隔減震技術(shù)角度解讀《建設工程抗震管理條例》


       9月1日,《建設工程抗震管理條例》(以下簡(jiǎn)稱(chēng)《條例》)將正式施行。我國建設工程抗震工作將進(jìn)入目標更清晰、標準更嚴格、責任更明確的發(fā)展新局面,《條例》的實(shí)施為提高我國建設工程抗震能力,減輕地震災害風(fēng)險,保障人民生命財產(chǎn)提供了法律依據。而減隔震行業(yè)一直期盼的春天也終于來(lái)了。下面我們從隔減震技術(shù)角度入手,在以下三個(gè)方面詳細解讀《條例》中關(guān)于隔減震技術(shù)的相關(guān)規定。

、隔減震技術(shù)在《條例》中占據的篇幅

     《條例》內容共有八章分五十一條,其中包含“隔減震”字樣的有四章共九條,足見(jiàn)隔震減震在其中占據的重要分量。相關(guān)內容包含了隔減震技術(shù)應用的范圍、遵循的技術(shù)標準、隔震減震裝置采購、勘察、設計、進(jìn)場(chǎng)檢測、安裝施工、竣工驗收、維護等全過(guò)程和各環(huán)節,并在法律責任一章中明確了對隔減震裝置質(zhì)量檢測和后期維護處罰措施,為隔減震技術(shù)的全面實(shí)施提供了完備的保障。

     《條例》中關(guān)于隔減震的相關(guān)內容是《中華人民共和國建筑法》、《中華人民共和國防震減災法》所確定的基本法律制度的進(jìn)一步細化,增強了現有法律制度的可操作性性,完善了制度間的銜接與協(xié)調。尤其是關(guān)于隔減震技術(shù)的相關(guān)規定,與許多的地方法規相配套,形成了法律、行政法規為基礎,地方性法規、規章及相關(guān)技術(shù)標準為補充的制度體系,是工程抗震管理制度體系建設的優(yōu)秀示范。

、隔減震技術(shù)的應用范圍

     《條例》的一個(gè)重要原則就是在于突出重點(diǎn),隔減震技術(shù)的應用就是其中之一?!稐l例》第十六條規定:

      “建筑工程根據使用功能以及在抗震救災中的作用等因素,分為特殊設防類(lèi)、重點(diǎn)設防類(lèi)、標準設防類(lèi)和適度設防類(lèi)。學(xué)校、幼兒園、醫院、養老機構、兒童福利機構、應急指揮中心、應急避難場(chǎng)所、廣播電視等建筑,應當按照不低于重點(diǎn)設防類(lèi)的要求采取抗震設防措施。

      位于高烈度設防地區、地震重點(diǎn)監視防御區的新建學(xué)校、幼兒園、醫院、養老機構、兒童福利機構、應急指揮中心、應急避難場(chǎng)所、廣播電視等建筑應當按照國家有關(guān)規定采用隔震減震等技術(shù),保證發(fā)生本區域設防地震時(shí)能夠滿(mǎn)足正常使用要求。

      國家鼓勵在除前款規定以外的建設工程中采用隔震減震等技術(shù),提高抗震性能。”

      隔減震技術(shù)作為目前世界上最有效的建筑防震手段,在日本、美國等發(fā)達國家得到了廣泛應用,我國自08年汶川地震之后,也開(kāi)始大面積推廣。但是如何保障最好的技術(shù)能夠得到充分的發(fā)揮和應用,不僅需要技術(shù)研究,還需要政策上的支持。《條例》的這一規定,直接保證了建設工程中的重要建筑的功能,通過(guò)提升重要建筑的性能,大幅降低地震災害風(fēng)險,保護人民生命和財產(chǎn)安全,保證震后抗震救災的順利實(shí)施,也是“以人為本、全面設防”的突出體現。

、 隔減還是減震

       隔減震一直作為一個(gè)專(zhuān)業(yè)詞匯在建筑行業(yè)中被統稱(chēng),實(shí)際它包含了兩項技術(shù):隔震和減震。隔震就是采用隔震支座將建筑和下部結構隔離,降低地震輸入;減震就是采用消能減震裝置來(lái)消減地震作用,降低地震反應。二者在技術(shù)路線(xiàn)上具有較大的差異,對整個(gè)建筑的效果和使用上都有較大影響。

       從防震效果上分析,隔震是目前最有效的防震手段,沒(méi)有之一。一般隔震技術(shù)能夠降低地震作用60%以上,在罕遇地震水準甚至能到70%~90%,不僅對主體結構也能對內部的設備設置進(jìn)行保護,國內外均有大量的地震案例。減震的效果一般很難超過(guò)20%,而對于建筑物本身的加速度響應來(lái)說(shuō),因為目前我國所應用的減震裝置無(wú)一例外都會(huì )增加主體結構的剛度,所以很多減震結構的加速響應反而要大于不設置減震裝置的原結構。而加速度響應的增加,將給非結構構件和設施的破壞帶來(lái)不利的影響,使得“滿(mǎn)足正常使用要求”的規定很難實(shí)現。當然,減震裝置通過(guò)在主體結構未進(jìn)入大幅塑性的變形階段就先行開(kāi)始發(fā)揮作用,也同樣可以對主體結構有較好的地震保護作用。從建筑效果上分析,隔震技術(shù)能夠降低上部結構構件截面,更有利于上部建筑的設計和使用,而減震技術(shù)需要占據上部建筑空間,需要與建筑的外立面及內部墻體設計相協(xié)調。從經(jīng)濟上分析,隔震工程的造價(jià)增量主要來(lái)源于單獨設置的隔震層、隔震裝置和地下部分,同時(shí)上部結構的工程造價(jià)會(huì )相應降低;而減震技術(shù)的造價(jià)增量一般僅來(lái)源于減震裝置的使用。隔震技術(shù)的工程造價(jià)增量一般會(huì )略高于減震。

       雖然要求采用隔減震技術(shù),那是隔震還是減震,該如何選擇呢?為了回答這個(gè)問(wèn)題,可以從以下幾個(gè)方面來(lái)說(shuō)明。首先,條例中包含了這么一個(gè)要求“保證發(fā)生本區域防地震時(shí)能夠滿(mǎn)足正常使用要求”。何為“正常使用要求”?正常使用要求除了要確保結構主體在震后保持完好以外,還要求建筑內非結構構件、設備和管線(xiàn)能夠在震后能夠正常運轉,以滿(mǎn)足建筑震后功能可持續的目標。

       那么如何達到“正常使用要求”?這就需要在建筑設計階段對結構主體、非結構構件、設備和管線(xiàn)在地震荷載下的損傷狀態(tài)做出準確估計。不同于結構構件,非結構構件、設備和管線(xiàn)的損傷狀態(tài)還與地震作用下的樓面最大加速度有緊密關(guān)系。北京地方標準《建筑工程減隔震技術(shù)規程》(征求意見(jiàn)稿)中明確給出了不同類(lèi)型建筑的樓面最大加速度限值和層間位移角限值,為震后建筑正常使用的判斷提供了依據。雖然標準最終版本并未定稿,相關(guān)評價(jià)指標是否獲得行業(yè)共識仍有待進(jìn)一步檢驗,但該標準對于實(shí)現正常使用要求的工程應用方法值得參考。此外,《建筑抗震韌性評價(jià)標準》中也給出了建筑抗震韌性評價(jià)的詳細流程與計算方法。

       回到減震、隔震技術(shù)的選擇問(wèn)題上,雖然兩種技術(shù)都可以保護主體結構,但隔震的效果更加顯著(zhù);此外,采用隔震技術(shù)后,上部結構的地震響應為整體平動(dòng),大幅降低了各個(gè)樓層的樓面加速度和層間位移角,有效保護了建筑內的非結構構件、設備和管線(xiàn),保證了發(fā)生本區域設防地震時(shí)能夠滿(mǎn)足正常使用要求。在這一點(diǎn)上,采用隔震技術(shù)的建筑結構是一騎絕塵的。同樣于今日開(kāi)始實(shí)施的《建筑隔震設計標準》(GB/T 51408-2021)中第1.0.1條就明確規定了隔震建筑實(shí)現“遭遇設防地震后建筑使用功能不中斷”的目標,與《條例》的要求完全匹配。所以我們建議對于具有明確的防災屬性的建筑如醫院、應急指揮中心、消防指揮中心等生命線(xiàn)工程,在執行《條例》時(shí)就應采用隔震建筑,對于防災屬性相對不那么明確的其他重要建筑如學(xué)校、幼兒園、養老機構等可采用隔震或者減震技術(shù),但在應用減震技術(shù)時(shí),應進(jìn)一步明確所應達到的性能目標,避免大量的無(wú)明顯效果的假減震建筑的出現。