隔減震技術(shù)角度解讀《建設(shè)工程抗震管理?xiàng)l例》

       9月1日，《建設(shè)工程抗震管理?xiàng)l例》（以下簡(jiǎn)稱《條例》）將正式施行。我國建設(shè)工程抗震工作將進(jìn)入目標(biāo)更清晰、標(biāo)準(zhǔn)更嚴(yán)格、責(zé)任更明確的發(fā)展新局面，《條例》的實(shí)施為提高我國建設(shè)工程抗震能力，減輕地震災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)，保障人民生命財(cái)產(chǎn)提供了法律依據(jù)。而減隔震行業(yè)一直期盼的春天也終于來了。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(xì)解讀《條例》中關(guān)于隔減震技術(shù)的相關(guān)規(guī)定。

     《條例》內(nèi)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，足見隔震減震在其中占據(jù)的重要分量。相關(guān)內(nèi)容包含了隔減震技術(shù)應(yīng)用的范圍、遵循的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、隔震減震裝置采購、勘察、設(shè)計(jì)、進(jìn)場(chǎng)檢測(cè)、安裝施工、竣工驗(yàn)收、維護(hù)等全過程和各環(huán)節(jié)，并在法律責(zé)任一章中明確了對(duì)隔減震裝置質(zhì)量檢測(cè)和后期維護(hù)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(nèi)容是《中華人民共和國建筑法》、《中華人民共和國防震減災(zāi)法》所確定的基本法律制度的進(jìn)一步細(xì)化，增強(qiáng)了現(xiàn)有法律制度的可操作性性，完善了制度間的銜接與協(xié)調(diào)。尤其是關(guān)于隔減震技術(shù)的相關(guān)規(guī)定，與許多的地方法規(guī)相配套，形成了法律、行政法規(guī)為基礎(chǔ)，地方性法規(guī)、規(guī)章及相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)為補(bǔ)充的制度體系，是工程抗震管理制度體系建設(shè)的優(yōu)秀示范。

     《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(yīng)用就是其中之一。《條例》第十六條規(guī)定：

      “建筑工程根據(jù)使用功能以及在抗震救災(zāi)中的作用等因素，分為特殊設(shè)防類、重點(diǎn)設(shè)防類、標(biāo)準(zhǔn)設(shè)防類和適度設(shè)防類。學(xué)校、幼兒園、醫(yī)院、養(yǎng)老機(jī)構(gòu)、兒童福利機(jī)構(gòu)、應(yīng)急指揮中心、應(yīng)急避難場(chǎng)所、廣播電視等建筑，應(yīng)當(dāng)按照不低于重點(diǎn)設(shè)防類的要求采取抗震設(shè)防措施。

      位于高烈度設(shè)防地區(qū)、地震重點(diǎn)監(jiān)視防御區(qū)的新建學(xué)校、幼兒園、醫(yī)院、養(yǎng)老機(jī)構(gòu)、兒童福利機(jī)構(gòu)、應(yīng)急指揮中心、應(yīng)急避難場(chǎng)所、廣播電視等建筑應(yīng)當(dāng)按照國家有關(guān)規(guī)定采用隔震減震等技術(shù)，保證發(fā)生本區(qū)域設(shè)防地震時(shí)能夠滿足正常使用要求。

      國家鼓勵(lì)在除前款規(guī)定以外的建設(shè)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(dá)國家得到了廣泛應(yīng)用，我國自08年汶川地震之后，也開始大面積推廣。但是如何保障最好的技術(shù)能夠得到充分的發(fā)揮和應(yīng)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(guī)定，直接保證了建設(shè)工程中的重要建筑的功能，通過提升重要建筑的性能，大幅降低地震災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)，保護(hù)人民生命和財(cái)產(chǎn)安全，保證震后抗震救災(zāi)的順利實(shí)施，也是“以人為本、全面設(shè)防”的突出體現(xiàn)。

       隔減震一直作為一個(gè)專業(yè)詞匯在建筑行業(yè)中被統(tǒng)稱，實(shí)際它包含了兩項(xiàng)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(jié)構(gòu)隔離，降低地震輸入；減震就是采用消能減震裝置來消減地震作用，降低地震反應(yīng)。二者在技術(shù)路線上具有較大的差異，對(duì)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(zhǔn)甚至能到70%~90%，不僅對(duì)主體結(jié)構(gòu)也能對(duì)內(nèi)部的設(shè)備設(shè)置進(jìn)行保護(hù)，國內(nèi)外均有大量的地震案例。減震的效果一般很難超過20%，而對(duì)于建筑物本身的加速度響應(yīng)來說，因?yàn)槟壳拔覈鶓?yīng)用的減震裝置無一例外都會(huì)增加主體結(jié)構(gòu)的剛度，所以很多減震結(jié)構(gòu)的加速響應(yīng)反而要大于不設(shè)置減震裝置的原結(jié)構(gòu)。而加速度響應(yīng)的增加，將給非結(jié)構(gòu)構(gòu)件和設(shè)施的破壞帶來不利的影響，使得“滿足正常使用要求”的規(guī)定很難實(shí)現(xiàn)。當(dāng)然，減震裝置通過在主體結(jié)構(gòu)未進(jìn)入大幅塑性的變形階段就先行開始發(fā)揮作用，也同樣可以對(duì)主體結(jié)構(gòu)有較好的地震保護(hù)作用。從建筑效果上分析，隔震技術(shù)能夠降低上部結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面，更有利于上部建筑的設(shè)計(jì)和使用，而減震技術(shù)需要占據(jù)上部建筑空間，需要與建筑的外立面及內(nèi)部墻體設(shè)計(jì)相協(xié)調(diào)。從經(jīng)濟(jì)上分析，隔震工程的造價(jià)增量主要來源于單獨(dú)設(shè)置的隔震層、隔震裝置和地下部分，同時(shí)上部結(jié)構(gòu)的工程造價(jià)會(huì)相應(yīng)降低；而減震技術(shù)的造價(jià)增量一般僅來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)問題，可以從以下幾個(gè)方面來說明。首先，條例中包含了這么一個(gè)要求“保證發(fā)生本區(qū)域設(shè)防地震時(shí)能夠滿足正常使用要求”。何為“正常使用要求”？正常使用要求除了要確保結(jié)構(gòu)主體在震后保持完好以外，還要求建筑內(nèi)非結(jié)構(gòu)構(gòu)件、設(shè)備和管線能夠在震后能夠正常運(yùn)轉(zhuǎn)，以滿足建筑震后功能可持續(xù)的目標(biāo)。

       那么如何達(dá)到“正常使用要求”？這就需要在建筑設(shè)計(jì)階段對(duì)結(jié)構(gòu)主體、非結(jié)構(gòu)構(gòu)件、設(shè)備和管線在地震荷載下的損傷狀態(tài)做出準(zhǔn)確估計(jì)。不同于結(jié)構(gòu)構(gòu)件，非結(jié)構(gòu)構(gòu)件、設(shè)備和管線的損傷狀態(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(biāo)準(zhǔn)《建筑工程減隔震技術(shù)規(guī)程》（征求意見稿）中明確給出了不同類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(jù)。雖然標(biāo)準(zhǔn)最終版本并未定稿，相關(guān)評(píng)價(jià)指標(biāo)是否獲得行業(yè)共識(shí)仍有待進(jìn)一步檢驗(yàn)，但該標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于實(shí)現(xiàn)正常使用要求的工程應(yīng)用方法值得參考。此外，《建筑抗震韌性評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》中也給出了建筑抗震韌性評(píng)價(jià)的詳細(xì)流程與計(jì)算方法。

       回到減震、隔震技術(shù)的選擇問題上，雖然兩種技術(shù)都可以保護(hù)主體結(jié)構(gòu)，但隔震的效果更加顯著；此外，采用隔震技術(shù)后，上部結(jié)構(gòu)的地震響應(yīng)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(hù)了建筑內(nèi)的非結(jié)構(gòu)構(gòu)件、設(shè)備和管線，保證了發(fā)生本區(qū)域設(shè)防地震時(shí)能夠滿足正常使用要求。在這一點(diǎn)上，采用隔震技術(shù)的建筑結(jié)構(gòu)是一騎絕塵的。同樣于今日開始實(shí)施的《建筑隔震設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T 51408-2021）中第1.0.1條就明確規(guī)定了隔震建筑實(shí)現(xiàn)“遭遇設(shè)防地震后建筑使用功能不中斷”的目標(biāo)，與《條例》的要求完全匹配。所以我們建議對(duì)于具有明確的防災(zāi)屬性的建筑如醫(yī)院、應(yīng)急指揮中心、消防指揮中心等生命線工程，在執(zhí)行《條例》時(shí)就應(yīng)采用隔震建筑，對(duì)于防災(zāi)屬性相對(duì)不那么明確的其他重要建筑如學(xué)校、幼兒園、養(yǎng)老機(jī)構(gòu)等可采用隔震或者減震技術(shù)，但在應(yīng)用減震技術(shù)時(shí)，應(yīng)進(jìn)一步明確所應(yīng)達(dá)到的性能目標(biāo)，避免大量的無明顯效果的假減震建筑的出現(xiàn)。