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(guó)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(guó)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(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(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(jiàn)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(gòu)、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(guò)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(guó)建筑法》、《中華人民共和國(guó)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(lèi)、重點(diǎn)設(shè)防類(lèi)、標(biāo)準(zhǔn)設(shè)防類(lèi)和適度設(shè)防類(lèi)。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(lèi)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(guó)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(guó)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(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家得到了廣泛應(yīng)用，我國(guó)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(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(guò)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(lái)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(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(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(guó)內(nèi)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(duì)于建筑物本身的加速度響應(yīng)來(lái)說(shuō)，因?yàn)槟壳拔覈?guó)所應(yīng)用的減震裝置無(wú)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(lái)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(guò)在主體結(jié)構(gòu)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(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(lái)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(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(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(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(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(wèn)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(kāi)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(wú)明顯效果的假減震建筑的出現(xiàn)。