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减震支座行业市场背景
2020-08-05 | 阅:  转:  |  分享 
  
在隔震支座的作用下,建筑的上部结构的地震反应一般仅相当于不隔震时的20%-50%,保证建筑物内部设施在强震下的安全性,保持震后建筑物继续使用
的能力,确保建筑物内部财产不遭受损失,保障生命和财产的安全。目前国内外已建成的隔震建筑,很多都通过了大地震的考验,表现出了隔震技术
的有效性。2011年3月11日,日本东北部海域发生里氏9.0级地震,近1.6万人遇难。其中,超过90%是因为大地震引发的海啸而淹死
,只有不到5%是因为地震导致的房屋损害、塌压所致(数据来源:平成23年版防灾白书)。仙台、福岛等震区的数百栋隔震建筑(包括超过10
0米的高层隔震建筑)经历地震后完好无损,室内设备和物品几乎没有发生任何移位。2013年4月20日,四川省芦山县发生7.0级地震,采
用隔震技术的芦山县人民医院新建门诊综合楼在震后主体结构完好无损,内部设备正常使用,在抗震救灾工作中起到了关键的作用。据统计,公共类
建筑物设防烈度每提高1度,将增加造价20%左右,使用隔震技术可以节约这部分成本,而隔震装置的购置和安装费用只占总成本的5%左右。采
用隔震技术的经济效益体现在:1)混凝土和钢筋用量减少。建筑物受到地震的损害作用将会减少,抗震等级也可能降低,这样结构构件的截面尺寸
、构件的配筋等也将减少,即混凝土和钢筋用量均随之减少;2)建筑物使用面积增加。采用隔震技术后,建筑物内部梁柱截面减小,房屋使用面积
增加。另外,采用隔震技术,还能增加建筑物的层数或者高度,从而大大摊低了开发商的土地成本。从长期来看,采用隔震技术,在地震发生时,使
得建筑物及其内部的设备和物品只受到轻微损坏或者不损坏(不维修或简单维修即可使用),从而有效降低了震后建筑加固维修或重建的费用以及内
部设备物品维修或更换的费用等直接经济损失,也降低了因为地震对建筑物和内部设备物品的损害导致企业和工厂无法正常工作和生产所带来的间接
经济损失。我国属于地震多发国家,41%左右的国土面积处于地震基本烈度7度及7度以上地区,同时,这些地震多发地区往往又是人口密集地区
,地震对这些地区生命和财产造成的损害更加严重。建筑隔减震产品有利于提高城市建筑和基础设施抗灾能力,提高农村住房设防措施和抗灾能力,
能有效减少地震对生命和财产造成的损害。另一方面,目前我国对于隔震技术的应用不足,远落后于日本等发达国家。因此,我国对于隔震技术应用
的必要性和现实需求体现了隔震行业的巨大发展潜力。近年来,国家和地方政府陆续出台了有利于隔震行业发展的法律法规及产业政策,为隔震行业
的持续发展奠定了良好的制度和政策基础。近年来,云南、山西、甘肃、山东、新疆、四川、海南、合肥等省市陆续对部分地区(主要是抗震设防烈
度8度及以上地区)的学校、医院等建筑物要求强制或优先使用隔震技术。其中,云南、山西、甘肃对学校和医院为强制使用;山东对学校和三级医
院为强制使用;新疆自2016年起,具备条件的房屋、市政工程等建筑物强制使用;四川、海南对学校和医院为优先使用;合肥市对于重大医疗用
建筑强制使用,学校优先使用。另外,隔震行业被《产业结构调整指导目录(2011年本)》及《产业结构调整指导目录(2013年修订本)》
纳入鼓励类第二十一类“建筑”第1款“建筑隔震减震结构体系及产品研发与推广”,属于国家鼓励类产业。产品的主要原材料为钢材、橡胶、铅锭
、胶黏剂,其中,报告期内钢材和橡胶成本合计占直接材料成本比重平均在70%以上。相比国外,我国隔震技术的发展起步较晚,隔震技术的有效
性还未通过足够的案例被广泛认可,其良好的综合效益也未得到充分的认识,从而还未形成社会公众的强烈需求和政府机构的高度重视,目前隔震技
术推广在很大程度上仅限于学校、医院等公共建筑物对使用隔震技术安全性的需求和开发商对使用隔震技术经济性的需求。隔震技术是我国近十多年
发展起来的新技术,国家标准对产品质量的要求较低,产品质量检测规范尚不完备,且行业内的大部分隔震产品生产企业还不具规模性,研发能力较
弱,产品质量不稳定,施工质量低,后期检测和安装维护不到位,且多采用价格竞争的模式进入市场。无序的竞争可能导致劣质产品进入市场,不利
于隔震行业这一新兴行业的发展。随着国标、行业标准等逐步完善,产品质量检测逐步规范化,行业预期将形成有序竞争。地震是人类无法避免的自
然灾害,地震引起的震动对建筑物的破坏是毁灭性的,给生命和财产安全造成了巨大的损失。历次震害调查表明,地震灾害造成的经济损失和人员伤
亡主要源于建筑物和工程设施的破坏、倒塌以及由此引发的次生灾害。因此,世界各国的建筑工程师一直没有停止过对建筑防震抗震的研究,其中,
建筑隔震技术成为建造高性能防震建筑物的重要课题之一。建筑隔震技术的快速发展始于20世纪60年代。20世纪60年代中后期,新西兰、日
本、美国等多地震国家对隔震技术开展深入、系统的理论和试验研究,取得了较好的成果。70年代,新西兰学者W.H.Robinson率先开
发出铅芯叠层橡胶支座,大大推动了建筑隔震技术的实用化进程。南斯拉夫的贝斯特洛奇小学是早采用天然橡胶隔震的建筑,隔震垫被设计成方形,
且中间无钢板;1984年,新西兰建成4层威廉—惠灵顿政府办公大楼,它是世界上首座以铅芯叠层橡胶垫做隔震元件的建筑物;同年,美国利用
新西兰技术第一个用建筑隔震方法对盐湖城市政大厦进行抗震加固。到20世纪90年代,全世界至少有30多个国家和地区开展建筑隔震技术的研
究,并在美、日、法、新、意等20多个国家修建了数百座隔震建筑物。其中,日本的技术发展快、技术成熟,也是应用广泛,特别是在1995年
阪神大地震和2011年东日本大地震中,采用橡胶支座隔震的建筑,经受住地震的考验,隔震性能良好。建筑隔震技术得到日本政府的大力推广,
不仅应用于政府办公大楼和医院,而且也越来越多地应用到住宅建筑。近几年来,许多国家针对隔震行业陆续推出强制性法律法规和支持性政策,进
一步刺激了行业的需求,行业未来发展潜力巨大。我国地处欧亚板块的东南部,受环太平洋地震带和欧亚地震带的影响,是个地震多发国家。据统计
,我国大陆7级以上的地震占全球大陆7级以上地震的1/3,因地震死亡人数占全球的1/2;我国有41%的国土、一半以上的城市位于地震基
本烈度7度及7度以上地区,6度及6度以上地区占国土面积的79%。我国几个地震活动较为强烈的地区是:青藏高原和云南、四川西部,华北太
行山和京津唐地区,新疆及甘肃、宁夏,福建和广东沿海,台湾地区等。据统计,我国30个省份发生过6级以上地震,19个省份发生过7级以上
地震,12个省份发生过8级地震。尤其是我国西部地区,大部分地区处于地震带,长期饱受地震灾害的困扰。云南省全部国土面积都处于6度及以
上的地震烈度设防区,其中7度和8度设防面积占全省总面积的78.6%,加上9度区,占总面积的84%,设防区面积之大,烈度之高,居全国
首位。另外,同等强度地震下,发展中国家由于抗震技术落后,其受到地震的损害比发达国家更严重。在大地震中,发达国家的伤亡人数仅为发展中
国家十分之一左右,其中一个主要原因在于发达国家的房屋建筑物大量采用隔震技术,从而提高了房屋建筑物的抗震性能。我国研发和应用建筑隔震
技术更加具有重要的意义和现实需求。上世纪80年代后期,我国学者开始重点关注橡胶隔震支座技术。由广州大学周福霖、华中科技大学唐家祥等
学者作为学术带头人,进行了橡胶隔震支座研制、隔震结构分析和设计方法、结构模型振动台试验、橡胶支座产品性能检验、检测技术、施工技术等
全方位的系统研究工作,提出了橡胶支座隔震建筑的成套技术。1993年由周福霖院士设计建造的汕头陵海路八层框架结构商住楼成为我国早的隔
震建筑。1994年5月,联合国工业发展组织权威专家将这个隔震居民楼的建成誉为“世界建筑隔震技术发展的第三个里程碑”。2001年,建
筑隔震技术与消能减震技术写入国标《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001),标志着隔震技术在我国的重要发展。目前,建筑隔震技
术在全国大部分省市自治区都有应用,云南、新疆、四川、陕西、甘肃、河北、江苏、山西、北京、山东、宁夏、天津、海南、福建、内蒙、青海等
省市已建成隔震建筑4,000多栋。鉴于建筑减震技术与隔震技术有一定的替代关系,以下分析减隔震在全国范围的应用情况。根据国家住房和城
乡建设部工程质量安全监管司在2015年2月25日颁布的《关于印发2014年城乡建设抗震防灾有关统计数据的函》(建质抗函[2015]
12号)、在2016年2月26日颁布的《关于印发2015年城乡建设抗震防灾有关统计数据的函》(建质抗函[2016]7号)、在201
7年3月7日颁布的《关于印发2016年城乡建设抗震防灾有关统计数据的函》(建质抗函[2017]8号)以及在2018年5月4日颁布的
《关于印发2017年城乡建设抗震防灾工作有关统计数据的函》(建质抗函[2018]23号)的统计情况,截至2014年、2015年、2
016年和2017年,全国累计已建成隔震房屋建筑工程分别为2,662栋、3,181栋、3,659栋和4,295栋,全国累计已建成减
震房屋建筑工程分别为174栋、270栋、432栋和824栋,全国累计已建成减、隔震房屋建筑工程分别为2,836栋、3,451栋、4
,091栋和5,119栋。其中,云南省由于减隔震技术发展起步较早,技术普及程度高,形成了研究、设计、产品制造相关成套技术,同时政府
支持力度较大,使减隔震技术得到了较好的推广和应用。2014年、2015年、2016年和2017年,云南省隔震房屋建筑数量分别占到全
国81.55%、74.90%、67.85%和71.59%,云南省减震房屋建筑数量分别占到全国36.74%、29.57%、35.55
%和56.71%,均为全国高比例。云南省已成为国内减隔震技术推广应用的代表地区,对全国其他省份推广应用减隔震技术具有很强的示范作用
。目前,全国房屋减、隔震行业以隔震建筑为主,截至2014年末、2015年末、2016年末和2017年末,全国累计建成房屋隔震建筑占
比分别为93.86%、92.18%、89.44%和83.90%。近三年,全国房屋建筑减、隔震行业的容量有增长趋势,2015年、20
16年和2017年,全国累计已建成的减、隔震建筑分别增加了21.69%、18.55%和25.13%。其中,2015年,减震建筑增加
了55.17%,隔震建筑增加了19.50%;2016年,减震建筑增加了60.00%,隔震建筑增加了15.03%;2017年,减震建
筑增加了90.74%,隔震建筑增加了17.38%。近几年,随着政府对于隔震行业的法规规范和政策扶持,国家对抗震防灾工作的重视和隔震
技术宣传普及度的提高,未来隔震技术推广和应用总体呈上升趋势,整个行业处于平稳成长期,未来市场前景广阔,属于典型的朝阳产业。传统抗震
技术通过增强结构强度来抵抗地震,同时允许结构构件在地震时进入非弹性状态,具有一定的延性,以某些特定结构本身的损坏为代价消耗地震能量
,减轻地震反应。由于结构构件在地震中的不断损伤,累计到一定程度还会引起房屋倒塌,不能保证房屋在超大地震下的安全,即使房屋没有倒塌,
房屋也很难在震后修复,造成的经济损失较大。与传统的抗震技术相比,建筑隔震技术的抗震效果更好。建筑隔震技术就是在建筑物的基础或下部结
构和上部结构之间设置隔震装置(由隔震器、阻尼装置等组成),形成隔震层,隔离地震能量向上部结构传递,减少输入到上部结构的地震能量,同
时延长上部结构的自振周期,降低上部结构的地震反应,达到预期的抗震防震要求,使建筑物的安全得到更可靠的保证。采用隔震技术,不仅可以保
证建筑结构的整体完整、防止非结构构件的破坏,还能免建筑物内部结构、设施的破坏以及由此引起的次生灾害。工程试验经验和近10多年的地震
灾害损失案例表明,隔震技术能有效降低地震对建筑物水平方向的破坏,采用隔震技术的建筑物,基本可以保证房屋在大地震中不倒塌。建筑减震技
术,又称建筑消能减震技术,是在建筑物的某些部位(如支撑、剪力墙、连接缝或预埋件)设置耗能装置,通过该装置产生摩擦,弯曲(或剪切、扭
转)、弹塑性(或黏弹性)滞回变形来耗散或吸收地震输入结构的能量,以减小主体结构的地震反应,从而避免结构产生破坏或倒塌,达到抗震目的
。隔震技术是指在房屋基础、底部或下部结构与上部结构之间设置由橡胶隔震支座和阻尼装置等部件组成具有整体复位功能的隔震层,以延长整个结
构体系的自振周期,减少输入上部结构的水平地震作用,达到预期防震要求。减震技术是指在房屋结构中设置消能器,通过消能器的相对变形和相对
速度提供附加阻尼,以消耗输入结构的地震能量,达到预期防震减震要求。从抗震效果角度,隔震技术能降低地震作用的50%-80%,减震技术
能降低地震作用的20%-30%。根据国家标准《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010),建筑结构采用隔震技术时,应符合如下要
求:A、结构高宽比宜小于4,且不应大于相关规范规程对非隔震结构的具体规定,其变形特征接近剪切变形,大高度应满足本规范非隔震结构的要
求;高宽比大于4或非隔震结构相关规定的结构采用隔震技术时,应进行专门研究;B、建筑场地宜I、II、III类,并应选用稳定性较好的基
础类型;C、风荷载和其他非地震作用的水平荷载标准值产生的总水平力不宜超过结构总重力的10%;D、隔震层应提供必要的竖向承载力、侧向
刚度和阻尼;穿过隔震层的设备配管、配线,应采用柔性连接或其他有效措施以适应隔震层的罕遇地震水平位移。消能减震技术可用于钢、钢筋混凝
土、钢-混凝土混合等结构类型的房屋。隔震技术主要用于抗地震,减震技术应用范围较广,可用于抗地震、抗风震。因此,隔震技术与减震技术在
抗震原理、抗震效果、抗震设计对建筑结构的要求以及抗震技术的应用范围方面都有区别,两种抗震技术并不具有完全替代关系,而是各有利弊。目
前,国内建筑隔震行业发展不成熟。近年来,随着建筑隔震技术在近几次大地震中表现出了良好性能,加上相关法律法规和产业政策的支持和鼓励,
一些企业(如传统橡胶制品企业,桥梁支座生产企业等)开始进入建筑隔震行业,在一定程度上刺激了行业的发展。但这些企业因缺乏自主研发能力
,始终局限于单纯隔震产品的生产,缺乏为客户提供成套解决方案的能力。随着隔震产品对生命和财产安全的重要意义被逐步认识、隔震技术的不断
推广和应用,国家出台了相关法律法规和政策,对隔震产品的设计、生产、质量检测、指导安装、后期维护等都加强了监管力度。根据2014年2
月21日国家住建部颁布的《住房城乡建设部关于房屋建筑工程推广应用减隔震技术的若干意见:“建设单位应当组织有关专家对施工单位编制的减
隔震装置及其构造措施专项施工方案进行论证,通过后方可进行安装施工。安装完成后,建设单位应当组织生产厂家、设计单位、施工单位、监理单
位进行验收,验收合格后方可进入下一道施工工序。工程竣工后,建设单位应组织施工单位、设计单位、减隔震装置生产厂家,编制减隔震工程使用
说明书,并与竣工图同时报有关部门备案。”“减隔震装置生产厂家对其产品质量负责。生产厂家提供的减隔震产品,必须通过型式检验,出厂时应
明确标注有效使用年限。生产厂家应认真做好施工配合,参加减隔震装置安装的验收,履行合同服务承诺,配合编制减隔震工程使用说明书。”“减
隔震装置在质保期内出现产品质量问题的,生产厂家应及时予以免费维修或更换,并按合同约定承担相应的赔偿责任。”对于早期进入行业的企业,
在隔震产品的设计、生产、销售、指导安装、后期维护等都已形成了较为严谨的内部控制流程,并且与设计单位、建设单位、施工单位、业主单位等
也已形成了较紧密的合作关系,具有较强的先发优势。除了法律法规和政策壁垒,隔震产品还需要满足多项国家标准、地方标准、行业标准的要求。
国家标准主要有《橡胶支座第3部分:建筑隔震橡胶支座》(GB20688.3-2006)、《建筑抗震设计规范》(GB50011-201
0),云南省地方标准主要有《建筑工程叠层橡胶隔震支座性能要求和检验规范》(DBJ53/T-47-2012)、《建筑工程叠层橡胶隔震
支座施工及验收规范》(DBJ53/T-48-2012),行业标准主要有《建筑隔震橡胶支座》(JG118-2000)、《建筑隔震工程
施工及验收规范》(JGJ360-2015)。多项标准对隔震产品的质量、性能、检验等方面都提出了较高的要求,随着隔震技术的进一步推广
和应用,隔震产品标准预期也会进一步提高,企业的进入壁垒也会逐步提高。根据国家标准《橡胶支座第3部分:建筑隔震橡胶支座》(GB206
88.3-2006),隔震橡胶支座的检验分为型式检验和出厂检验两类。型式检验是指为了认证目的进行的型式检验,是对一个或多个具有生产
代表性的产品样品利用检验手段进行合格评价。出厂检验是指隔震橡胶支座产品在使用前应由检测部门进行质量控制实验,检验合格并附合格证书,
方可使用。其中,型式检验要求制造厂提供工程应用的隔震橡胶支座新产品(新种类、新规格、新型号)进行认证鉴定时,或已有支座产品的规格、
型号、结构、材料、工艺方法等有较大改变时,应进行型式检验,并提供型式检验报告。因此,型式检验是隔震支座行业默认的行业准入制度,生产
的隔震支座只有通过专业检测机构的型式检验才能进入隔震支座市场。目前,行业内公认的型式检验机构有华中科技大学隔震减震检测中心、广州大
学。通过型式检验,既保证了隔震产品的质量和性能,也对新进入者设置了较高的行业准入壁垒。目前,法律法规、国家和地方标准、行业标准等从
隔震产品设计、生产、质量检测、指导安装、后期维护等对隔震行业进行了技术规范,而这些高要求使得任何一个隔震产品的生产环节出现问题都有
可能导致产品质量的不合格。因此,只有具备一定研发、设计、生产、管理能力的企业才能进行规模生产,并为客户提供质量可靠的隔震产品。另一
方面,隔震产品需要考虑到经济性、安全性、建筑功能性、施工便利性等综合因素的影响,因此,隔震产品的前期设计和后期安装指导及维护等技术
服务也尤为重要。具有较强实力的制造商前期能够与设计院进行合作,使得隔震产品的设计方案与建筑总体设计方案更加融合,后期还能够提供安装
指导及维护服务,为客户提供了一整套解决方案,这为行业新进入企业设置了较高的技术壁垒。隔震产品关乎生命和财产的安全,因此,隔震产品可
靠的性能和质量特别重要,生产企业除需通过型式检验外,在隔震产品出厂前,除了要经过内部检测合格外,还需要经过第三方独立检测等;对于客
户,往往也会偏向于选择具有较高品牌知名度和丰富成功项目经验的制造商,使得行业新进入者面临较高的品牌壁垒。近几年隔震行业的快速发展,
具有竞争优势的企业不仅能生产质量可靠的产品,而且还拥有稳定的客户,使得新进入者很难在短时间内获得竞争优势。


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