应用技术与设计 建筑物震害破坏特点及叠层橡胶隔震支座的应用 唐 凌 （桂林万达城投资有限公司，广西桂林５４１０００） 摘要：我国是个多地震的国度，因此，做好建筑物的抗震设计，是每个建筑结构设计者的目标。文章阐述了建筑物震害破坏特 点，并在此基础上简单分析了叠层橡胶隔震支座的应用。 关键词：建筑物；震害破坏特点；抗震设计；叠层橡胶隔震支座 １ 建筑物的震害破坏特点 １．１砌体结构的震害特点 由于砌体材料的脆性性质，抗剪、抗拉、抗弯的强度都很 低，因此砌体结构抵御地震的能力很差。 １．１．１墙身破坏 在砌体房屋中，与水平地震作用方向平行的墙体由于水平 地震的反复作用，水平地震剪力在墙体中引起的主拉应力超过 墙体的抗拉强度而导致交叉的ｘ形裂缝产生，这种裂缝在多 层砌体房屋中一般规律是下重上轻，这是因为底层墙体受到的 地震剪力较大，如果底层开洞较少或具有足够的强度，破坏部 位会转到上一层。这种裂缝多发生在窗间墙，开裂一般从窗洞 和门洞角部开始，因为在窗洞和门洞角部会产生应力集中，由 于该原因，在地震作用下还会形成斜裂缝。 １．１．２ 墙角破坏 这种破坏形式也经常出现，主要原因是地震对建筑扭转作 用在墙角容易应力集中，加之墙角位于建筑物尽端，建筑对它 的约束作用相对偏弱，其破坏形式按墙肢不同而不同特别当建 筑物端部存在楼梯或大开间建筑，由于其整体刚度相对较弱， 墙角破坏更为严重甚至会出现天面墙角被局部抛出，危害告别 严重。另外，差的施工质量往往引起内墙破坏、隔墙移位和局 部破坏，这种破坏多发生在上层。 １．１．３楼梯间墙体破坏 大量震害调查表明，楼梯间部位的墙体破坏往往比其它部 位的墙体破坏严重得多而楼梯构件的本身却很少破坏，其主要 原因是由于该部位墙体横向支撑较少其整体刚度相对较弱，再 加上楼梯间处由于刚度比周围大，从而导致该部位容易产生较 大变形而破坏，特别是楼梯设置在建筑物的端部时，这种破坏 更为明显。 １＿２ 钢筋混凝土结构的震害特点 钢筋混凝土结构的抗震性能，不但取决于所用钢材、混凝 土及其相互间的粘结在反复荷载作用下的物理力学性能，而且 还与结构类型、场地条件等密切相关。多层和高层钢筋混凝土 结构的主要震害特点如下：（１）地面运动特性引起的震害；（２） 结构平平、立面布置不当引起扭矩而造成的震害；（３）框架柱、 梁和节点的常见震害，在梁柱节点处，若其抗震承载力不足、 约束箍筋少、梁筋锚固长度不足以及施工质量差，则地震时会 使节点核心区出现沿其对角方向的斜裂缝且混凝土剪碎剥落、 梁纵筋将从节点内被拔出等脆性破坏现象。梁、柱子设计不当， 形成短梁短柱，短梁短柱的延性很差，尤其是超短柱几乎没 有延性，很容易发生剪切破坏而造成倒塌或局部倒塌，无法 满足“中震可修，大震不倒”的设防要求；（４）抗震墙的震害； （５）框架填充墙的震害；（６）防震缝的震害。（７）强梁弱柱 破坏。 ２ 叠层橡胶隔震支座 我们必须意识到地震破坏的严重性与灾难性，采取合理有 效的措施。叠层橡胶隔震支座的技术原理，是为建筑物配置合 理的橡胶支座，从而让建筑物在遭受地震的时候能够减少自振 的频率，从而降低建筑物上部由于地震而导致的可能的破坏。 叠层橡胶隔震支座隔震技术的核心装置便是橡胶支座，可以仅 安装配置橡胶支座，也可以和阻尼器一起配合，从而使建筑物 拥有一个隔震层。叠层橡胶隔震支座在竖直的方向具有很大的 承载力，而在水平的方向则刚度不大，所以在水平侧能够允许 较大幅度的位移量。这个特点使其一方面能够尽可能缓解震害 在水平方向的破坏，另一方面还可以承受垂直方向的地震破坏， 属于当前很多发达国家均使用的一种有效的隔震模式。 叠层橡胶支座与其他的防震措施相比，有不少先进性：首 先是这种结构能够在竖直方向拥有较好的承载刚度，在受力压 缩的情况下不易明显变形，十分便于将建筑体支撑起来，从而 保证建筑的可靠性；其次是在水平方向上，叠层橡胶支座十分 便于承受水平的变形，当发生剪切变形的情况下甚至能够完全 不被毁损，可以显著降低配置了此种结构的建筑在地震中受到 的破坏度，尤其是降低建筑物上部在地震中的水平方向位移； 第三是叠层橡胶支座在变形复位方面拥有高弹性，当地震发生 之后能够迅速让其所承载的建筑物恢复原来的位置；第四是叠 层橡胶支座的使用寿命较长，不易老化，在建筑物的生命周期 中不必更换；第五是叠层橡胶支座在结构方面并不复杂、施工 起来较为方便，也能够保证施工的质量达标。 从现实使用的情况来看，不少的工程实践案例均能够证明， 基于叠层橡胶支座的建筑物能够在地震发生时充分发挥其竖向 承载的优势，能够有效而稳定地支撑建筑结构，避免地震的破 坏。叠层橡胶支座在构造上并不复杂，也能够灵活地配置在建 筑物不同高度，如果建筑物存在地基不均匀沉降的情况，叠层 橡胶支座不会受到较大的影响；无论是在刚度的指标上还是在 阻尼指标上表现均十分稳定。在对这种结构进行仿真分析时， 其仿真结果和实地测量值十分接近，因此在建筑设计阶段便能 够通过合理的运算分析而得到建筑完工时的抗震性能。叠层橡 胶支座还拥有较为良好的弹性复位特性，因此在发生地震时可 以自动从移位状态中回复正常；尤其是叠层橡胶支座拥有其他 结构难以比拟的水平刚度可变性。如果所在地区发生台风或者 小型的地震，则叠层橡胶支座一开始呈现出比较大的刚度，能 够显著减少建筑物的结构位移。而在发生中级地震甚至强震的 情况下，叠层橡胶支座的水平刚度迅速减少，其阻尼值依旧维 持原值，从而起到隔震的作用。而如果叠层橡胶支座在水平方 面出现了较大的位移，此时ｌ合好水平刚度增强，能够有效抑制 叠层橡胶支座平侧，保护建筑安全。 参考文献 【１】裴萌，陆飞，张富有．新型叠层橡胶隔震支座的承载特性研究 Ⅱ】．结构工程师，２０１６（０２）：１１１—１１７． 【２］焦其松．基于ＬｉＤＡＲ的建筑物震害分析Ｕ】．国际地震动 态，２０１６（０３）：４２－４３． 作者简介：唐凌（１９７９．１０－），男，广西桂林人，本科，重庆 大学，桂林万达城投资有限公司，工程师，研究方向：建筑设 计。 ９７ ２０１７年第１０期