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减震技术丨据说这是能隔离80%地震能量的“隔震神器”!

 三泰书斋 2018-07-11

 来源:畅之旅。


2017年8月8日,九寨沟地震,有人问:地震能不能提前预测出来啊?

从古至今说来,没有一种预兆能够保证地震一定发生,很多震前预测由于不准确,变成了“狼来了”的故事,非常尴尬。

当今,地震预警机制最好的就是地震多发的日本,但能做到的也仅仅是,震前几秒到几十秒内预警。

虽然,提前预测暂时做不到,但最近根据央视财经的报道,中国航天研制了一款“隔震神器”。据说,可以隔离 80% 的地震强度,好神奇的样子,咱们一起来扒一扒“隔震神器”究竟怎么回事,到底可不可靠。

隔离地震的原理


模拟橡胶隔震支座


隔震技术关键在于:建筑底部铺垫的橡胶隔震支座,在地震中,橡胶支座减小建筑形变,削弱上部结构的晃动摇摆等反应。 

形象一点说,隔震支座和汽车的弹簧异曲同工,汽车行驶在崎岖不平的路面,弹簧隔离了上下的颠簸,而建筑隔震支座,则主要缓冲地震杀伤力更大的横波。

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隔震支座降低了地震能量的输入,减轻了中低层建筑整体的摇摆晃动,注意,高层和超高层的建筑触及到了隔震支座的盲区。也就是说,在设计可靠的情况下,加入隔震支座的中低层建筑遇地震不会倒塌,甚至可以在里面平稳地进行手术。

所以云南、四川、上海、台湾等地,都有利用隔震技术的学校教学楼、博物馆和医院,雅安市芦山县人民医院门诊楼、上海同济大学的新综合楼,台大土木学院大楼都采用这一技术。


而且,根据周福霖院士描述:“隔震垫老化的速率约为 4.5 毫米/百年。如果加上抗老化剂和支座外保护层,其使用寿命高于混凝土。”

造价问题


隔震技术并非免费的午餐。

根据文献记载,在抗震设防烈度 9 以上,才可以大大节约建筑成本。


目前的隔震支座利用高阻尼橡胶材料,经济成本的衍生,可能掩盖掉结构材料节省得到经济效益。

阻尼材料,具有阻碍物体的相对运动和降噪性能,在受到瞬时冲击后,很快恢复到稳定状态,并把运动能量转化为热能或其他可以耗散能量,飞机就采用阻尼材料减少气动噪声。

此外,隔震支座特别设计一个隔震层,占据正常的建筑空间;而且,为了保证建筑物跟地面运动脱离,建筑物周围需要设置隔震沟,这会给地下室防水增加不少成本。 


所以,不在强震区,隔震设计可能得不偿失。

隔震支座不是高枕无忧的神器,因地制宜才好。量身定做的隔震设计才能经济可靠地在地震中为建筑物保驾护航。

隔震支座并非新技术


1969 年,现代第一座隔震建筑——柏斯坦劳奇小学,在南斯拉夫诞生。

在我国,上世纪80 年代后期,学者开始重点关注橡胶支座隔震技术。

1980 年,由冶金部建筑研究总院李立主持,在北京采用砂砾层隔震的方法建造了几座单层隔震房屋,以及北京中关村一幢 4 层砖混房屋,这是我国最早的隔震建筑。


而隔震支座技术的发明人,世界学术界公认为新西兰地震工程专家 W. H. Robinson,1974 年,他在本国研发出铅芯橡胶隔震支座。当然,在此之前,隔震思想已经诞生。

早期隔震系统是由天然橡胶支座加阻尼器或铅芯橡胶支座组成。后来,由于铅芯橡胶环境友好性差,高阻尼天然橡胶支座逐渐取而代之。

最后,还是那句话,理性看待,隔震支座不是疯传的高枕无忧的“神器”,因地制宜才好。

部分素材来源自知乎

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