传统建筑物基础固结于地面,地震时建筑物受到的地震作用由底向上逐渐放大,从而引起结构构件的破坏,建筑物内的人员也会感到强烈的震动。建筑抗震设防目标在现行建筑抗震设计规范中具体化为“小震不坏,中震可修,大震不倒”。这种设计思想抵御地震作用立足于“抗”,即是依靠建筑物本身的结构构件的强度和塑性变形能力,来抵抗地震作用和吸收地震能量。为了保证建筑物的安全,必然加大结构构件的设计强度,耗用材料多,而地震力是一种惯性力,建筑物的构件断面大、所用材料多、质量高,同时受到地震作用也增大。
基础隔震技术的设防策略立足于“隔”,采用“拒敌于门外”的防御战术,“以柔克刚”,利用专门的隔震组件,以集中发生在隔震层的较大相对位移为代价,阻隔地震能量向上部结构的传递,从而降低上部结构的地震作用,使建筑物有更高的可靠性和安全性(图9.17)。可以说,从“抗”到“隔”,是建筑抗震设防思路的一次的重大改变和飞跃。
采用隔震技术,上部结构的地震影响一般可减小40%~80%,地震时建筑物上部结构的反应以第一振型为主,类似于刚体平动,基本无反应放大作用,通过隔震层的相对大位移来降低上部结构所受的地震荷载(图9.18)。按照较高标准设计和采用基础隔震措施后,地震时上部结构的地震反应很小,结构构件和内部设备都不会发生破坏或丧失正常的使用功能,在房屋内部工作和生活的人员不仅不会遭受伤害,也不会感受到强烈的摇晃。强震发生后人员无需疏散,房屋无需修理或仅需一般修理,从而保证建筑物的安全甚至避免非结构构件如设备、装修破坏等次生灾害的发生。
图9.17 隔震系统与未设置隔震系统之比较(www.xing528.com)
图9.18 隔震房屋图示
基础隔震技术适用于地震区的各类中、低层一般工业与民用建筑(包括砌体结构、底层框架、内框架、框架等各种结构),城市生命线工程及重要建筑(如医院、消防、电力、通信、指挥中心等),同时也适用于各类桥梁、设备、环境隔震等。该技术能减轻地震灾害,确保震后救灾工作的顺利进行,其推广和应用具有巨大的社会和经济效益。
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