概述叠层橡胶支座隔震技术在高烈度地区工程中的应用

夏华娟，华 圣，邵佳鹏，郭久慈，张和倩，左 工

(宿迁学院 建筑工程学院,江苏 宿迁 223800)

0 前 言

叠层橡胶支座隔震技术是在建筑物上层和基础之间设置一种叠层橡胶支座，使得建筑物的上部结构和基础分开，从而改变整个建筑结构的动力特性和动力作用，使得橡胶支座上部结构的水平基本周期适当的延长；当出现偶然荷载如地震发生时，建筑物的结构体系因柔化来减弱地震强烈震波的传递，从而减少结构的水平地震作用。目前工程上常用的叠层橡胶支座有标准橡胶支座、带有铅芯的橡胶支座、设置高阻尼橡胶支座等。

1 叠层橡胶支座构造和适用范围

叠层橡胶支座是由薄橡胶片和夹层薄钢板等刚性材料相互交错分层叠合而成，并经过特殊工艺将橡胶与钢板牢固地粘结在一起。如图1所示。由于夹层薄钢板对橡胶层具有制约和约束作用，在竖向荷载的作用下二者一起共同承担竖向荷载，使得整个叠层橡胶支座具有足够的竖向承载力和刚度，当隔震支座受水平地震作用时，橡胶层能提供相当大的侧向位移且不失稳，二者相互制约使得整个叠层橡胶支座有效地消耗地震能量。

图1 叠层橡胶支座内部构造示意图

在实际过程中，绝大部分叠层橡胶垫中加入了附加的阻尼机构材料，来限制支座底层发生过大的位移，以及阻止在风及其他外界干扰影响下的晃动；目前，这种阻尼机构材料通常为铅芯或高阻尼橡胶。

橡胶支座隔震技术适用于设防烈度6度以上地区的多高层房屋的抗震设计。6至9度地区的隔震房屋的抗震设计可按《建筑抗震设计规范》(GB 5001—2010)中有关规定进行设计，对设防烈度大于9度的地区，作专门研究。《叠层橡胶支座隔震技术规程》(CECS 126:2001)对橡胶支座隔震技术的设计、施工和维护技术要求作出了配套的规定，大大促进了其技术的发展。

2 叠层橡胶支座隔震技术在高烈度地区工程实践

叠层橡胶支座隔震技术国内外已有较多的成功使用案例，如日本在1982年、美国在1985年、我国在1993年分别第一次在地震高烈度区的房屋建筑上使用隔震房屋叠层橡胶支座。20世纪末，建筑学者认真总结了国内、外隔震技术的工程设计、施工、应用等方面的实践经验，叠层橡胶支座隔震技术在后来的20多年里得以迅速发展，成为土木工程结构的前沿研究领域，数以万计的建筑物成功使用这一技术并取得较为显著的成果。

江苏省宿迁市位于郯庐断裂带上，该地区抗震设防烈度为Ⅷ度,设计基本地震加速度值为0.30 g,设计地震第一组;建筑场地土为Ⅲ类，属于地震高烈度区，地质条件较为严峻。苏豪银座项目位于宿迁市中心城区，本工程由2层地下室、4层商业裙房和坐落在裙房之上的两栋16层住宅塔楼组成，总建筑面积约 67 000 m2。裙房高度为23.6 m，建筑总高度为79.4 m。由于本工程所在地为地震高烈度区，若遵循常规抗震设计，结构截面过大、配筋过多、很不经济，且难以满足现有规范的要求。为了尽可能满足建筑使用功能的要求，本工程采用层间隔震设计，将隔震层设置于大底盘( 裙房屋面) 和上部塔楼之间，隔震层层高1.8 m。

层间叠层橡胶支座隔震技术在本工程的应用，为高烈度地区体型复杂的结构设计提供了一种新的设计思路，使结构设计由不可行变为可行。层间隔震设计不仅使上部结构具有隔震建筑的优越性能，而且使得包括裙房在内的整个结构的抗震性能显著提高，见图2～4。

图2 叠层橡胶支座现场照片

图3 叠层橡胶支座布置简图

图4 层间隔震结构水平位移

宿迁市文体综合馆位于宿迁市宿城区，该建筑采用平面呈椭圆形的空间钢筋混凝土框架结构、钢网壳屋盖体系(见图5)，约13 000 m2；主体结构纵向长80 m，横向宽62 m,最大高度23.6 m，结构平面布置横向对称，纵向不对称，结构刚度和质量不均匀分布。

图5 文体综合馆建筑平面图

为保证隔震效果以及方便维护、检修，本工程利用设备管沟扩大形成整体架空隔震层(见图6)；隔震层上部为现浇钢筋混凝土梁板结构，所有隔震支座、消能装置均布置在其中；隔震层作设作设备层、储藏用，亦有利于楼地面防潮。

图6 文体综合馆隔震层布置图

3 结束语

叠层橡胶支座隔震技术具有良好的竖向承载性能、变形性能、水平复位能力和耐久性，能够很好地把基础与上部结构隔离开，使得地震能量不能传递到建筑，叠层橡胶支座隔震技术在宿迁地区工程中的应用为高烈度地区体型复杂的结构设计提供了一种新的设计思路，使结构设计由不可行变为可行。层间隔震设计不仅使上部结构具有隔震建筑的优越性能，而且使得包括裙房在内的整个结构的抗震性能显著提高。

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