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  8月8日晚上，四川省阿壩州九寨溝縣發(fā)生7.0級地震，震源深度20公里，引起國內(nèi)外媒體和民眾廣泛關(guān)注。

  地震在自然災(zāi)害中的危害性很強，而原來，橡膠作為一種高分子彈性體材料，從20世紀50年代起就被視作對付地震的特種材料，能起到減輕地震破壞力度的作用。從已取得的效果來看，更有其他材料無可比擬的特點。

  以橡膠為基材的防地震制品相繼問世，在日本、美國等取得了進展，在中國也開展了這方面的研究、試用，積累了成果。

橡膠減隔震支座

橡膠減隔震支座解剖圖

  隔震建筑主要采用橡膠支座隔震，橡膠隔震支座能減小地震作用，消除或有效減輕結(jié)構(gòu)或非結(jié)構(gòu)的損壞，從而起到隔離消減地震能量的作用。

  實際上是通過隔震層的水平向大變形運動消耗掉大部分地震能量，減輕上部結(jié)構(gòu)所受到的慣性地震作用，有效降低地震引起的結(jié)構(gòu)加速度反應(yīng)、減小層間剪力及相應(yīng)的剪切變形。

  橡膠減隔震支座主要有幾種類型：高阻尼橡膠支座、天然橡膠支座、鉛芯橡膠支座，以及彈性滑動支座。它們各有特性，安裝程序也有不同。

高阻尼橡膠支座

  高阻尼橡膠支座采用了高阻尼橡膠，充分發(fā)揮橡膠粘彈性和阻尼特性。這類橡膠支座的等效阻尼比分為12%、15%、17%，超高阻尼橡膠支座的等效阻尼比在20%以上，不需要額外額阻尼器，簡化安裝程序，節(jié)省整體安裝空間。由于高阻尼橡膠的粘彈性滯回曲線比較順滑，地震時橡膠的能量吸收能力比較強，所以不但能夠保護建筑物整體安全性，而且建筑物里面的設(shè)施都能受到保護。

天然橡膠支座

  采用天然橡膠作為支座的主體材料，阻尼系數(shù)只有2-3%，滯回曲線接近線形，具有穩(wěn)定的回復(fù)能力。這類橡膠支座必須配備阻尼器以提高阻尼效果。

鉛芯橡膠支座

  鉛芯橡膠支座在天然橡膠支座中埋有鉛芯，天然橡膠起到“彈簧”的彈性變形作用，鉛芯起到“粘性”的阻尼作用。在板式橡膠支座的中部或中心周圍部位豎直地壓入純度為99.9%的鉛芯，它吸收耗散振動能量的功能是通過鉛芯的剪切變形來實現(xiàn)的。由于可以通過調(diào)節(jié)鉛芯的直徑或截面積來選定阻尼,因而支座的設(shè)計有較大靈活性。使用金屬鉛的原因是因為鉛在經(jīng)過冷變形后,可在常溫下再結(jié)晶。在荷載反復(fù)作用下,鉛芯橡膠支座可以保持它的性能,具有良好的耐久性。鉛棒的灌入,同時也增加了支座的早期剛度,對控制風反應(yīng)和抵抗地基的微震動有利。這類橡膠支座阻尼系數(shù)可達到25%以上，阻尼性能良好，可單獨使用。唯一缺點為一旦在地震中支座發(fā)生破壞，外漏鉛芯造成環(huán)境污染。

彈性滑動支座

  彈性滑動支座是由天然橡膠支座與滑動板組成。橡膠支座底部是一層與滑動板（SUS材料）接觸的PTFE材料。當發(fā)生小位移的時候，橡膠支座會有所變形，而當發(fā)生大位移時，橡膠支座會在SUS板上產(chǎn)生滑動。為了使彈性滑動支座能夠回到原來的設(shè)計位置，必須與天然橡膠支座或是高祖尼橡膠支座搭配使用以提供完整的隔震裝置系統(tǒng)。

應(yīng)用實例

中國造世界第一幢橡膠支座隔震住宅樓

位于汕頭市區(qū)的國際隔震試驗工程住宅樓。         隔震樓底部的橡膠支座。

  位于汕頭市陵海路38號，建有世界第一幢橡膠支座隔震住宅樓、中國第一幢隔震房屋，該抗震樓是我國防震權(quán)威專家周福霖院士根據(jù)多年的科學(xué)研究并跟蹤國際先進的防震技術(shù)，率先將隔震技術(shù)大膽應(yīng)用于民用建筑，于1993年在汕頭市建成的。該建筑是一座8層住宅樓，有56間房間。

中國工程院院士周福霖

  地震中，隔震樓在橡膠隔震層上緩慢搖擺，將地震反應(yīng)降至很低，房屋結(jié)構(gòu)在地震中保持彈性，沒有任何損壞，只是輕微擺動，居住者幾乎沒有感覺。聯(lián)合國工發(fā)組織在汕頭召開國際會議，向世界各國推廣了這種技術(shù)，稱之為“世界隔震技術(shù)發(fā)展的第三個里程碑”。

  據(jù)了解，中國工程院院士周福霖是國家汶川地震專家委員會委員，也是汕頭隔震樓項目的設(shè)計組組長。近幾年，周福霖團隊致力“層間隔震”和“三維隔震”新技術(shù)體系的理論研究和工程應(yīng)用，成果被用在國內(nèi)多項工程。

港珠澳大橋用橡膠元件防8級地震

港珠澳大橋

  中國最大的跨海大橋——港珠澳大橋，每個橋墩上就安裝了橡膠隔震支座，用來抵御臺風、地震等外力對橋梁的破壞。

  當時，港珠澳大橋工程組和設(shè)計團隊與周福霖團隊一起，對這座世界上最長的有地震斷層穿過的跨海大橋，采用隔減震技術(shù)，解決抗震設(shè)計難題。

  周福霖帶著團隊，經(jīng)過詳細計算分析，將隔震層設(shè)置在橋墩頂部。地震來臨時，橋墩和橋梁之間是柔軟的，產(chǎn)生的地震力大概只有原來的1/3。

昆明新機場航站樓是全球最大的減隔震單體建筑

昆明新機場航站樓

  全球最大的減隔震單體建筑——昆明新機場航站樓的實現(xiàn)，開發(fā)了大尺寸高荷載支座、低硬度隔震支座、高阻尼隔震支座以及低摩擦系數(shù)的滑移支座。在橡膠配方、生產(chǎn)工藝方面實現(xiàn)了自助創(chuàng)新，克服間隔震支座產(chǎn)品性能和質(zhì)量穩(wěn)定性差的難題，抗震性能達到了發(fā)達國家水平。

  昆明新機場航站樓隔震技術(shù)所實現(xiàn)的科技創(chuàng)新，取得了多項專利，有關(guān)經(jīng)驗豐富和完善了中國隔震技術(shù)的國家標準和有關(guān)行業(yè)規(guī)范，推動了隔震技術(shù)的進步。

  目前，隔減震技術(shù)已在我國5000多棟房屋和350座橋梁上應(yīng)用。

  部分資料來源：中國塑料機械網(wǎng)、湖南日報、深圳特區(qū)報