設部又發(fā)布新文件進一步加大了建筑減隔震技術應用的推廣力度。經過近些年的環(huán)境轉變，在標準、法規(guī)政策與技術措施方面都已經初步形成較為完善的體系，對建筑減隔震行業(yè)的發(fā)展形成了有力的支撐。
到目前為止，建筑隔震技術在全國各省市自治區(qū)幾乎都有應用，包括云南、新疆、四川、陜西、甘肅、河北、江蘇、山西、北京、山東、寧夏、天津、廣東、海南、福建、內蒙、青海、上海、廣西、河南、吉林、臺灣等省市，已建成隔震建筑3000多棟。
云南由于地震多發(fā)，政府重視，同時研究推廣早，開發(fā)了高性能的橡膠隔震支座，培養(yǎng)了較強的技術與設計力量，形成了研究、設計、產品提供、施工和后期服務較成熟的成套技術，所以云南隔震技術的應用走到了全國的前列，是我國建筑隔震技術應用范圍最廣的地區(qū)。目前，建成隔震建筑2000多棟，其中包括建成全球最大的隔震建筑、最高的隔震建筑群等一批標志性建筑。其次是四川、新疆、陜西、甘肅等地區(qū)建成隔震建筑100多棟，河北、江蘇、北京、天津、山西、山東超過50棟，其他省市應用相對較少。
建筑減隔震技術是一項新興技術，在國外大規(guī)模應用的歷史也只有十多年。2008年5月12日汶川地震中甘肅隴南職工住宅樓和2013年4月20日雅安蘆山地震中蘆山縣人民醫(yī)院醫(yī)技樓等隔震建筑，在地震中均表現(xiàn)出優(yōu)異的抗震性能，隔震技術也因此逐步被公眾和政府部門所認知。目前，住房和城鄉(xiāng)建設部以及云南、山西、四川、新疆、重慶、陜西、海南等多個省市自治區(qū)相繼出臺系列規(guī)章，促進隔震技術的推廣應用。
3.隔震技術發(fā)展方向
總體而言我國建筑隔震技術的研究和應用水平還很低，建筑隔震技術從設計、產品開發(fā)及施工技術等方面與發(fā)達國家相比尚有一定的距離，隔震技術的發(fā)展正處于發(fā)展成長期。未來我國建筑隔震技術在隔震理論體系、高性能隔震產品開發(fā)和精細化施工技術的實施等方面均需要開展大量工作，建筑隔震技術必然向多樣化、實用化和精細化發(fā)展。建筑隔震技術的發(fā)展將主要圍繞以下幾個方面逐步推進：
（1）由單一隔震元件組成的隔震體系向多功能混合隔震體系發(fā)展，從單一的水平隔震到三維隔震，從基礎隔震到層間隔震都將成為未來發(fā)展方向。
（2）在產品開發(fā)方面將進一步開發(fā)高性能、高穩(wěn)定性的隔震裝置，橡膠支座方面開發(fā)適用于高層及大型公共建筑的大直徑橡膠隔震支座、高阻尼橡膠隔震支座、滑板支座以及低成本的適用于農村民居的隔震支座。除橡膠支座外，隨著新材料的研發(fā)，開發(fā)其它新材料隔震支座，包括摩擦擺隔震支座（FPS）等。
（3）隔震技術應用方面，逐步由多層隔震向高層和大跨建筑隔震發(fā)展，從單一建筑隔震向街區(qū)整體隔震甚至城市整體隔震發(fā)展，隔震技術用于既有建筑抗震加固與改造也具有很好的應用前景。開發(fā)簡單易行、經濟適用的隔震裝置解決農村民居抗震問題也是未來減輕地震災害的重要途徑。
二、建筑隔震技術特點
1.隔震裝置
隔震技術是通過在上部結構與下部結構之間設置隔震層，以避開地震對建筑物的能量輸入。近年來發(fā)明了種類繁多的隔震裝置，按其原理不同可分為彈性支承與滑動支承兩大類。彈性支承類隔震裝置主要有鉛芯橡膠隔震支座,夾層橡膠隔震支座和高阻尼橡膠隔震支座等,一般采用橡膠為柔性材料,地震時柔性材料發(fā)生較大水平變形，阻止了攜帶主要能量的高頻地震波向上部結構傳遞，上部結構所受地震作用顯著減小。而滑動支承類隔震裝置內部有一滑動界面，當地震引起的慣性力大于最大靜摩擦力時，上部結構即可在隔震裝置的滑動界面上產生滑動，這樣可以避免劇烈的地表運動傳至上部結構，常見的有水平摩擦滑動隔震支座、滾動隔震裝置和摩擦擺隔震支座。
橡膠隔震支座（普通橡膠隔震支座、鉛芯橡膠隔震支座和高阻尼橡膠隔震支座等）既具有較高的豎向承載能力、大水平位移能力和復位功能，同時普通橡膠支座與阻尼器、鉛芯橡膠支座或高阻尼橡膠支座配合使用時可提供較大阻尼，由橡膠隔震支座組成的隔震體系理論、試驗研究及工程應用已較為成熟，隔震效果顯著，是目前建筑隔震的主流產品，國內外已經建成的隔震建筑90%以上采用橡膠隔震支座，我國建筑隔震采用橡膠支座的比例更大。建筑橡膠隔震支座在我國的應用較為成熟，標準較為完善。目前已頒布的相關標準有：《建筑抗震設計規(guī)范》（GB50011-2010）、《疊層橡膠支座隔震技術規(guī)程》（CECS 126:2001）、《建筑隔震橡膠支座》（JG119-2000）、《橡膠支座 第1部分：隔震橡膠支座試驗方法》（GB20688.1-2006）、《橡膠支座 第2部分 橋梁隔震橡膠支座》（GB20688.2-2006）、《橡膠支座 第3部分:建筑隔震橡膠支座》（GB20688.3-2006）、《橡膠支座 第4部分 普通橡膠支座》（GB20688.4-2006）。正在編寫的標準有《建筑隔震施工與驗收規(guī)范》、《建筑隔震設計規(guī)范》等。
任何一項與建筑結構安全相關的新技術的推廣，通常都將經歷研究、試驗、試點再到廣泛應用的較長過程。抗震新技術尤其要經過發(fā)生概率較低的大地震的實際檢驗方可推廣應用。橡膠隔震支座經歷了近50年的研究發(fā)展，目前橡膠隔震支座結構簡單、造價合理、理論和試驗研究成果比較豐富和完善，且經歷多次地震檢驗效果明顯，標準相對健全，技術較成熟，已進入推廣應用期。在今后較長時期橡膠隔震支座將成為建筑隔震依托的主要產品。目前，我國建筑上使用最多的是普通橡膠支座和鉛芯橡膠支座。普通橡膠支座阻尼較小，地震作用下的水平位移較大，但變形后的恢復性能好。鉛芯橡膠支座在罕遇地震作用下水平位移較小，但是對于高頻波的隔震效果相對較差，且上部結構高振型影響較大，針對兩種橡膠支座的性能特點，通常采用兩種橡膠支座合理組合的建筑隔震體系可以達到較好的隔震效果，同時隔震層罕遇地震下的變形也能得到較好的控制。由于鉛芯橡膠支座在生產和使用過程中存在環(huán)境污染風險，所以國際上開始探索使用高阻尼橡膠支座作為升級替代產品，高阻尼橡膠支座阻尼和水平剛度依賴于應變頻率和幅值，對高頻波的隔震效果較好。高阻尼橡膠支座對橡膠材料性能要求較高，影響支座性能的因素較多，在試驗研究及結構設計上尚有許多難點需要突破。另外，由于市場工藝水平的限制，過去我國建筑隔震支座產品尺寸較小、性能不穩(wěn)定、產品繁雜，隨著工藝水平的提高，標準化的高性能大尺寸隔震產品必將成為主流，以適應更高的建筑抗震性能要求。
橡膠隔震支座的應用領域較為廣泛，即可用于隔離地震引起的振動，也可用于隔離設備振動或環(huán)境振動。在建筑工程上橡膠隔震支座廣泛用于醫(yī)院、學校、通訊、消防、電力、金融、博物館、核電站等重要建筑，以保證地震后結構和設備完好，功能不中斷。近年來在住宅項目上也有大量應用。橡膠隔震支座還廣泛用于公路、鐵路橋梁，以防止由地震引起交通中斷，削減車輛引起的振動和溫度變形。在設備隔震方面，橡膠支座用于貴重設備隔震和隔離震動設備引起的振動，橡膠支座還可用于石油浮放儲罐和輸油管線的隔震。
2.橡膠支座隔震系統(tǒng)的特點
建筑隔震技術是最近四十年來抗震防災工程領域最重大的創(chuàng)新技術之一，現(xiàn)階段具有無可比擬的優(yōu)越性，能降低地震力50-80%。它能使結構安全性成倍提高，并能保護內部設備儀器，在地震后不喪失使用功能，實現(xiàn)結構、生命、室內財產“三保護”，近年來其優(yōu)異的抗震效果在國內外大地震中得到了檢驗。
（1）隔震效果顯著
建筑隔震技術能使結構抗震安全性大幅提高，近年來其優(yōu)異的抗震效果在國內外大地震中得到了檢驗，以下是一些國內外典型實例：
實例1：1994年洛杉磯6.7級地震中，該地區(qū)有40座醫(yī)院遭到破壞嚴重而不能使用。南加州大學醫(yī)院為隔震建筑，地震中完好無損，成為救災中心，對震后緊急救援起到了十分重要的作用。
南加州大學醫(yī)院在美國北嶺地震中絲毫未損
實例2：1995年日本阪神7.6級地震中，西部郵政大樓是隔震建筑。震后該建筑完好，設備無損，在救災中發(fā)揮了較大作用。地震記錄顯示該建筑所受地震力僅為非隔震建筑的十分之一。
日本西部郵政大樓在阪神地震中功能完好
實例3：2011年“3.11”日本9.0級地震，日在仙臺、福島震中區(qū)有許多隔震建筑，地震后毫無例外的完好無損，室內設施和物品甚至沒有任何移位，其中包括超過100米的高層隔震建筑。
仙臺某高層建筑在311日本大地震中完好
實例4：2013年四川蘆山7級地震，蘆山縣人民醫(yī)院門診樓為隔震建筑，震后結構基本完好，設備正常使用，在抗震救災中發(fā)揮重要作用。醫(yī)院其它建筑破壞嚴重無法使用。
蘆山縣人民醫(yī)院蘆山7級地震后功能完好
（2）具有較好的經濟性
建筑采用減隔震技術，雖然減隔震裝置的費用增加了建筑造價成本，但另一方面，由于采用減隔震設計，上部結構所承受的地震作用減小，梁柱墻截面減小，可減少鋼材和混凝土的用量，工程造價相應降低。
通過對全國范圍內130個項目、335萬平米減隔震建筑工程進行調查，在建筑抗震性能大幅提高的前提下，九度抗震設防區(qū)采用減隔震技術，結構造價明顯降低5%左右；八度設防區(qū)工程造價略降低或持平；七度區(qū)工程造價略增加，通常增加約100元/平方米。從長期經濟效益和建筑全壽命周期的費用—效益分析來看，建筑物若遭遇較大地震，傳統(tǒng)抗震建筑將造成結構和財產兩個方面損失，同時導致企業(yè)、工廠等不能正常工作造成經濟損失。而隔震建筑在遭遇較大地震時，建筑功能完好，財產不損失，因此，隔震建筑長期經濟效益較好。
（3）具有良好的耐久性
橡膠隔震支座是由疊層橡膠鋼板組成，橡膠片和鋼板按照嚴格的工藝條件生產加工，橡膠和鋼板粘結的非常緊密，隔震橡膠支座四周還有一層1cm厚的橡膠保護層，防止陽光、水和空氣進入支座內部，并且隔震支座的工作位置是在隔震層，周圍一般不會有陽光照射。根據實驗研究和工程調查，隔震橡膠支座的抗老化性能超過80年。我國一般建筑的設計使用周期為50年。
（4）可改善建筑功能
傳統(tǒng)抗震建筑，主要通過調整結構體系和增大梁柱截面來提高結構的抗震能力。增大梁柱截面，會導致結構體系個別區(qū)域剛度大，反而使結構延性降低，不利于抗震，也不利于發(fā)揮結構使用功能。對位于高烈度區(qū)的建筑以及結構形式比較復雜的建筑，結構形式和建筑高度受到限制，采用傳統(tǒng)抗震技術解決難度較大。而建筑減隔震技術，可以降低上部結構的水平地震作用，適當降低抗震措施，可以選擇合適的結構體系，使得上部結構設計更加自由靈活，建筑的使用功能得以充分發(fā)揮。
（5）地震后具有自動復位功能
地震后橡膠隔震支座產生變形，但支座內部橡膠將產生回復力，所以橡膠隔震支座具有自我恢復功能，地震后會在短期內逐步恢復到原位。目前經歷過地震的隔震建筑沒有出現(xiàn)過不能恢復的情況。
（6）施工工期
建筑使用隔震技術，施工時增加了隔震層的施工，比常規(guī)建筑增加了施工時間。但采用隔震技術后上部結構構件配筋減少，鋼筋制作難度減小，建筑材料節(jié)約，制作人工減少。對隔震和非隔震建筑施工時間進行詳細對比結果表明，總工期沒有明顯增加。
三、我國建筑隔震產業(yè)發(fā)展狀況
1.建筑隔震產業(yè)特征分析
（1）常規(guī)抗震建筑在建造時，業(yè)主并不需要關心建筑的抗震問題，結構工程師按照國家標準要求進行設計。由于建筑減隔震技術在我國的推廣尚不普及，規(guī)范應用也只有十多年，國內設計師普遍缺乏了解與概念，更談不上應用，設計師解決建筑抗震問題的思路幾乎都是傳統(tǒng)抗震，隔震技術方案即便再優(yōu)異也提不上桌面，可見建筑隔震技術在推廣應用工程中設計環(huán)節(jié)的重要性。設計師與產品供應商均不能勝任建筑隔震設計工作，嚴重制約建筑隔震技術的發(fā)展。個別具備建筑隔震設計能力的產品供應商成為建筑隔震技術的有力推動者和市場最大的贏家。建筑隔震產品的提供商通過主動向建設單位和設計師推介減隔震技術，提供建筑隔震成套技術解決方案，在市場上獲得了成功。可見，制造商具備提出建筑減隔震整體解決方案的能力，具備為設計師提供設計咨詢，甚至獨立完成設計的能力，成為建筑隔震行業(yè)的重要競爭力之一，也成為目前進入該行業(yè)無形的門檻。
（2）建筑隔震產品構造簡單，制造門檻似乎不高，但要生產高質量和性能的穩(wěn)定產品，產品制造商必須具備很強的基礎材料研究能力、新產品開發(fā)能力、分析檢測能力及豐富的現(xiàn)場技術服務經驗，應具備減隔震理論、結構地震動力分析、高分子材料研發(fā)及橡膠配方、金屬材料、粘結技術、施工技術、檢驗技術、監(jiān)測等核心技術，特別是專業(yè)技術人才隊伍的培養(yǎng)，這樣才能開發(fā)出高技術含量、高性能和高質量產品，才能不斷推陳出新開發(fā)出具有市場競爭力的產品。總體上看隔震支座行業(yè)屬于技術密集型企業(yè)，專業(yè)技術的形成需要長期經驗的累積，目前本行業(yè)的專業(yè)人才數量相對較少，尤其是具有多學科背景的復合型人才更為缺乏；再加上本行業(yè)的應用性很強，需要針對具體的應用領域研制不同特性的產品，新進入者很難獲得行業(yè)經驗豐富的專業(yè)人才。
（3）在制造工藝方面，橡膠隔震支座的工藝并不復雜，大致包括橡膠材料的制備、金屬材料制備和組模硫化三個大的工業(yè)工程。其中又包括數十個工藝環(huán)節(jié)。對隔震支座質量和性能影響的因素錯綜復雜，幾乎任何一個細小的工藝環(huán)節(jié)或生產過程控制的問題將導致支座的性能、質量偏差，而且原因復雜難以追溯，這些核心工藝技術的形成往往需要長期的經驗積累。沒有經過一定時間的探索和大量的試驗研究，入門容易但要做到產品性能優(yōu)異、質量穩(wěn)定卻很難。
（4）橡膠隔震支座的制造并沒有現(xiàn)成或成熟的生產線，產品未實現(xiàn)標準化和序列化，沒有專業(yè)的設計院可以完成全套的工藝設計。所有各個生產企業(yè)的設備和工藝相差較大，生產設備和工藝往往需要結合自身的特點進行再開發(fā)，這就不僅要求配置先進的設備，同時還需要有豐富的經驗才能避免走彎路。
（5）在研發(fā)與檢測能力方面，為適應不同建筑物，需要開發(fā)不同力學性能的橡膠隔震支座，同時生產過程也需要實時的監(jiān)控，這樣需要建設高標準的物理、化學和成品力學性能實驗室，并配置相應專業(yè)的技術人員。
未來建筑隔震技術將朝著減隔震技術復合、產品多元化、環(huán)保等方向發(fā)展，建筑抗震成套技術解決能力，核心的制造技術，多學科支撐的持續(xù)創(chuàng)新能力將成為建筑減隔震行業(yè)的核心競爭力和進入本行業(yè)的重要壁壘。
2.影響我國建筑隔震技術發(fā)展因素分析
建筑隔震技術是解決建筑抗震問題的最有效手段之一，我國是一個地震多發(fā)國家，全國除少數省以外，都發(fā)生過6級以上破壞性地震。我國660個城市中，位于地震區(qū)的占74.5%，約有一半城市位于基本烈度7度及以上地區(qū)。118個百萬以上人口的大城市中，有85.7%位于地震區(qū)，有近2/3位于基本烈度7度及其以上地區(qū)。上述7度以上設防地區(qū)均適合推廣應用減隔震技術，2013年我國在建建筑面積98億平方米，其中抗震設防7度以上地區(qū)在建面積約60億平米，而在建建筑中采用隔震技術的比例不足1000萬平米，可見推廣應用的量所占比例很小，市場潛力巨大。
從建筑隔震技術推廣應用較成功的云南省經驗分析，建筑隔震技術宣傳普及程度和政府重視程度對行業(yè)發(fā)展的影響巨大。
（1）政策支持的影響
云南省研究應用建筑減隔震技術超過20年，大致可分為三個階段：1994年至2000年為技術開發(fā)研究階段；2001年-2007年為試點應用階段，隔震建筑在不同類型的建筑中逐步使用，建成100棟隔震建筑。2008年至今進入逐步推廣應用階段。2008年汶川地震后，隔震技術受到政府重視，云南省出臺《云南省人民政府印發(fā)關于全面加強預防和處置地震災害能力建設十項重大措施的通知》（云政發(fā)〔2008〕103號），明確指出“在地震重點危險區(qū)和重點監(jiān)視防御區(qū)的縣級以上醫(yī)院、學校、幼兒園等人員密集場所，救災物資儲備庫、博物館、機場、橋梁等重要工程建筑物，黨政機關等重要目標單位，重大通信和電力設施等，強制推行隔震墊減隔震技術，并推廣使用輕型建筑材料。” 2011年進一步出臺《云南省人民政府辦公廳關于加快推進減隔震技術發(fā)展與應用的意見》，制定減隔震技術應用推廣目標，要求中小學校舍、醫(yī)院強制使用隔震技術，并逐步推進對人員集中場所和重要生命線工程進行強制使用的要求。同時，要求相關部門配套政策鼓勵減隔震技術產業(yè)發(fā)展。這一階段，云南省新建隔震建筑達2000棟，其中2012年后平均達到400棟以上。在各類應用中文化教育類占比74%，醫(yī)療7%，辦公6%，反映出政策推動力度的影響。
2011年減隔震技術列入國家鼓勵類產業(yè)目錄《產業(yè)結構調整指導目錄(2011年本) 》，享受相應的稅收優(yōu)惠政策。2009年新修訂的《防震減災法》中，增加“第四十三條 國家鼓勵、支持研究開發(fā)和推廣使用符合抗震設防要求、經濟實用的新技術、新工藝、新材料”；2013年住房和城鄉(xiāng)建設部出臺《住房城鄉(xiāng)建設部關于房屋建筑工程推廣應用減隔震技術的若干意見（暫行）》，鼓勵建筑工程應用減隔震技術，同時規(guī)范減隔震建筑工程質量監(jiān)管。目前，云南省的經驗推廣到全國各地，四川、新疆、甘肅、海南、山西等十多個省市自治區(qū)政府相繼出臺鼓勵建筑減隔震技術應用的文件，減隔震技術在這些地區(qū)逐步得到應用。政策推動力度的加大成為推動建筑減隔震行業(yè)發(fā)展的有利因素。
（2）技術宣傳和技術普及程度影響
由于建筑減隔震技術是一項新興技術，在國外大規(guī)模應用的歷史也只有十多年，國內的設計師普遍缺乏了解與概念，更談不上應用。只有國內部分與國外接觸較多的知名大院與研究機構，在工程中開展了局部嘗試性應用，對廣大設計師與業(yè)主而言，一直認為這是一個非常特殊的高端技術。在2008年前，除了采用隔震技術的房屋建筑有百幢應用規(guī)模，其他減震技術的應用還非常有限。
技術普及主要指對設計、施工、監(jiān)理等從事建筑工程的專業(yè)技術人員的技術培訓。云南省自2005年以后針對全省專業(yè)隊伍進行了頻繁的技術培訓，技術人員掌握了基本知識后，在碰到具體問題時就會把掌握的知識主動用到工程實際中，否則就會產生抵觸和排斥情緒，極大地影響新技術的推廣。云南省推廣應用較成功與減隔震知識在專業(yè)技術人員中普及程度較高有直接關系，但就全國而言，專業(yè)技術人員對減隔震知識十分匱乏，這也成為減隔震技術推廣應用的最大瓶頸。
技術宣傳主要指對社會公眾，特別對基本建設參與者的宣傳，包括各級政府相關管理部門、房地產開發(fā)商和建筑業(yè)主。減隔震技術以很小的投入或不增加投入使建筑抗震性能成倍提高，是明智的業(yè)主的選擇。所以，對社會公眾及基本建設參與者的宣傳是建筑減隔震技術發(fā)展的動力。
（3）技術標準與規(guī)范的影響
技術標準、規(guī)范是新技術推廣應用的技術合法依據。在我國目前的建設基本管理程序中，沒有技術標準，新技術很難在建筑工程中得到應用。
2000年建設部頒布了行業(yè)標準《建筑隔震橡膠支座》；2001年，建筑隔震與消能減震技術寫入國標《建筑抗震設計規(guī)范》，標志著我國減隔震技術應用進入了作為一種標準化技術的大范圍允許應用階段。 2006年以后頒布國標《建筑隔震橡膠支座》、行業(yè)標準《建筑消能減震技術規(guī)程》等。上述標準的頒布規(guī)范了建筑減隔震設計、生產和檢驗過程。近期國標《建筑隔震設計規(guī)范》和行業(yè)標準《建筑隔震施工與驗收規(guī)范》等標準也在編制中。建筑減隔震已經初步形成較為完善的體系，對建筑減隔震行業(yè)的發(fā)展形成了有力的技術支撐。
（4）地震環(huán)境的影響
大地震對隔震技術推廣影響大，但可持續(xù)效應遞減。大地震的發(fā)生一方面嚴重的災害和建筑抗震性能會引起社會廣泛關注，另一方面近年來大地震中隔震建筑的優(yōu)異表現(xiàn)也使得社會對隔震技術的認知度提高。典型的實例是2008年汶川大地震對我國隔震技術的應用規(guī)模推動影響甚大。2010年新西蘭地震7.1級地震、2011年日本9級大地震隔震建筑表現(xiàn)優(yōu)異；2013年廬山地震7級地震，蘆山縣人民醫(yī)隔震院門診樓成為“樓堅強”被媒體曝光后，隔震技術一度得到社會各界以及政府的重視，各地政府紛紛出臺鼓勵政策。在這一時期隔震建筑數量的上升與上述地震事件也有關系。當前，全球進入新一輪地震活躍期，地震頻發(fā)，對未來隔震技術的發(fā)展將有一定的刺激作用。
（5）行業(yè)技術發(fā)展不平衡的影響
2008年以前我國隔震技術處于推廣應用的初期階段，全國每年平均建成隔震建筑10棟左右，建筑隔震支座生產的廠家不足10家，而且多為傳統(tǒng)橡膠制品企業(yè)、橋梁支座企業(yè)，產品以其他橡膠制品為主。2008年汶川大地震推動了減隔震技術的應用，汶川地震恢復重建項目部分使用了隔震技術，同時以云南省為代表的地方政府開始出臺一系列鼓勵政策，隔震技術首次在國家重點工程昆明新機場應用，對建筑隔震技術的發(fā)展起到了積極作用，建筑隔震技術進入快速發(fā)展期。行業(yè)開始有跟風進入的企業(yè)，目前市場上減隔震產品生產企業(yè)超過百家，產品繁雜，技術水平良莠不齊，產品質量差別很大，安裝及后期監(jiān)測、運行維護等服務不規(guī)范。但同時，我國建筑工程減隔震產品、檢測、市場監(jiān)管體系尚未健全，無法律依據，給市場和工程質量監(jiān)管帶來較大難度。隔震裝置屬于結構的承重構件，承擔建筑全部荷載，其重要性不言而喻。產品質量及安裝服務不到位存在安全隱患，對行業(yè)發(fā)展帶來威脅。另一方面，低價劣質產品進入市場，又缺乏有效監(jiān)管，形成惡性競爭，導致利潤率下滑，對企業(yè)的經營業(yè)績會產生很大影響。
（6）宏觀經濟環(huán)境影響
建筑隔震行業(yè)的發(fā)展與國家基本建設規(guī)模息息相關，如果宏觀經濟整體低迷，基本建設規(guī)模壓縮，也會影響到建筑隔震橡膠支座的需求和市場價格。近年受國內房地產行業(yè)持續(xù)疲軟以及基礎建設投資增速放緩等因素的拖累，建筑隔震行業(yè)的增速有所減緩。2015年政府支持的基礎投資建設開始加速，最新的房貸政策的出爐將激勵房地產新開工項目增加。另外“一路一帶”戰(zhàn)略實施，也為我國參與基礎設施建設有關企業(yè)帶來了機遇。
3.我國建筑隔震產業(yè)發(fā)展情況及建議
（1）近年我國建筑隔震產業(yè)發(fā)展情況
我國建筑隔震支座行業(yè)總體處于成長期。根據住房城鄉(xiāng)建設部2015年2月對全國減隔震房屋建筑工程統(tǒng)計結果（表1及圖1所示），截至2014年12月，全國建成隔震建筑2662棟，在建546棟，共計3214棟；建成減震建筑174棟，在建90棟，共計264棟。
注：上述數據不包括北京、上海、廣東、廣西、西藏 圖1 全國隔震房屋建筑分布
上述數據不包括北京、上海、廣東、廣西、西藏五個省市，但基本反應了目前我國建筑隔震技術發(fā)展的格局。
1）我國各地區(qū)建筑隔震行業(yè)發(fā)展水平極度不平衡。技術普及程度和政府重視程度對行業(yè)發(fā)展的影響巨大，云南省由于減隔震技術的推廣應用起步較早，技術普及程度高，形成了研究、設計、產品制造相關成套技術，同時政府支持力度大，使減隔震技術得到了較好的推廣應用，隔震建筑在全國占比達到81%，排在第二、三位的分別為甘肅6.4%、山西3%。云南減震建筑占比也達到36.7%，位列全國第一。
2）建筑隔震支座生產企業(yè)發(fā)展不平衡。近年來由于政府支持鼓勵，加之今年來地震頻發(fā)，幾次大地震中建筑隔震技術表現(xiàn)良好，媒體頻繁曝光，刺激了建筑隔震行業(yè)的發(fā)展，大批企業(yè)開始涌入該行業(yè)，主要包括了傳統(tǒng)橡膠制品企業(yè)和橋梁支座生產企業(yè)，但多數企業(yè)從未涉足建筑減隔震行業(yè)，缺乏抗震技術技術隊伍，擺脫不了單純產品生產企業(yè)的局限性。由于市場對建筑隔震技術的接受還需一定的時間，目前市場規(guī)模還很小，所以絕大多數企業(yè)的市場占有率較低。具備自主研發(fā)生產能力、持續(xù)時間較長的企業(yè)大體有：廣東1家，江蘇1家，甘肅1家，云南1家，河北2家。其中，云南震安減震科技股份有限公司得益于云南省政府支持，經過多年的努力形成了較為成熟的建筑隔震成套技術服務能力，在全國建筑隔震市場占有率超過50%，步入良性發(fā)展階段（圖2）。
圖2 云南省近年隔震建筑應用情況
3）建筑隔震行業(yè)進入增長期。自1993年由廣州大學周福霖主持建成我國第一座夾層橡膠墊隔震房屋，至今我國建筑隔震技術應用已超過20年。從全國隔震建筑建成的時間看，2001年前建成近200棟，2002-2008年每年應用量極少，減隔震技術應用進入試用、觀望期，推進困難。2008年汶川大地震推動了減隔震技術的應用，2011年至2014年全國建成的隔震建筑占總量的90%。由于云南隔震建筑占比較大，云南的情況基本代表了全國的發(fā)展趨勢。2010年云南建成隔震建筑122棟，2011年建成176棟，2012年建成508棟，2013年建成834棟，2014年建成608棟。可以看出，隔震技術的發(fā)展受政策的影響很大，2012年云南省政府出臺了鼓勵政策，隔震建筑數量成倍增長。在持續(xù)增長的背景下，受國家宏觀調控的影響也較為明顯，新開工房地產項目數量持續(xù)減少的影響在2014年顯現(xiàn)出來。但隨著國家對抗震防災工作的重視和技術宣傳普及度的提高，未來隔震建筑推廣應用總體呈上升趨勢是毋庸置疑的，為建筑隔震行業(yè)發(fā)展帶來了機遇。
（2）建議
相關部門盡快就建筑工程抗震設防，減隔震技術應用和監(jiān)管立法，加強建設工程抗震設防管理，引導減隔震技術等抗震新技術、新材料的推廣應用。強化產品質量、設計、施工、驗收等全程監(jiān)管，確保減隔震建筑工程質量安全。在地震多發(fā)區(qū)醫(yī)院、學校、幼兒園、商場等人員密集場所，機場、通信和電力等重要生命線工程建筑物，黨政機關等重要目標單位逐步推廣應用減隔震技術，全面提高建筑工程抗震能力，最大限度減輕地震災害損失。
上述文章轉自中國勘察設計協(xié)會抗震防災分會。
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