建筑经济防震减灾构造研究　

1隔震结构建筑的减震原理

隔震，即隔离地震。隔震结构是指在建筑物上部结构与基础之间设置隔震层以隔离地震能量结构。隔震指在房屋底部设置由隔震支座和阻尼器等部件组成高度很低的柔性底层，称为隔震层，使基础和上部结构断开，以延长整个体系的自振周期、增大阻尼，减少输入上部结构的地震能量，达到预期防震要求[1]。

2隔震技术在云南省建筑中的应用及发展现状

2.1云南省隔震结构建筑的地震设防烈度统计

目前，隔震技术在震害较严重的云南省的应用已具有相当的规模，且已有一部分工程经历过几次地震的考验，证明了隔震房屋的良好抗震性能。根据调查及相关资料，云南省内进行隔震技术房屋的抗震设防烈度统计。可明显看出，隔震结构在云南省主要应用于地震设防烈度为8及其以上的房屋建筑，特别是抗震设防烈度为9度的房屋建筑。

2.2隔震结构建筑在云南省的应用情况分析

根据收集到的调查资料，得到采用隔震技术的隔震结构在云南省的发展应用情况。从图2可知，近些年特别是1995年以后隔震房屋在云南省发展迅速，隔震结构的优越性正在被更多的人所接受。云南省的隔震房屋所采用的结构形式主要是砖混和框架，其它结构形式所占比例极少。目前隔震房屋的层数多集中在五～八层，五层以下及十层以上的隔震房屋不多，设计设备层、地下室及停车场的隔震建筑所占比例也较小。3隔震结构建筑经济性分析

3.1影响隔震结构经济性的因素规范[5]

规定：建筑结构的隔震设计和消能减震设计，应根据建筑抗震设防类别、抗震设防烈度、场地条件、建筑结构方案和建筑使用要求，与采用抗震设计的设计方案进行技术、经济可行性的对比分析后，确定其设计方案。所以，为了推动隔震结构的应用及发展，在降低隔震装置造价的同时，还应对隔震结构的经济性进行较准确的评估，并综合考虑隔震结构的功能、安全、经济因素之间的平衡。当前在隔震结构经济性分析方面的研究比较少，在对隔震结构进行经济性分析时，只考虑影响其变化的某一个或某几个因素，没有较全面完整地对经济性影响因素加以分析，没能在房屋隔震和非隔震设计的经济性比较方面作出较详细的研究分析。本文在以往隔震结构经济性分析及结合规范的基础上，对影响隔震结构经济性的因素作了总结分析。

3.2隔震结构建筑的经济性分析

隔震结构的投资应由两部分组成，即工程建设费用(初始造价)和震后的维修重建以及生命财产的损失所造成的费用[6-7]。

3.2.1工程建设费用

在工程建设费用方面，主要考虑隔震结构与抗震结构的土建造价增减情况，其增减情况大体如下：

3.2.1.1减少部分

⑴上部结构由于地震作用的减小使得构件截面也可相应减小，少用了钢材、水泥，甚至可把抗震设计时必须采用的SRC结构改为普通的RC结构；把原本需采用框一剪结构的改为框架结构等，由此节省了大量费用。⑵隔震结构的非结构构件和装修等，由于锚固连接的简化，引起材料节省和费用降低。⑶基础结构尺寸减小，可降低相当可观费用。

3.2.1.2增加部分

⑴由于设置隔震层，使地下土方开挖量增加，挡土墙需要加强，隔震层上下需要设置两个楼面，增加了一个结构楼面的费用。⑵增加隔震器和阻尼器的费用。⑶增加管线需要采用柔性连接的费用。以上情况表明，影响初始投资的因素比较复杂，主要有上部结构费用的降低、增加“两个结构楼面”以及设置隔震器和阻尼器的所需费用3个因素。

3.2.1.3节省初始投资可采取的方案

初始投资是增加还是降低，不能一概而论，需要对具体问题作具体分析，只要精心设计，隔震建筑的初始投资是可以比抗震建筑低的。⑴采用多层建筑而不建低层建筑，以扩大上部结构相对节约投资的份量。⑵将隔震层兼作设备层、地下室或停车场，以免除仅仅因为设置隔震层引起的“两个结构楼面”费用的增加，从而可有效把“两个楼面”费用从“增加”部分中除去。

3.2.2地震损失估计分析

破坏性地震对于一座城市的社会经济影响，不只限于地震和地质效应直接造成的物质损失，以及公共设施丧失功能带来的灾害后果。同时由于城市经济体系各部门之间的相互依存性，必然使得城市的经济活动受到影响，这种经济影响造成的损失值不容忽视。因此，城市的地震经济损失估计，除了工程结构破坏导致的直接损失外，还要包括由此引起的各经济部门净产出减少的间接损失值。通常地震灾害后果的定性数据可以表示为各项目损失和人员伤亡[6]。根据地震危险性分析的思想，从长远来看（建筑的正常使用期限50年），工程项目的经济性应包括初期造价和地震灾害后的经济损失值。传统抗震设计的房屋其初期造价可能稍低于隔震设计的房屋，但由于其抗震性能相比较差，由于可能的地震灾害的发生，其造成的经济损失可能要大大超过其初期工程造价所节省的费用，所以从长远来看其经济效益要低于隔震结构。

4工程实例

4.1经济指标数据统计

4.2经济性指标对比分析

隔震技术应用于框架结构一般可降低土建造价，而应用于砖混结构可能会增加土建造价。由于隔震体系的上部结构所受地震作用的降低，使上部结构件和节点的断面、配筋减少，增加建筑使用面积，构造及施工简单，所以虽然隔震装置需增加造价，但建筑总造价还是可以降低的。如果再考虑隔震后上部结构设防烈度降低，隔震结构的总高和层数可增加，土地利用率也将随之提高，其经济效益会更为可观，且有地震设防烈度越高，经济效益越明显。另外，由于隔震建筑在振动性能和抗震安全性方面提高了建筑物的附加价值，因此，与抗震建筑比较时，应同时对这个附加价值进行综合评价，在考虑投资时，应该把工程建设费用和建筑物在使用期间遭受地震损坏引起的维修、重建、内部物品损坏和财产损失等因素一并进行全面考虑，这样，隔震结构就显示出了更好的经济性。

5结论

（1）对于使用功能有特殊要求的建筑及抗震设防烈度为9度的建筑应用隔震技术，无论采用现浇混凝土框架结构还是采用砖混结构，都具有较好的经济性。一般不但可以减少1％～5％的土建造价，还可以大幅提高结构的安全性，目前或长远看来，都将获得较好的经济效益和社会效益。

（2）对于抗震设防烈度为8度的建筑应用隔震技术，其土建造价稍高或与传统抗震设计持平，但从地震损失估计的角度分析，经济和社会效益还是比较好的。然而，目前对此还应更加注意考虑工程项目的实际条件，与采用抗震设计的设计方案进行技术、经济可行性的对比分析后，确定其设计方案。

（3）对于抗震设防烈度小于8度的建筑结构，因为采用隔震技术时土建造价较高，而其后带来的经济和社会效益又不大，对此除特殊要求外一般不宜采用隔震设计。本文在分析过程中，着重对问题进行定性分析，但因统计样本的有限，相对缺乏定量分析。在此，笔者建议把影响隔震结构的主要因素综合起来，建立分析模型，把定性分析和定量计算有机结合起来，以做到更准确评估隔震结构的经济性，为隔震技术的应用和发展提供帮助。

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