王曼婷 邱蘊(yùn)佳 余生輝 連禮鴻 黃凈

(福州大學(xué)土木工程學(xué)院 福建福州 350108)

?

福建省建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)用隔震技術(shù)的必要性分析

王曼婷 邱蘊(yùn)佳 余生輝 連禮鴻 黃凈

(福州大學(xué)土木工程學(xué)院 福建福州 350108)

福建省地處我國(guó)東南沿海，靠近環(huán)太平洋地震帶，但建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)用隔震技術(shù)起步較晚，相比國(guó)內(nèi)其他省份推廣緩慢。為了進(jìn)一步提高福建省建筑結(jié)構(gòu)的安全性和經(jīng)濟(jì)性，通過(guò)分析地震災(zāi)害對(duì)福建省的影響、對(duì)比抗震與隔震原理、梳理國(guó)內(nèi)外隔震技術(shù)的發(fā)展情況、對(duì)采用隔震設(shè)計(jì)原理的廈門市幾棟學(xué)校教學(xué)樓跟蹤調(diào)查、與相關(guān)單位研究討論等方法，對(duì)福建省已建成的隔震建筑進(jìn)行綜合分析，認(rèn)為福建省推廣應(yīng)用隔震技術(shù)在技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上都是可行的，并且可以取得良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

建筑結(jié)構(gòu)；隔震技術(shù)；社會(huì)效益；經(jīng)濟(jì)效益

0 引言

據(jù)我國(guó)住房與城鄉(xiāng)建設(shè)部抗震辦的不完全統(tǒng)計(jì)，至2016年6月，我國(guó)已建成隔震建筑超過(guò)3 500棟，總量已達(dá)世界第二。這些隔震建筑主要分布在我國(guó)云南、四川、江蘇、新疆、甘肅和北京等省市，并且其中已有少部分隔震建筑經(jīng)受住了實(shí)際地震的考驗(yàn)，抗震性能優(yōu)良，與抗震建筑相比，體現(xiàn)出較高的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。在技術(shù)規(guī)范方面，國(guó)家及各級(jí)人民政府在認(rèn)識(shí)到隔震建筑歷經(jīng)近幾年數(shù)次地震后所表現(xiàn)出的良好的抗震性能后，逐漸提高了對(duì)推廣應(yīng)用隔震建筑必要性的認(rèn)識(shí)，陸續(xù)出臺(tái)相關(guān)指導(dǎo)性文件，修訂抗震設(shè)計(jì)規(guī)范，制定隔震技術(shù)規(guī)程等。

在政府政策方面，國(guó)務(wù)院于2010年下發(fā)《關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)防震減災(zāi)工作的意見》，對(duì)提高城鄉(xiāng)建筑物抗震能力、提高基礎(chǔ)設(shè)施抗震設(shè)防和保障能力等作出了細(xì)致的要求。云南省作為地震災(zāi)害嚴(yán)重的主要省份之一，基于住建部和國(guó)務(wù)院的政策推廣通知，連續(xù)出臺(tái)了《關(guān)于貫徹國(guó)務(wù)院進(jìn)一步加強(qiáng)防震減災(zāi)工作意見的實(shí)施意見》《關(guān)于進(jìn)一步加快推進(jìn)福建省減隔震技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用工作的通知》《關(guān)于加快推進(jìn)減隔震技術(shù)應(yīng)用的通知》。其中規(guī)定設(shè)防烈度為8度及以上的地區(qū)中小學(xué)校舍、幼兒園、縣以上的醫(yī)院必須采用減隔震技術(shù)；在高校建立科研實(shí)驗(yàn)室；加強(qiáng)減隔震技術(shù)支持與產(chǎn)品服務(wù)；進(jìn)一步做好宣傳引導(dǎo)等工作。

2014年住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部印發(fā)的《關(guān)于房屋建筑工程推廣應(yīng)用減隔震技術(shù)的若干意見(暫行)》(建質(zhì)〔2014〕25號(hào))進(jìn)一步支持設(shè)防烈度為8度及以上的高烈度區(qū)、地震重點(diǎn)監(jiān)視防御區(qū)或地震災(zāi)后重建的學(xué)校、醫(yī)院、幼兒園等人員密集的公共建筑、地震重點(diǎn)設(shè)防類、特殊設(shè)防類的建筑優(yōu)先采用隔震技術(shù)設(shè)計(jì)[1]。此后，四川、陜西、海南、新疆維吾爾自治區(qū)等省、市、地區(qū)也分別轉(zhuǎn)發(fā)了該文件；云南省、甘肅省、新疆維吾爾自治區(qū)、海南省、西安市、山西市、合肥市等省、市還發(fā)布了強(qiáng)制性文件，推廣隔震技術(shù)。

福建省雖然轉(zhuǎn)發(fā)了住建部建質(zhì)〔2014〕25號(hào)文件，但僅有廈門市發(fā)布了隔震技術(shù)推廣文件《廈門市建設(shè)局關(guān)于在我市房屋建筑工程中推廣應(yīng)用減隔震技術(shù)的意見》(廈勘設(shè)〔2016〕3號(hào))，該文件提倡廈門市乙類建筑采用減隔震技術(shù)，并沒(méi)有強(qiáng)制推廣減隔震技術(shù)。

因此福建省建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)用隔震技術(shù)發(fā)展緩慢，在建和已建成的隔震建筑共計(jì)約28棟,總建筑面積超過(guò)160 000m2，總量相比需求仍十分微小?；?，本文對(duì)福建省現(xiàn)有的應(yīng)用隔震技術(shù)的建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行現(xiàn)狀調(diào)查，對(duì)福建省建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)用隔震技術(shù)的發(fā)展進(jìn)行研究，論述福建省建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)用隔震技術(shù)的必要性。

1 地震災(zāi)害對(duì)福建省的影響

福建省的沿海地區(qū)緊鄰地震活躍的臺(tái)灣地震帶，自19世紀(jì)以來(lái)，已有多次地震對(duì)福建省造成了不同程度的破壞。1985年，國(guó)家將福建沿海幾個(gè)城市列入重點(diǎn)抗震設(shè)防城市(7度設(shè)防區(qū)，加速度0.10g)，2008年7月調(diào)整為7度設(shè)防區(qū)(加速度0.15g)，其中，廈門、漳州、泉州均為7度設(shè)防區(qū)(加速度0.15g)，福州為7度設(shè)防區(qū)(加速度0.10g)。由此看出，福建省是建筑抗震需求較高的主要省份之一，省內(nèi)經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)防震減災(zāi)要求也較高，且都位于東南沿海次級(jí)板塊邊界。歷史上，1600年至1605年?yáng)|南沿海次級(jí)板塊邊界爆發(fā)兩次7.5級(jí)到8級(jí)地震，1次7.0級(jí)～7.4級(jí)地震以及兩次6.5級(jí)地震，因此一旦發(fā)生大地震，將對(duì)福建省人口稠密的城市群地區(qū)造成連續(xù)沖擊，后果不可接受。

1.1 地震災(zāi)害對(duì)福建省的政治影響

福建省位于中國(guó)東南沿海，東隔臺(tái)灣海峽與臺(tái)灣寶島隔海相望，具有得天獨(dú)厚的地理優(yōu)勢(shì)。人口3 693萬(wàn)，城市人口比重達(dá)到57%，是我國(guó)城鎮(zhèn)化率較高和經(jīng)濟(jì)發(fā)展較快的省份。在兩岸和平繁榮穩(wěn)定的總體方針下，福建沿海地區(qū)作為兩岸交流的大陸門戶，獲得了中央的政策扶持。2004年福建省提出了海峽西岸經(jīng)濟(jì)區(qū)的發(fā)展戰(zhàn)略，國(guó)家將海西經(jīng)濟(jì)區(qū)定義為：兩岸人民交流合作的先行先試區(qū)域、服務(wù)周邊地區(qū)發(fā)展新的對(duì)外開放綜合通道、東部沿海地區(qū)先進(jìn)制造業(yè)的重要基地和我國(guó)重要的自然和文化旅游中心。2014年12月，國(guó)務(wù)院批準(zhǔn)中國(guó)(福建)自由貿(mào)易試驗(yàn)區(qū)成立，該自由貿(mào)易區(qū)是“一帶一路”戰(zhàn)略構(gòu)想的重要組成部分，主要包括福州片區(qū)、平潭片區(qū)和廈門片區(qū)。該構(gòu)想促進(jìn)各國(guó)文化溝通，促進(jìn)區(qū)域和平發(fā)展。可見，一旦發(fā)生地震，若無(wú)成熟的科學(xué)技術(shù)應(yīng)對(duì)，對(duì)國(guó)家戰(zhàn)略方針的實(shí)施進(jìn)程將產(chǎn)生重大影響。福建省的政治地位要求其建筑結(jié)構(gòu)必須達(dá)到高烈度區(qū)的抗震要求，在地震來(lái)臨時(shí)有能力將損失降到最低，不影響兩岸交流，不遲滯國(guó)家戰(zhàn)略部署的進(jìn)程。

1.2 地震災(zāi)害對(duì)福建省的經(jīng)濟(jì)影響

目前推動(dòng)福建省經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主要有自貿(mào)區(qū)和“一帶一路”戰(zhàn)略構(gòu)想兩大因素，這兩大戰(zhàn)略構(gòu)想主要影響我國(guó)的經(jīng)濟(jì)帶(圖1)。

福建省是古代海上絲綢之路的發(fā)源地，泉州更被認(rèn)為是古代海上絲綢之路的起點(diǎn)，而今福建省是“一帶一路”建設(shè)的核心區(qū)，具備良好的經(jīng)濟(jì)發(fā)展機(jī)遇。不僅自身經(jīng)濟(jì)可以轉(zhuǎn)型升級(jí)，還可以形成可復(fù)制、借鑒的經(jīng)驗(yàn)，推動(dòng)其他地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

據(jù)福建省國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報(bào)統(tǒng)計(jì)，2015年福建省經(jīng)濟(jì)總量居全國(guó)第11，地區(qū)生產(chǎn)總值25 979.82億元，比上年增長(zhǎng)9.0%，有自貿(mào)區(qū)建設(shè)和“一帶一路”構(gòu)想兩個(gè)發(fā)展契機(jī)，有望在2016年躋身全國(guó)前十。同時(shí)，2015年在全國(guó)7個(gè)進(jìn)出口值超萬(wàn)億元的省市中，福建省進(jìn)口、出口增速均位列第4名，其中，進(jìn)口增速高于浙江、北京和山東，出口增速高于江蘇、上海和北京。參考1995年日本阪神地震不難發(fā)現(xiàn)，今日的廈門、福州與1995年的大阪、神戶城市經(jīng)濟(jì)水平相似，而當(dāng)年阪神地震造成的經(jīng)濟(jì)損失總計(jì)超過(guò)960億美元，還波及鄰近工業(yè)地帶和日本的對(duì)外貿(mào)易。由此可以預(yù)見，如果沒(méi)有先進(jìn)的防震減災(zāi)技術(shù)，一旦發(fā)生地震，福建乃至全國(guó)將會(huì)面臨巨大的經(jīng)濟(jì)損失，還將影響國(guó)家臺(tái)海戰(zhàn)略及對(duì)外交流合作。

2 隔震技術(shù)與抗震技術(shù)原理比較

隔震技術(shù)是指，在建筑物下部結(jié)構(gòu)與上部結(jié)構(gòu)之間，設(shè)置一層由橡膠支座、阻尼器等設(shè)備組成的水平向隔震系統(tǒng)，形成柔性底層，用來(lái)吸收和耗散能量，是一種以柔克剛的抗震方法[2]。而傳統(tǒng)抗震措施是一種“硬抗”的方法，即通過(guò)增大結(jié)構(gòu)構(gòu)件的截面，來(lái)加強(qiáng)其強(qiáng)度、剛度和延性，從而吸收更多地震能量。兩種結(jié)構(gòu)地震時(shí)建筑反應(yīng)比較(圖2)。

目前福建省應(yīng)用建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)用隔震技術(shù)的形式主要分為基礎(chǔ)隔震和底層柱頂隔震。大量實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果表明，建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)用隔震技術(shù)對(duì)減少結(jié)構(gòu)水平地震反應(yīng)十分有效。因此，推廣隔震技術(shù)的應(yīng)用能有效提高福建省防震減災(zāi)工作的效率，提升建筑工程的抗震設(shè)防能力，最大限度地減輕地震災(zāi)害帶來(lái)的損失，有效確保人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全，變被動(dòng)救災(zāi)為主動(dòng)防災(zāi)。

3 國(guó)內(nèi)外隔震技術(shù)應(yīng)用情況

3.1 國(guó)外隔震技術(shù)應(yīng)用情況

20世紀(jì)60年代，南斯拉夫貝斯特洛奇小學(xué)首次應(yīng)用天然橡膠支座隔震元件，該建筑在地震中沒(méi)有遭受損害，由此，建筑抗震領(lǐng)域開始重視橡膠隔震產(chǎn)品。20世紀(jì)90年代中期，美國(guó)、日本、新西蘭、法國(guó)和意大利等國(guó)相繼應(yīng)用橡膠支座建造了400余棟隔震建筑和橋梁[3]?；诟粽鸾ㄖ诘卣鹬械膬?yōu)異表現(xiàn)，世界各國(guó)加快了對(duì)隔震建筑的研究和工程應(yīng)用，并相繼制定出本國(guó)的隔震建筑設(shè)計(jì)規(guī)范和隔震支座質(zhì)量驗(yàn)收和維護(hù)標(biāo)準(zhǔn)[4]，以指導(dǎo)隔震建筑的建設(shè)，擴(kuò)大使用范圍。

日本是建筑隔震領(lǐng)域發(fā)展應(yīng)用最為成熟的國(guó)家，己建成6 000多棟隔震建筑。20世紀(jì)90年代初，日本阪神7.3級(jí)大地震造成人員和財(cái)產(chǎn)的重大損失，雖然很多建筑未遭受嚴(yán)重破壞，但因?yàn)樗苄宰冃芜^(guò)大使修復(fù)成本過(guò)高或喪失正常功能，但是距震中35km安裝了橡膠隔震支座的日本西部郵政大樓在這次地震中安然無(wú)恙。因此，全國(guó)達(dá)成共識(shí)，全面推廣建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)用隔震技術(shù)，日本的隔震結(jié)構(gòu)迅速發(fā)展起來(lái)，日本的隔震建筑設(shè)計(jì)的目標(biāo)[5]為大震不壞，其頒布的《建筑隔震設(shè)計(jì)指南》規(guī)定：在大地震時(shí)，隔震建筑上部結(jié)構(gòu)不會(huì)破壞，人員財(cái)產(chǎn)和室內(nèi)設(shè)備的安全均能得到保證。

美國(guó)的隔震技術(shù)應(yīng)用也位居世界前茅，現(xiàn)已建成超過(guò)1 200棟隔震建筑。1994年，洛杉磯北嶺地震，美國(guó)南加州大學(xué)醫(yī)院采用了疊層橡膠隔震支座，在強(qiáng)地震的襲擊下完全完好，室內(nèi)的醫(yī)療設(shè)備絲毫無(wú)損，震后運(yùn)轉(zhuǎn)正常，成為震區(qū)災(zāi)后的急救中心，使傷者能夠以最快的速度接受治療，對(duì)減輕地震傷亡起了關(guān)鍵作用[7]。受此影響，美國(guó)加州在災(zāi)后頒布的1953號(hào)加固立法案中，要求在2008年前，重要的高級(jí)醫(yī)院必須進(jìn)行加固，在2020年前，震區(qū)其他所有醫(yī)院都必須被加固。按照該立法案的要求，加州的老人中心和長(zhǎng)灘醫(yī)療中心采用疊層橡膠支座進(jìn)行隔震加固改造[7]。

此外，新西蘭、意大利等國(guó)家也相繼出臺(tái)了許多推廣應(yīng)用隔震措施的文件和相關(guān)政策，鼓勵(lì)加大隔震技術(shù)的應(yīng)用范圍?？梢姼粽鸺夹g(shù)是一項(xiàng)成熟的新技術(shù)，很多國(guó)家已經(jīng)廣泛應(yīng)用隔震技術(shù)并獲得了良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益，可以借鑒國(guó)外成熟的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)進(jìn)一步推廣其在福建省的應(yīng)用。

3.2 國(guó)內(nèi)建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)用隔震技術(shù)情況

我國(guó)的隔震技術(shù)應(yīng)用研究始于20世紀(jì) 70 年代，并于 1994 年建成了第一幢疊層橡膠支座隔震住宅樓。此后，采用橡膠隔震支座的隔震建筑在我國(guó)不斷得到應(yīng)用。我國(guó)已建成的隔震建筑主要分布在云南、四川、江蘇、新疆、甘肅和北京等多個(gè)省市，其中已有部分建筑成功經(jīng)受住了地震的考驗(yàn)。2013年雅安地震中，位于震中蘆山縣人民醫(yī)院綜合大樓因其采用了隔震技術(shù)，抵御地震的效果遠(yuǎn)好于臨近的采用抗震設(shè)計(jì)的住院樓。隔震技術(shù)應(yīng)用最為廣泛的云南省，在抗震設(shè)防烈度8度和9度地區(qū)內(nèi)，符合適用條件的所有中小學(xué)教學(xué)建筑和學(xué)生宿舍、醫(yī)院、通信、電力及交通樞紐等重大建筑工程已經(jīng)全面推廣使用隔震技術(shù)?？梢娢覈?guó)建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)用隔震技術(shù)已具備全面推廣的技術(shù)基礎(chǔ)，其他省市的成功案例也值得福建省參考。

4 福建省建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)用隔震技術(shù)情況

福建省第一棟應(yīng)用隔震技術(shù)的建筑結(jié)構(gòu)是位于泉州洛江區(qū)的某住宅項(xiàng)目，建設(shè)時(shí)間是1999年，由福建省建設(shè)廳抗震辦、同濟(jì)大學(xué)設(shè)計(jì)，6層的框架結(jié)構(gòu)，建筑面積為1 500m2，采用底層柱頂?shù)母粽鹦问剑?001年，福建省第一棟應(yīng)用隔震技術(shù)的公建項(xiàng)目——地震局防災(zāi)指揮中心建成。這兩棟建筑代表著隔震技術(shù)在福建省進(jìn)入了試點(diǎn)工程階段。這個(gè)階段過(guò)程中，建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)用隔震技術(shù)的主要設(shè)計(jì)人員為省外專家，推廣應(yīng)用的項(xiàng)目以政府公建項(xiàng)目為主。

2008年起，在福州大學(xué)結(jié)構(gòu)減隔震應(yīng)用研究課題組祁皚教授、吳應(yīng)雄副教授的帶領(lǐng)下，展開了一系列關(guān)于建筑隔震技術(shù)理論與試驗(yàn)的研究，在實(shí)際工程試點(diǎn)應(yīng)用過(guò)程中，考慮經(jīng)濟(jì)性因素，針對(duì)福建省較為廣泛的底層架空結(jié)構(gòu)隔震體系進(jìn)行了較為深入的研究。結(jié)合福建省建筑發(fā)展現(xiàn)狀，高校的研究推廣使隔震技術(shù)在福建省由新技術(shù)引進(jìn)階段，邁向了初步應(yīng)用階段。

2012年起，在廈門市建設(shè)局和湖里區(qū)的支持下，湖里區(qū)教育局的新建項(xiàng)目開始廣泛應(yīng)用隔震技術(shù)，并由福州大學(xué)配合進(jìn)行新建學(xué)校建筑的隔震專項(xiàng)設(shè)計(jì)。

福建省隔震建筑發(fā)展可分為3個(gè)階段，期間先后建造了20余個(gè)工程項(xiàng)目。

(1)試點(diǎn)工程階段

運(yùn)用底層柱頂隔震技術(shù)的泉州洛江區(qū)吉苑小區(qū)住宅；

運(yùn)用基礎(chǔ)隔震技術(shù)的福建省地震局大樓。

(2)初步應(yīng)用階段

運(yùn)用底層柱頂隔震的廈門同安森林公安撲救隊(duì)綜合樓、廈門市新圩衛(wèi)生院醫(yī)技樓、梅花傘業(yè)股份公司員工宿舍樓(晉江市)、惠安縣民宅；

運(yùn)用底層柱頂隔震+基礎(chǔ)隔震+滑移支座的廈門同安公安分局訓(xùn)練教學(xué)樓和運(yùn)用基礎(chǔ)隔震的泉州市5棟別墅、福建莆田部隊(duì)辦公樓工程、福州市馬尾區(qū)2棟別墅、福州市晉安區(qū)鼓山第六小學(xué)2棟教學(xué)樓。

(3)應(yīng)用推廣階段

運(yùn)用底層柱頂隔震技術(shù)的廈門湖里區(qū)東渡小學(xué)附屬教學(xué)樓、廈門湖里中學(xué)南區(qū)1#教學(xué)樓、廈門湖里中學(xué)南區(qū)2#教學(xué)樓、廈門湖里中學(xué)北區(qū)1#教學(xué)樓、廈門湖里實(shí)驗(yàn)幼兒園；

運(yùn)用基礎(chǔ)隔震技術(shù)的廈門湖里加州花園幼兒園、廈門湖里塘邊幼兒園、廈門湖里上湖安置房幼兒園、廈門湖里和通里幼兒園、廈門湖里湖邊小學(xué)、廈門湖里教師進(jìn)修學(xué)校附屬第二小學(xué)。

分析可知，目前福建省應(yīng)用隔震技術(shù)的建筑結(jié)構(gòu)以學(xué)校、醫(yī)院、幼兒園等人員密集的公共建筑、地震重點(diǎn)設(shè)防類、特殊設(shè)防類的建筑為主。在設(shè)計(jì)方面，福建省設(shè)計(jì)人員已經(jīng)具有一定的隔震建筑設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，并且成功設(shè)計(jì)了一批隔震建筑。與此同時(shí)，一部分施工團(tuán)隊(duì)和圖審人員也逐步在具體工程項(xiàng)目中積累經(jīng)驗(yàn)，現(xiàn)已掌握與隔震技術(shù)有關(guān)的專業(yè)知識(shí)。因此，在福建省推廣建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)用隔震技術(shù)已經(jīng)具備技術(shù)基礎(chǔ)。

5 福建省建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)用隔震技術(shù)的經(jīng)濟(jì)可行性

根據(jù)2015年統(tǒng)計(jì)情況，福建省全省實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)總值25 979.82億元，增長(zhǎng)9.0%，全年全省居民人均可支配收入23 331元，比上年增長(zhǎng)10.0%。同時(shí)，福建省遇到國(guó)家大力發(fā)展海西經(jīng)濟(jì)區(qū)這一歷史契機(jī)，經(jīng)濟(jì)處于高速發(fā)展中。因此，福建省發(fā)展隔震技術(shù)，具有一定的經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)。在達(dá)到更好的抗震水平條件下，隔震結(jié)構(gòu)與抗震結(jié)構(gòu)相比，造價(jià)增加不多。如應(yīng)用基礎(chǔ)隔震的廈門湖里區(qū)實(shí)驗(yàn)幼兒園的造價(jià)約增加了65萬(wàn)元，占單體土建總造價(jià)的8.98%(單體土建造價(jià)約為724萬(wàn)元)。值得注意的是，這個(gè)工程增加的造價(jià)小于工程總投資的6.0%。再如應(yīng)用柱頂隔震的廈門湖里區(qū)湖里中學(xué)的三棟教學(xué)樓，工程造價(jià)約增加了142萬(wàn)元，約占單體土建工程總造價(jià)的6.04%(單體土建工程總造價(jià)約為2 350萬(wàn)元)。特別要說(shuō)明的是，這個(gè)工程增加的造價(jià)小于工程總投資的4.0%。因此，這兩棟建筑工程造價(jià)雖有少量的增加，但結(jié)構(gòu)的抗震安全性卻顯著提高，具有良好的綜合效益。建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)用隔震技術(shù)的工程造價(jià)在可接受范圍內(nèi)，建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)用隔震技術(shù)具有經(jīng)濟(jì)可行性。

6 建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)用隔震技術(shù)的綜合效益

6.1 建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)用隔震技術(shù)的經(jīng)濟(jì)效益

從隔震技術(shù)與抗震技術(shù)的原理比較可以看出，隔震建筑在震后減小損失方面表現(xiàn)更好。隨著建筑業(yè)的發(fā)展，許多建筑的裝修和內(nèi)部設(shè)備的造價(jià)超過(guò)土建造價(jià)。這樣的建筑如果在強(qiáng)震中產(chǎn)生破壞，其維修或重建的費(fèi)用是驚人的[8]。文獻(xiàn)[9]通過(guò)對(duì)甘肅省的4棟實(shí)際工程經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)分析，得出隔震設(shè)計(jì)合理時(shí)，地震損失及震后維修一般可減小結(jié)構(gòu)失效損失費(fèi)用約8%～35%。文獻(xiàn)[10]通過(guò)對(duì)福建省某幼兒園建筑工程項(xiàng)目進(jìn)行決策實(shí)例分析，得出隔震方案功能系數(shù)相對(duì)于抗震方案較高，體現(xiàn)在室內(nèi)設(shè)備抗傾覆、建筑抗震需求以及社會(huì)影響力3個(gè)主要影響因素；相比傳統(tǒng)抗震建筑，隔震建筑在災(zāi)后建筑失效損失方面的作用無(wú)可比擬，能夠大幅度降低建筑在面臨地震時(shí)的結(jié)構(gòu)和非結(jié)構(gòu)性的時(shí)效損失。同時(shí)，由于隔震體系的特性，面臨地震時(shí)隔震層上部結(jié)構(gòu)平動(dòng)的特點(diǎn)，能夠有效避免室內(nèi)設(shè)備裝置傾覆，保證室內(nèi)財(cái)產(chǎn)不受破壞，保護(hù)室內(nèi)人員安全?？梢?，隔震建筑具備良好的經(jīng)濟(jì)效益，尤其體現(xiàn)在災(zāi)后結(jié)構(gòu)失效損失費(fèi)用上，能大幅度降低地震造成的經(jīng)濟(jì)損失。

6.2 建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)用隔震技術(shù)的社會(huì)效益

文獻(xiàn)[6]根據(jù)歷史上的震害統(tǒng)計(jì)分析發(fā)現(xiàn)，地震震害直接導(dǎo)致的人員傷亡僅僅是地震引發(fā)的全部人員傷亡的5%，而由建筑物倒塌造成的人員傷亡占比達(dá)到95%。因此，面臨地震災(zāi)害最為有效的方案就是提升建筑安全性。

在歷次震害的調(diào)查報(bào)告中，保持基本完好的結(jié)構(gòu)類型均嚴(yán)格按照抗震規(guī)范設(shè)計(jì)，符合設(shè)防烈度要求的建筑，有效地保證了人民生命安全和室內(nèi)設(shè)備財(cái)產(chǎn)。因此，依靠建筑減隔震技術(shù)的進(jìn)步，可以有效提高建筑結(jié)構(gòu)的抗震能力，抵御地震災(zāi)害。

如果按照傳統(tǒng)抗震設(shè)計(jì)要求，雖然在設(shè)防烈度的大震作用下，可以實(shí)現(xiàn)建筑主體不傾覆，保障建筑物內(nèi)部人員生命安全，但傳統(tǒng)的抗震結(jié)構(gòu)通過(guò)“硬抗”的方式，固定基礎(chǔ)、上部結(jié)構(gòu)層間位移較大，產(chǎn)生剪切變形，雖然主體結(jié)構(gòu)能不受損傷，但容易造成室內(nèi)門窗開裂、天花板脫落、家具傾倒等破壞，建筑功能將不能維持正常使用，對(duì)災(zāi)后的救援工作十分不利，易造成更為嚴(yán)重的二次破壞和傷亡。相比抗震結(jié)構(gòu)“硬抗”的方式，隔震結(jié)構(gòu)通過(guò)設(shè)置水平向隔震層，留設(shè)水平位移空間和豎向隔震檢修空間，將建筑物與外界隔開，并利用隔震支座的性能，達(dá)到上部結(jié)構(gòu)基本平動(dòng)的效用，減少層間位移，保障室內(nèi)人員、家具和設(shè)備的穩(wěn)定。

2013年雅安地震中，采用隔震技術(shù)的蘆山縣人民醫(yī)院綜合大樓，位于震中，但在地震后主體結(jié)構(gòu)保存完好，且醫(yī)院內(nèi)部醫(yī)療器械設(shè)備工作正常，該大樓在災(zāi)后成為震中的醫(yī)療救災(zāi)指揮中心。而相鄰的應(yīng)用抗震技術(shù)的住院樓雖沒(méi)倒塌，但室內(nèi)設(shè)備儀器破壞嚴(yán)重，非結(jié)構(gòu)構(gòu)件大面積損壞，可見，應(yīng)用隔震技術(shù)的大樓抵御地震的效果遠(yuǎn)好于采用抗震設(shè)計(jì)的住院樓。該大樓通過(guò)媒體的報(bào)道宣傳，被譽(yù)為震中“不倒翁”，引起學(xué)者和全社會(huì)的廣泛關(guān)注。因此建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)用隔震技術(shù)的推廣迎合了社會(huì)發(fā)展的需求，具有良好的社會(huì)效益。

7 結(jié)論

(1)福建省作為建筑抗震需求較高的主要省份之一，有必要推廣隔震技術(shù)。

(2)結(jié)合國(guó)內(nèi)外及福建省隔震技術(shù)應(yīng)用情況，福建省已經(jīng)具備成熟的經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)，因此福建省建推廣建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)用隔震技術(shù)具有技術(shù)可行性。

(3)福建省的經(jīng)濟(jì)水平足以承擔(dān)隔震技術(shù)增加的費(fèi)用，隔震技術(shù)造價(jià)在可接受范圍內(nèi)，福建省推廣建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)用隔震技術(shù)具備經(jīng)濟(jì)可行性。

綜上，福建省推廣建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)用隔震技術(shù)是可行且必要的。

[1] 關(guān)于房屋建筑工程推廣應(yīng)用減隔震技術(shù)的若干意見(暫行)[Z].(建質(zhì)〔2014〕25號(hào))．

[2] 商昊江，祁皚．基礎(chǔ)隔震技術(shù)在中國(guó)的研究與應(yīng)用[J]．福建建筑，2007(09):28-29,38．

[3] 劉鵬飛，劉偉慶，王曙光，等．基于性能的基礎(chǔ)隔震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本框架[J]．四川建筑科學(xué)研究，2010，(04):153-157．

[4] 趙亞敏，蘇經(jīng)宇，馬東輝.建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)隔震標(biāo)準(zhǔn)化研究[J]．世界地震工程，2006(01):37-41．

[5] 崔鴻超．日本超高層建筑結(jié)構(gòu)抗震新技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀及思考[J]．建筑結(jié)構(gòu)，2013(16):1-7+53．

[6] A. R. Bixio, M. Dolce, D. Nigro, et al．Repeatable dynamic release tests on a base-isolated building[J]．Journal of Earthquake Engineering．2001, 5(3)：369-393．

[7] F. Braga, M. Laterza．Field testing of low-rise base isolated building[J]． Engineering Structures, 2008, 10(6)： 1599-1610．

[8] 祁皚.層間隔震技術(shù)評(píng)述[J].地震工程與工程振動(dòng)，2004，4(6)：114-120.

[9] 黨育，杜永峰，畢長(zhǎng)松．隔震建筑的經(jīng)濟(jì)性分析[J]．工程抗震與加固改造，2006，28(4):37-40．

[10] 吳應(yīng)雄，盧夢(mèng)超，吳小清．基于價(jià)值工程的建筑應(yīng)用隔震技術(shù)分析[J]，土木工程與管理學(xué)報(bào)，2015，31(3):16-21．

[11] 周云，張超，鄧雪松．由汶川地震反思我國(guó)防震減災(zāi)能力建設(shè)[A]．中國(guó)土木工程學(xué)會(huì)、中國(guó)工程院土木水利與建筑工程學(xué)部、中國(guó)土木工程學(xué)會(huì)防震減災(zāi)工程技術(shù)推廣委員會(huì)、福建省土木建筑學(xué)會(huì)，2009(09)．

The Analysis on Necessity of Fujian Provincial Building Structure Applying Isolation Technology

WANGMantingQIUYunjiaYUShenghuiLIANLihongHUANGJing

(College of Civil Engineering, Fuzhou University, Fuzhou 350108)

Fujian province is located in the southeast coast of China, near the Pacific seismic belt. However, the isolation technology used in building structure started late, and the promotion of isolation technology developed slowly comparing to other provinces in China. In order to further enhance the safety and economy of building structure in Fujian province, we systematically analyzed the building structure designed with isolation technology through multiple methods. For example, we analysed the influence of earthquake disasters in Fujian province, compared the seismic isolation principle and the seismic resistance principle, combined the domestic and foreign development of isolation technology, tracked the buildings in Xiamen designed with isolation technology down, and discussed with relevant units . In the end, we can come to a conclusion that promoting the application of isolation technology in Fujian province is feasible in technology and economy, which will achieve good economic and social benefits.

Building structure; Isolation technology; Social benefits; Economic benefits

福建省大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃基金資助(項(xiàng)目編號(hào)：201510386058)

王曼婷(1995.9- )，女。

吳應(yīng)雄(1969-)，男,副教授

E-mail:wyxfz2006@163.com

2016-05-05

TU352.1+2

A

1004-6135(2016)0706-0030-05