废旧轮胎隔震技术在村镇砌体结构房屋中应用研究的现状综述

付亚男 熊礼全 张学林 何 建 姜开渝

（重庆三峡学院土木工程学院 重庆万州 404100）

一、引言

三峡库区村镇房屋多数为农民自建，抗震能力十分薄弱，上世纪80-90年代建造的砖混结构房屋基本处于抗震不设防状态，近年来的新建砖混结构房屋虽然设置了圈梁构造柱，但大多不满足抗震规范的要求，存在这样或那样的问题[1]。近10多年来，我国发生了很多次地震，2008年的四川汶川地震、2010年的青海玉树地震、2013年的四川雅安地震、2019年的四川宜宾地震、2018年云南的鲁甸地震、景谷地震都对村镇房屋造成了极大的破坏，数次地震都是农村受灾面积大、受灾人口众多、受灾人群分散、救援困难等因素造成了农村地区的生命财产损失巨大，而村镇房屋的抗震性能和抗震能力低下是造成农村地区“小震致灾”，甚至“小震大灾”的主要原因[2-6]。

数次的地震灾害都使我们认识到村镇房屋的抗震性能有待加强、抗震能力有待提高，同时还需要考虑广大村镇地区的经济发展水平，以及当地的居民是否承受得起。每次地震震害都会暴露出村镇砖砌体结构房屋的新问题，为村镇砖砌体结构房屋的抗震研究带来新的启发。针对村镇建筑的抗震减灾能力的现状及村镇砌体结构房屋的实际修建情况，研究村镇农民自建砖砌体结构房屋的隔震、减震技术已为大势所趋。此研究对三峡库区乃至全国的广大农村房屋的抗震、隔震、减震都具有深远的意义，因此，关于村镇房屋的减震、隔震、抗震研究应该成为抗震专家和相关从业人员孜孜追求的毕生事业[2-3]。

二、国外研究现状

隔震和消能减震设计已经被纳入《建筑抗震设计规范》，然而在传统的隔震技术中主要采用叠层橡胶隔震支座，但是叠层橡胶隔震支座价格高、制造难、施工工艺复杂，三峡库区的经济发展水平低下很难推广，在我国的其他农村地区也存在同样的问题。因此，研究出一种成本低廉，构造简单，施工简便，后期维护成本低的面向库区村镇房屋实用的成套隔震技术并形成标准图集和选用表迫在眉睫，同时对提高村镇建筑的抗震性能具有重要的现实意义。废旧轮胎隔震技术在国内外的研究较少，其实际工程应用更为罕见[2-3，7]。

zden B 和Turer A等[2]（2006、2008）对废旧轮胎制作的房屋基础隔震垫进行了一系列的力学试验研究。废旧轮胎隔震垫的竖向极限承载应力约为8N/mm2，废旧轮胎隔震垫的平均剪切模量在0.9 N/mm2到1.85 N/mm2之间，通过改变废旧轮胎隔震垫的层数可以相应的改变废旧轮胎隔震垫的剪切模量。废旧轮胎隔震垫成本低、自重轻、易施工，将废旧轮胎变废为宝，应用前景广阔。

Mishra H K， lgarashi A， Matsushima H等[8]利用废旧轮胎橡胶垫（SRTP）制作普通民居的隔震装置，并进行了废旧轮胎橡胶垫（SRTP）制作的隔震装置的相关研究。

利用废旧轮胎制作的隔震垫与传统的叠层橡胶支座相比，具有较好的阻尼特性、造价低廉、自重轻、原材料易得到，废旧轮胎橡胶垫（SRTP）制作普通民居的隔震装置，对村镇农民来说可以用得起。

三、国内研究现状

陈文、田原源、熊峰等[9，10，11，12]研发了一种利用废旧轮胎制作的隔震系统为将其应用于村镇民居，进行了有关废旧轮胎隔震系统的一系列试验。包括废旧轮胎隔震垫的轴压、压剪以及斜压等力学性能试验、支座性能稳定，通过力学性能试验发现废旧轮胎隔震垫的竖向刚度远大于水平向刚度，是一种有效的隔震装置。陈文等还利用ANSYS有限元软件建立废旧轮胎隔震砌体结构的三维有限元模型进行了数值分析，发现利用废旧轮胎隔震垫隔震的农村砌体房屋地震反应小于非隔震砌体房屋模型，废旧轮胎隔震垫隔震的农村砖砌体房屋的隔震效果良好。由于废旧轮胎隔震垫的成本较低，又有较好的隔震效果，可以用于农村砖砌体房屋的隔震、减震。

张超、王瑞等[13]利用废旧轮胎制作橡胶粉，再将橡胶粉作为村镇砖砌体房屋的隔震层进行了相关的试验研究。结果表明：利用废旧轮胎制作的橡胶粉做隔震层的砌体房屋具有一定的消能减震特性，但是费用比较高，在农村推广这类隔震支座装置有一定的困难。

废弃轮胎已经广泛应用在工程建设中，比如利用废旧的橡胶轮胎做公路的防撞护栏、作为护坡材料也被应用在重力式挡墙和路基回填中，把废旧的橡胶轮胎制作成胶粉用于防水材料、改性沥青等都取得了良好的经济效益、社会效益和环保效益。

四、结束语

随着我国汽车拥有量的增加，汽车废旧轮胎的回收利用将是急需解决的环境问题和社会问题。将废旧轮胎简单处理后应用于村镇民居的房屋隔震体系，将为废旧汽车轮胎的再利用提供一个经济、环保的解决思路。国内外学者急需对废旧轮胎作为村镇民居隔震系统的相关研究进行广泛深入的研究，并制定相关的配套图集及规范，方便村镇民居的设计者采用。