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隔震“神器”让建筑不再“摇摆”

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一直以来,建筑工程的抗震设计规范均以“大震不倒,中震可修,小震不坏”为抗震设计原则,通过增强结构强度来抵抗地震。虽然这种传统抗震方式能够有效减轻地震伤害,但是结构本身不断累积的损伤不仅影响建筑本身的安全性,而且还很难修复。为了更有效地保障建筑物安全,同时提升建筑功能的震后可持续性,建筑隔震技术应运而生。

建筑隔震技术是在建筑物基础或下部与上部结构之间设置由隔震装置、阻尼装置等组成的隔震层,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。

邓烜说,抗震建筑是“以刚克刚”,结构层间变形和加速度反应大、内部设备及装修破坏严重。隔震建筑是“以柔克刚”,结构层间变形和加速度反应小、内部设备及装修完好。目前,国际上隔震建筑主要使用的是橡胶隔震支座,但是橡胶隔震支座在耐久性、性能稳定等方面存在一定的劣势。针对这种情况,标准院自主研发了超低摩擦系数摩擦摆隔震装置。该装置不仅性能优越、隔震效果好,而且相关技术处于世界领先水平。

据了解,超低摩擦系数摩擦摆隔震装置的主体材料为金属,相比于橡胶隔震支座,其具有性能稳定、耐久性好、承载力大、大变形无损伤等性能优势。由于摩擦摆隔震装置作用原理是通过水平滑动变形,隔绝地震传给上部楼体的能量,所以摩擦摆隔震装置的摩擦系数非常重要。如果摩擦系数过高,摩擦摆隔震装置就会因阻力过大难于水平滑动,无法充分发挥隔震作用。

据邓烜介绍,目前国际上摩擦摆隔震装置的摩擦系数为0.05至0.07,但标准院通过技术攻关将摩擦系数降低到0.02,达到了世界领先水平,在实际应用中,标准院自主研发的超低摩擦系数摩擦摆隔震装置也实现了良好效果。

2020年12月28日,甘肃陇南市宕昌县发生3.9级地震,震源深度13公里。据了解,陇南市宕昌县以及离震中较近的甘南州舟曲县县城均有震感。但是,地震时正在宕昌县职业中等专业学校实训楼顶层6楼上课的师生普遍反映震感轻微、摆动不明显。校方相关负责人解释说,虽然该校距离地震震中仅有10公里,但由于实训楼采用了超低摩擦系数摩擦摆隔震装置,极大降低了地震对楼体的作用影响,使得楼内的人群对地震的感受轻微。

邓烜说,该校实训楼采用了超低摩擦系数摩擦摆隔震装置,虽然此次地震显现出超低摩擦系数摩擦摆隔震装置良好的隔震效果,但3.9级地震并没有让超低摩擦系数摩擦摆隔震装置完全发挥出其潜在的隔震能力。

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