隔震建筑 - 家居资讯 - 粤东装饰网-汕头装修网

传统建筑的结构概念

　　传统建筑用钢材、混凝土、或木材等结构建材，设计到足够的强度和韧性来抵抗地震力的破坏。唯韧性结构虽然可以消散地震的破坏能量，但强度大到一定程度时，仍难免对非结构构件的墙，甚或结构体（如梁柱等）造成破坏。一般而言，大地震后墙的补修是很正常的，因为墙的劲度通常较柱子大，主震时墙会比柱先吸收地震力的冲击而遭破坏。虽然墙先行被破坏后再由框架式的樑柱结构来抵抗餘震在结构设计上是正确安全的概念，但是经常这样修修补补和担心受怕也不是办法，是不是有一劳永逸的方法可以彻底解决问题？

　　提高建筑耐震能力的方式

　　一般而言，提高建筑耐震能力之方式主要可分为两大类：一是隔震、一是消能。消能是利用可变形，或可破坏之斜撑桿件或可復原之阻尼器(Damper)，拉长建筑物振动周期及增加阻尼比，期以达到提高建筑耐震能力之效果。但这种方式仍不能改变建筑物在地震时楼层间变位之事实：这种变位正是造成墙面皸裂、门窗变形、斜撑破坏及管线破裂之原因（如下图）。但隔震的方式在想法上就和消能完全不同了。

　　什么是隔震建筑？

　　隔震建筑，在日本叫「免震构造」，它的原理是利用阻尼器（又叫隔震器或隔震垫）拉长建筑物振动周期及增加阻尼比，以降低地震力对建筑物的冲击。简单来说，就是用隔震器将地震时建筑物的摆动转换为建筑物对地面的横向位移，地震能量由隔震器来吸收。如此隔震建筑物就大大的降低扭曲及弯曲，也会明显的降低摇摆程度（地震加速度），因而降低构造及设备的破坏

近年来地震频仍的国家诸如美、日、义、苏、大陆投入了大量资源进行隔震技术的理论和应用研究工作，取得了相当的成果。1994年美国北岭(North-ridge)和1995年日本神户(Kobe)两次大地震中，成功的被纪录到隔震建筑物於大地震时结构的地震反应。地震反应纪录显示隔震结构受力仅为传统结构系统的30%（如下表），且上部结构之行为亦可被简化视为弹性结构（非同於上述之韧性结构），降低楼层间相对变形。

　　什麼是隔震器？

　　隔震器是装置在基础（或下层结构体）与上部结构中间的一种连结装置，通常位於柱之下端。建筑用的隔震器通常为圆形，也有方形，大致上可分为两大类：一类是单摆或双摆隔震器，这类隔震器是利用摆垂原理将地震的动能转化为位能，再慢慢消散掉这些能量将建筑物回归原来位置。这类隔震器材质为钢材，磨差面镀铁氟龙（如下图）。因本身之间上下构造没有连结，不能抵抗向上之拉力，故适用於高宽比较小之建筑。

　　另一类则是积层橡胶隔震器，其构造是一层钢片一层橡胶累积多层而形成。此类隔震器是利用扁平橡胶层在均佈垂直载重时不会被挤压变形但又可横向位移之性质而构成。必要时於隔震器中心加装圆柱体之铅心则可抵抗较大之横向力（铅心橡胶隔震器LRB）。地震之动能转化为热能由铅心吸收而融化，至地震结束时，橡胶拉力将建筑物拉回原点，融铅再散热凝回固体，如此週而復始使用。（如下图）

　　隔震建筑可以盖多高？

　　原则上隔震建筑没有高度限制，日本已有位於涉谷完成之藤和神乐阪住宅高达27层RC构造大楼，目前亦有高达49层大楼兴建中。

　　隔震器会损坏吗？

　　基本上隔震器之材质是由钢和橡胶积层组成，外缘由一层人造橡胶一体成形密闭包覆，以阻绝有害气体（硫磺）伤害橡胶。而且隔震器均装置於密闭之隔震层内，没有紫外线破坏及接触有害气体之可能，因而隔震器之寿命在正常使用状态下，通常都比该建筑物耐久。即若确有需要更换情形，利用原设计预留之维修通道，隔震器也可容易更换（如下图）。一般而言，隔震器设计承载之垂直压力仅为容许承载压力之5%以下，故当发生地震垂直震动时，隔震器亦可轻易承受，不致会有受垂直力破坏情形。

　　隔震建筑的优点

　　我们归纳隔震建筑的优点如下：

　　1、免除对地震之恐惧—大量降低地震时摇摆程度

　　2、可提高耐震等级1.5倍以上

　　3、大幅降低地震对构造及设备之破坏，如樑柱破坏、墙裂、磁砖掉落、门窗变形、家具倾倒、管线破坏等

　　4、隔震器上部之结构强度可以折减，如混凝土断面尺寸、钢筋用量等，因而约可降低结构造价10%~35%（非隔震建筑法归规定之耐震加速度为0.33gal，但隔震建筑仅为0.23gal）

　　5、室内空间因建筑物构材尺寸缩减而增大

　　6、大幅减少劲度分配不良配置（如短柱效应、L型配置）之问题

　　7、可增加建筑须设伸缩缝之长度

　　8、区隔建商產品创造优质化建筑，成为產品之卖点，提高利润

　　隔震建筑需注意事项

　　1、各类水电、瓦斯、空调等配管因在隔震层会產生相对位移，故在其施工方式上应注意採用正确之方式。

　　2、建筑细部构造因有部分会產生相对位移故应在设计时确实交代清楚各类细部大样，避免地震时碰撞及视觉突兀。

　　3、隔震器所在之隔震层需要多出一层樑，有时会多出一层樑与楼版，会產生该层之费用，在预算规划时应注意。

　　4、採用LRB隔震器之隔震建筑之高宽比可依结构设计调整，避免倾倒(Over-turning)问题，採单摆或双摆隔震器其高宽比应远低於採LRB隔震器。结构分析时应儘量避免隔震器產生拉力分配。

　　结论

　　隔震建筑是现在及未来在地震频仍地区彻底解决地震损坏建筑问题之最佳方式，我们怀著一种希望人们免於地震恐惧的心，冀求不要再有类似的灾难发生。