隔震技術(shù)在裝配式工業(yè)化建筑中的應(yīng)用探討 周旭

隔震技術(shù)在裝配式工業(yè)化建筑中的應(yīng)用探討周旭摘要：隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)的飛速發(fā)展，城市住宅的需求數(shù)量與質(zhì)量正與日俱增。然而，隨之而來的建筑能耗、環(huán)境污染、隔震減震技術(shù)問題也逐漸受到人們的關(guān)注?；诖?，本文探討了利用隔震減震技術(shù)在現(xiàn)代裝配式工業(yè)化建筑中的應(yīng)用，既適應(yīng)我國(guó)住宅商品化的需要，也滿足了產(chǎn)品抗震安全性的要求，具有廣闊的市場(chǎng)前景。

關(guān)鍵詞：隔震減震技術(shù)；裝配式工業(yè)化建筑；住宅商品化

引言：隨著我國(guó)城市化進(jìn)程的快速進(jìn)展，城市住宅的需求數(shù)量與質(zhì)量正與日俱增。然而，國(guó)內(nèi)大部分傳統(tǒng)住宅產(chǎn)業(yè)采用的建造生產(chǎn)方式依舊是較為粗放的傳統(tǒng)建造形式以及現(xiàn)場(chǎng)勞動(dòng)密集型建造模式等，存在著項(xiàng)目施工工期長(zhǎng)、資源和能源消耗高、效率相對(duì)低下、生產(chǎn)過程造成的污染問題（污水、垃圾和噪聲等）以及交通問題等建造模式缺陷，不僅與當(dāng)前城市的發(fā)展水平不相適應(yīng)，也和國(guó)家建筑業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)政策理念相背離。此外，我國(guó)屬于地震多發(fā)國(guó)家，而且大多數(shù)地區(qū)處于高烈度地區(qū)。一旦發(fā)生地震，建筑物室內(nèi)的人和物將可能會(huì)由于地震的隨機(jī)性和突發(fā)性，以及大部分城市建筑物過于密集，抗震性能相對(duì)比較差等而產(chǎn)生巨大的人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失。因此，現(xiàn)代結(jié)合隔震減震技術(shù)的裝配式工業(yè)化建筑是當(dāng)代建筑技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)之一。

1裝配式建筑發(fā)展概況與優(yōu)勢(shì)

裝配式建筑技術(shù)是以“模塊單元體”為基本工廠化預(yù)組裝部品，在工廠內(nèi)制造成型，然后整體運(yùn)輸至建設(shè)現(xiàn)場(chǎng)，以吊裝拼接方式組建成整體結(jié)構(gòu)的建筑交付模式。通俗地說，裝配式建筑中的一個(gè)“模塊化單元體”就好比傳統(tǒng)建筑中的磚或砌塊，在工廠預(yù)制以后，運(yùn)輸?shù)诌_(dá)施工現(xiàn)場(chǎng)，然后再進(jìn)行吊裝施工組建成整體結(jié)構(gòu)，只不過這種“模塊化單元體的房間”不再單純只是一種建筑材料，而是一種集成的具有使用功能的空間“模塊單元體”，現(xiàn)場(chǎng)僅需要完成“模塊化單元體”就位，以及每個(gè)“模塊化單元體”構(gòu)件之間的連接和管線連接等總體工序。

1.1裝配式建筑在我國(guó)發(fā)展概況

預(yù)制裝配式混凝土建筑在我國(guó)1990年代以前曾有過一段相對(duì)輝煌的發(fā)展時(shí)期，我國(guó)借鑒前蘇聯(lián)和東歐國(guó)家的經(jīng)驗(yàn)，大力發(fā)展了工業(yè)化裝配式住宅——大板建筑。但是，大板建筑存在著外墻板保溫隔熱性能差、滲漏問題嚴(yán)重、組織施工與生產(chǎn)脫節(jié)從而導(dǎo)致施工進(jìn)度慢等缺點(diǎn)，同時(shí)由于當(dāng)時(shí)建設(shè)能力和經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)的限制，裝配式建筑發(fā)展受到很大阻礙。直到近年來，國(guó)家《關(guān)于推進(jìn)住宅產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化提高住宅質(zhì)量的若干意見》、《國(guó)家住宅產(chǎn)業(yè)化基地實(shí)行辦法》的推行、市場(chǎng)機(jī)制的初步建立、住宅產(chǎn)業(yè)鏈的基本形成以及很多房地產(chǎn)企業(yè)開始自發(fā)積極參與探索該技術(shù)，這些因素都為以現(xiàn)代裝配式建筑為主要發(fā)展對(duì)象的新型工業(yè)化住宅建設(shè)提供了有利條件。

1.2裝配式建筑的優(yōu)勢(shì)

國(guó)內(nèi)大部分傳統(tǒng)住宅產(chǎn)業(yè)采用的建造生產(chǎn)方式依舊是較為粗放的傳統(tǒng)建造形式以及現(xiàn)場(chǎng)勞動(dòng)密集型建造模式等，存在著項(xiàng)目施工工期長(zhǎng)、資源和能源消耗高、效率相對(duì)低下、環(huán)境污染嚴(yán)重等建造模式缺陷。此外，目前國(guó)內(nèi)工地的大部分建筑工人均沒有受過系統(tǒng)的培訓(xùn)工作，相對(duì)來說技術(shù)水平不一，難以達(dá)到工廠化生產(chǎn)機(jī)械零件那樣的質(zhì)量性能及精準(zhǔn)性控制效果，從而導(dǎo)致建成的建筑質(zhì)量和性能難以保障。

相對(duì)于當(dāng)前我國(guó)廣泛應(yīng)用的現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)，現(xiàn)代裝配式工業(yè)化建筑具有節(jié)約材料、節(jié)約用水、降低能耗、有利于環(huán)境保護(hù)（減少建筑垃圾、降低城市噪聲等）、提高建筑質(zhì)量、提高用戶舒適度、緩解城市交通壓力、縮短施工周期、降低勞動(dòng)強(qiáng)度、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和綜合經(jīng)濟(jì)效益、促進(jìn)建筑標(biāo)準(zhǔn)化、產(chǎn)業(yè)化和現(xiàn)代化等顯著優(yōu)點(diǎn)。

2.隔震技術(shù)在我國(guó)的發(fā)展概況

地震是嚴(yán)重威脅人類生命、財(cái)產(chǎn)安全的自然災(zāi)害之一，工程隔震減震技術(shù)是半個(gè)世紀(jì)以來地震工程與結(jié)構(gòu)工程領(lǐng)域最具創(chuàng)新性的究成果之一，它突破了傳統(tǒng)消極“硬抗”式的被動(dòng)式抗震設(shè)計(jì)方法，是一種主動(dòng)的“以柔克剛”式的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)新對(duì)策。隔震減震新技術(shù)不但可以使結(jié)構(gòu)本身免遭損壞，還可以為結(jié)構(gòu)中的人員、儀器、設(shè)備、裝修等提供安全保護(hù)。

20世紀(jì)80年代后期，我國(guó)學(xué)者開始重點(diǎn)關(guān)注橡膠支座隔震技術(shù)。在國(guó)家自然科學(xué)基金會(huì)等基金資助下，以中國(guó)建筑科學(xué)研究院周錫元和蘇經(jīng)宇、廣州大學(xué)周福霖、華中科技大學(xué)唐家祥等學(xué)者為學(xué)術(shù)帶頭人，進(jìn)行了橡膠隔震支座研制、隔震結(jié)構(gòu)分析和設(shè)計(jì)方法、結(jié)構(gòu)模型振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)、橡膠支座產(chǎn)品性能檢驗(yàn)、檢測(cè)技術(shù)、施工技術(shù)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(shù)。

我國(guó)最早的隔震建筑是1993年由周福霖院士設(shè)計(jì)建造的汕頭陵海路八層框架結(jié)構(gòu)商住樓以及唐家祥教授設(shè)計(jì)的安陽市糧油綜合樓。1994年5月，聯(lián)合國(guó)工業(yè)發(fā)展組織權(quán)威專家將汕頭隔震居民樓的建成譽(yù)為“世界建筑隔震技術(shù)發(fā)展的第三個(gè)里程碑”。2001年，建筑隔震與消能減震技術(shù)寫入國(guó)標(biāo)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》，標(biāo)志著隔震消能技術(shù)在我國(guó)的成熟發(fā)展。汶川地震后新修訂的《防震減災(zāi)法》中，增加“第四十三條國(guó)家鼓勵(lì)、支持研究開發(fā)和推廣使用符合抗震設(shè)防要求、經(jīng)濟(jì)實(shí)用的新技術(shù)、新工藝、新材料”；2010年新版的《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》對(duì)隔震技術(shù)的使用范圍做了較大調(diào)整，取消了對(duì)減隔震設(shè)計(jì)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?qū)ｉT要求的建筑”中使用，更利于該技術(shù)的發(fā)展。2014年2月，住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部又發(fā)布新文件進(jìn)一步加大了建筑減隔震技術(shù)應(yīng)用的推廣力度。經(jīng)過近些年的環(huán)境轉(zhuǎn)變，在標(biāo)準(zhǔn)、法規(guī)政策與技術(shù)措施方面都已經(jīng)初步形成較為完善的體系，對(duì)建筑減隔震行業(yè)的發(fā)展形成了有力的支撐。

3.減震技術(shù)在裝配式建筑中的應(yīng)用研究

廣州大學(xué)張季超教授通過對(duì)預(yù)制構(gòu)件之間的連接，將構(gòu)造鋼筋和受力的鋼筋采用焊接或者套筒連接在一起，在節(jié)點(diǎn)區(qū)采用后澆混凝土或者灌漿材料將預(yù)制結(jié)構(gòu)連為整體，實(shí)現(xiàn)與現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)等強(qiáng)度的特性，提升了結(jié)構(gòu)體系的整體抗震性能；

廣州大學(xué)工程抗震研究中心譚平、衛(wèi)杰彬基于同時(shí)考慮隔震層及其上、下部結(jié)構(gòu)非線性，展開了一高層裝配式層間隔震混凝土結(jié)構(gòu)的動(dòng)力彈塑性分析研究，分析結(jié)構(gòu)在不同地震波輸入下的抗震性能；

哈爾濱工業(yè)大學(xué)劉樂針對(duì)壓型板組成的集裝箱結(jié)構(gòu)，提出一種層間滑移隔震體系，進(jìn)一步研究其在地震波作用下的抗震減震性能。

結(jié)語

綜上所述，在我國(guó)住宅商品化及產(chǎn)品抗震安全性的要求下，隔震技術(shù)在裝配式建筑中的研究與應(yīng)用可以加快裝配式建筑的推廣與應(yīng)用，并提供有效的技術(shù)推動(dòng)力，使傳統(tǒng)建筑領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)“低能耗、低污染、高效率”的建筑產(chǎn)業(yè)化目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)：

[1]范力，呂西林，趙斌.預(yù)制混凝土框架結(jié)構(gòu)抗震性能研究綜述[J].結(jié)構(gòu)