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喷砂机械助力中国减隔震发展以及中国建筑减震

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人气:-发表时间:2017-07-08 20:57【
喷砂机械助力中国减隔震发展以及中国建筑减震发展史


 
      目前各国抗震设计规范均以“大震不倒,中震可修,小震不坏”为抗震设计原则,以保护结构不遭到毁坏和保护生命安全为主要目标。传统抗震结构通过增强结构强度来抵抗地震,同时容许结构构件在地震时进入非弹性状态,具有一定的延性,以结构本身的损坏为代价消耗地震能量,减轻地震反应。从近10多年的地震震害损失来看,凡是按照抗震规范设计和建造的房屋,基本可以保证大地震发生时,房屋不倒塌。但按照传统抗震方式建造的房屋,在高烈度区常造成建筑构件尺寸过大,影响实际使用空间与建筑功能;另一方面,在发生超过设防烈度地震时,由于承重构件在地震中的不断损伤,累计到一定程度还会引起房屋倒塌,不能保证房屋在超大地震下的安全;在很多情况下,即使房屋没有倒塌,由于承重构件损伤较重,房屋也很难修复。尽管人员的伤亡大幅减少,但是经济损失较大。因此,单纯强调工程结构在地震下不严重破坏和不倒塌,已不是一种完善的抗震思想,不能适应现代工程结构抗震需求。
      为了更有效地保障建筑物安全,国内外学者经过大量研究,提出了建筑隔震技术。建筑隔震技术是在建筑物基础或下部与上部结构之间设置由隔震器(橡胶隔震支座、滑移支座、FPS摩擦摆滑动支座)、阻尼装置等组成的隔震层,隔离地震能量向上部结构传递,减少输入到上部结构的地震能量,同时延长上部结构的自振周期,降低上部结构的地震反应,达到预期的抗震防震要求,使建筑物的安全得到更可靠的保证。国内外大量试验和工程经验表明:隔震技术能有效降低结构的水平地震作用,特别是在罕遇地震作用下隔震效果更好,上部结构的地震反应一般仅相当于不隔震时的20%—50%。隔震体系能实现建筑结构自身、非结构构件和建筑物内部设施“三保护”,确保震后建筑物无需修复,即可继续使用。常用的隔震装置有天然橡胶支座、铅芯橡胶支座和高阻尼橡胶支座。橡胶支座隔震系统装置简单、施工方便,被认为是隔震技术迈向实用化最卓有成效的体系。
      为促进隔震技术健康、有序的发展,我们组织了相关专家和技术人员对国内外隔震技术的发展和应用进行了调研和分析,在此基础上对我国隔震技术的进一步发展提供若干建议,供有关部门参考。
一、建筑隔震技术的发展
1.国外隔震技术发展概述
      建筑隔震技术的快速发展始于20世纪60年代。20世纪60年代中后期,新西兰、日本、美国等多地震国家对隔震技术开展了深入、系统的理论和试验研究,取得了较好的成果。70年代,新西兰学者 W. H.Robinson率先开发出铅芯叠层橡胶支座,大大推动了隔震技术的实用化进程。美国、日本首栋隔震建筑分别在1984年和1985年建成。到20世纪90年代,全世界至少有30多个国家和地区开展“基础隔震”技术的研究,并在美、日、法、新、意等20多个国家修建了数百座“基础隔震”建筑物,其中日本的技术发展最快、应用最为广泛。特别是在 1995 年阪神大地震中,采用橡胶支座隔震的建筑,经受住地震的考验,隔震性能良好,建筑隔震技术得到日本政府的大力推广。隔震技术不仅应用于政府办公大楼和医院,而且越来越多的住宅建筑也开始考虑使用隔震技术。日本成为隔震建筑最多、技术最成熟的国家,目前已建成近9000栋左右隔震建筑,其最高的隔震建筑高177米,隔震装置多用夹层橡胶隔震垫。早期隔震系统是由天然橡胶支座加阻尼器或铅芯橡胶支座组成,近期,使用高阻尼天然橡胶支座的隔震建筑越来越多。2011年3月11日9.0级东日本大地震中,隔震房屋以及室内仪器设备没有损坏,表现出优异的抗震性能。地震后,很多房子被民众要求建成隔震房屋。
2.我国建筑隔震技术应用进展
       20世纪80 年代后期,我国学者开始重点关注橡胶支座隔震技术。在国家自然科学基金会等基金资助下,以中国建筑科学研究院周锡元和苏经宇、广州大学周福霖、华中科技大学唐家祥等学者为学术带头人,进行了橡胶隔震支座研制、隔震结构分析和设计方法、结构模型振动台试验、橡胶支座产品性能检验、检测技术、施工技术等全方位的系统研究工作,提出了橡胶支座隔震建筑的成套技术(周福霖,1997;唐家祥等,1993;周福霖,2004;苏经宇等,2001;周锡元等,1999;周锡元等,2002;李中锡等,2002)。
      我国最早的隔震建筑是1993年由周福霖院士设计建造的汕头陵海路八层框架结构商住楼以及唐家祥教授设计的安阳市粮油综合楼。1994年5月,联合国工业发展组织权威专家将汕头隔震居民楼的建成誉为“世界建筑隔震技术发展的第三个里程碑”。2001年,建筑隔震与消能减震技术写入国标《建筑抗震设计规范》,标志着隔震消能技术在我国的成熟发展。汶川地震后新修订的《防震减灾法》中,增加“第四十三条 国家鼓励、支持研究开发和推广使用符合抗震设防要求、经济实用的新技术、新工艺、新材料”; 2010年新版的《建筑抗震设计规范》对隔震技术的使用范围做了较大调整,取消了对减隔震设计的诸多限制,规范提倡在“抗震安全性和使用功能有较高要求或专门要求的建筑”中使用,更利于该技术的发展。2014年2月,住房和城乡建设部又发布新文件进一步加大了建筑减隔震技术应用的推广力度。经过近些年的环境转变,在标准、法规政策与技术措施方面都已经初步形成较为完善的体系,对建筑减隔震行业的发展形成了有力的支撑。
      到目前为止,建筑隔震技术在全国各省市自治区几乎都有应用,包括云南、新疆、四川、陕西、甘肃、河北、江苏、山西、北京、山东、宁夏、天津、广东、海南、福建、内蒙、青海、上海、广西、河南、吉林、台湾等省市,已建成隔震建筑3000多栋。
       云南由于地震多发,政府重视,同时研究推广早,开发了高性能的橡胶隔震支座,培养了较强的技术与设计力量,形成了研究、设计、产品提供、施工和后期服务较成熟的成套技术,所以云南隔震技术的应用走到了全国的前列,是我国建筑隔震技术应用范围最广的地区。目前,建成隔震建筑2000多栋,其中包括建成全球最大的隔震建筑、最高的隔震建筑群等一批标志性建筑。其次是四川、新疆、陕西、甘肃等地区建成隔震建筑100多栋,河北、江苏、北京、天津、山西、山东超过50栋,其他省市应用相对较少。
      建筑减隔震技术是一项新兴技术,在国外大规模应用的历史也只有十多年。2008年5月12日汶川地震中甘肃陇南职工住宅楼和2013年4月20日雅安芦山地震中芦山县人民医院医技楼等隔震建筑,在地震中均表现出优异的抗震性能,隔震技术也因此逐步被公众和政府部门所认知。目前,住房和城乡建设部以及云南、山西、四川、新疆、重庆、陕西、海南等多个省市自治区相继出台系列规章,促进隔震技术的推广应用。
3.隔震技术发展方向
      总体而言我国建筑隔震技术的研究和应用水平还很低,建筑隔震技术从设计、产品开发及施工技术等方面与发达国家相比尚有一定的距离,隔震技术的发展正处于发展成长期。未来我国建筑隔震技术在隔震理论体系、高性能隔震产品开发和精细化施工技术的实施等方面均需要开展大量工作,建筑隔震技术必然向多样化、实用化和精细化发展。建筑隔震技术的发展将主要围绕以下几个方面逐步推进:
(1)由单一隔震元件组成的隔震体系向多功能混合隔震体系发展,从单一的水平隔震到三维隔震,从基础隔震到层间隔震都将成为未来发展方向。 
(2)在产品开发方面将进一步开发高性能、高稳定性的隔震装置,橡胶支座方面开发适用于高层及大型公共建筑的大直径橡胶隔震支座、高阻尼橡胶隔震支座、滑板支座以及低成本的适用于农村民居的隔震支座。除橡胶支座外,随着新材料的研发,开发其它新材料隔震支座,包括摩擦摆隔震支座(FPS)等。
(3)隔震技术应用方面,逐步由多层隔震向高层和大跨建筑隔震发展,从单一建筑隔震向街区整体隔震甚至城市整体隔震发展,隔震技术用于既有建筑抗震加固与改造也具有很好的应用前景。开发简单易行、经济适用的隔震装置解决农村民居抗震问题也是未来减轻地震灾害的重要途径。
二、建筑隔震技术特点
1.隔震装置
      隔震技术是通过在上部结构与下部结构之间设置隔震层,以避开地震对建筑物的能量输入。近年来发明了种类繁多的隔震装置,按其原理不同可分为弹性支承与滑动支承两大类。弹性支承类隔震装置主要有铅芯橡胶隔震支座,夹层橡胶隔震支座和高阻尼橡胶隔震支座等,一般采用橡胶为柔性材料,地震时柔性材料发生较大水平变形,阻止了携带主要能量的高频地震波向上部结构传递,上部结构所受地震作用显著减小。而滑动支承类隔震装置内部有一滑动界面,当地震引起的惯性力大于最大静摩擦力时,上部结构即可在隔震装置的滑动界面上产生滑动,这样可以避免剧烈的地表运动传至上部结构,常见的有水平摩擦滑动隔震支座、滚动隔震装置和摩擦摆隔震支座。
      橡胶隔震支座(普通橡胶隔震支座、铅芯橡胶隔震支座和高阻尼橡胶隔震支座等)既具有较高的竖向承载能力、大水平位移能力和复位功能,同时普通橡胶支座与阻尼器、铅芯橡胶支座或高阻尼橡胶支座配合使用时可提供较大阻尼,由橡胶隔震支座组成的隔震体系理论、试验研究及工程应用已较为成熟,隔震效果显著,是目前建筑隔震的主流产品,国内外已经建成的隔震建筑90%以上采用橡胶隔震支座,我国建筑隔震采用橡胶支座的比例更大。建筑橡胶隔震支座在我国的应用较为成熟,标准较为完善。目前已颁布的相关标准有:《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)、《叠层橡胶支座隔震技术规程》(CECS 126:2001)、《建筑隔震橡胶支座》(JG119-2000)、《橡胶支座 第1部分:隔震橡胶支座试验方法》(GB20688.1-2006)、《橡胶支座 第2部分 桥梁隔震橡胶支座》(GB20688.2-2006)、《橡胶支座 第3部分:建筑隔震橡胶支座》(GB20688.3-2006)、《橡胶支座 第4部分 普通橡胶支座》(GB20688.4-2006)。正在编写的标准有《建筑隔震施工与验收规范》、《建筑隔震设计规范》等。
       任何一项与建筑结构安全相关的新技术的推广,通常都将经历研究、试验、试点再到广泛应用的较长过程。抗震新技术尤其要经过发生概率较低的大地震的实际检验方可推广应用。橡胶隔震支座经历了近50年的研究发展,目前橡胶隔震支座结构简单、造价合理、理论和试验研究成果比较丰富和完善,且经历多次地震检验效果明显,标准相对健全,技术较成熟,已进入推广应用期。在今后较长时期橡胶隔震支座将成为建筑隔震依托的主要产品。目前,我国建筑上使用最多的是普通橡胶支座和铅芯橡胶支座。普通橡胶支座阻尼较小,地震作用下的水平位移较大,但变形后的恢复性能好。铅芯橡胶支座在罕遇地震作用下水平位移较小,但是对于高频波的隔震效果相对较差,且上部结构高振型影响较大,针对两种橡胶支座的性能特点,通常采用两种橡胶支座合理组合的建筑隔震体系可以达到较好的隔震效果,同时隔震层罕遇地震下的变形也能得到较好的控制。由于铅芯橡胶支座在生产和使用过程中存在环境污染风险,所以国际上开始探索使用高阻尼橡胶支座作为升级替代产品,高阻尼橡胶支座阻尼和水平刚度依赖于应变频率和幅值,对高频波的隔震效果较好。高阻尼橡胶支座对橡胶材料性能要求较高,影响支座性能的因素较多,在试验研究及结构设计上尚有许多难点需要突破。另外,由于市场工艺水平的限制,过去我国建筑隔震支座产品尺寸较小、性能不稳定、产品繁杂,随着工艺水平的提高,标准化的高性能大尺寸隔震产品必将成为主流,以适应更高的建筑抗震性能要求。
       橡胶隔震支座的应用领域较为广泛,即可用于隔离地震引起的振动,也可用于隔离设备振动或环境振动。在建筑工程上橡胶隔震支座广泛用于医院、学校、通讯、消防、电力、金融、博物馆、核电站等重要建筑,以保证地震后结构和设备完好,功能不中断。近年来在住宅项目上也有大量应用。橡胶隔震支座还广泛用于公路、铁路桥梁,以防止由地震引起交通中断,削减车辆引起的振动和温度变形。在设备隔震方面,橡胶支座用于贵重设备隔震和隔离震动设备引起的振动,橡胶支座还可用于石油浮放储罐和输油管线的隔震。
 2.橡胶支座隔震系统的特点
      建筑隔震技术是最近四十年来抗震防灾工程领域最重大的创新技术之一,现阶段具有无可比拟的优越性,能降低地震力50-80%。它能使结构安全性成倍提高,并能保护内部设备仪器,在地震后不丧失使用功能,实现结构、生命、室内财产“三保护”,近年来其优异的抗震效果在国内外大地震中得到了检验。
(1)隔震效果显著
建筑隔震技术能使结构抗震安全性大幅提高,近年来其优异的抗震效果在国内外大地震中得到了检验,以下是一些国内外典型实例: 
 实例1:1994年洛杉矶6.7级地震中,该地区有40座医院遭到破坏严重而不能使用。南加州大学医院为隔震建筑,地震中完好无损,成为救灾中心,对震后紧急救援起到了十分重要的作用。       
 
南加州大学医院在美国北岭地震中丝毫未损
实例2:1995年日本阪神7.6级地震中,西部邮政大楼是隔震建筑。震后该建筑完好,设备无损,在救灾中发挥了较大作用。地震记录显示该建筑所受地震力仅为非隔震建筑的十分之一。       
 
  日本西部邮政大楼在阪神地震中功能完好
实例3:2011年“3.11”日本9.0级地震,日在仙台、福岛震中区有许多隔震建筑,地震后毫无例外的完好无损,室内设施和物品甚至没有任何移位,其中包括超过100米的高层隔震建筑。       
 
仙台某高层建筑在311日本大地震中完好
实例4:2013年四川芦山7级地震,芦山县人民医院门诊楼为隔震建筑,震后结构基本完好,设备正常使用,在抗震救灾中发挥重要作用。医院其它建筑破坏严重无法使用。       
 
芦山县人民医院芦山7级地震后功能完好
(2)具有较好的经济性
      建筑采用减隔震技术,虽然减隔震装置的费用增加了建筑造价成本,但另一方面,由于采用减隔震设计,上部结构所承受的地震作用减小,梁柱墙截面减小,可减少钢材和混凝土的用量,工程造价相应降低。
      通过对全国范围内130个项目、335万平米减隔震建筑工程进行调查,在建筑抗震性能大幅提高的前提下,九度抗震设防区采用减隔震技术,结构造价明显降低5%左右;八度设防区工程造价略降低或持平;七度区工程造价略增加,通常增加约100元/平方米。从长期经济效益和建筑全寿命周期的费用—效益分析来看,建筑物若遭遇较大地震,传统抗震建筑将造成结构和财产两个方面损失,同时导致企业、工厂等不能正常工作造成经济损失。而隔震建筑在遭遇较大地震时,建筑功能完好,财产不损失,因此,隔震建筑长期经济效益较好。
(3)具有良好的耐久性
       橡胶隔震支座是由叠层橡胶钢板组成,橡胶片和钢板按照严格的工艺条件生产加工,橡胶和钢板粘结的非常紧密,隔震橡胶支座四周还有一层1cm厚的橡胶保护层,防止阳光、水和空气进入支座内部,并且隔震支座的工作位置是在隔震层,周围一般不会有阳光照射。根据实验研究和工程调查,隔震橡胶支座的抗老化性能超过80年。我国一般建筑的设计使用周期为50年。
(4)可改善建筑功能
       传统抗震建筑,主要通过调整结构体系和增大梁柱截面来提高结构的抗震能力。增大梁柱截面,会导致结构体系个别区域刚度大,反而使结构延性降低,不利于抗震,也不利于发挥结构使用功能。对位于高烈度区的建筑以及结构形式比较复杂的建筑,结构形式和建筑高度受到限制,采用传统抗震技术解决难度较大。而建筑减隔震技术,可以降低上部结构的水平地震作用,适当降低抗震措施,可以选择合适的结构体系,使得上部结构设计更加自由灵活,建筑的使用功能得以充分发挥。
(5)地震后具有自动复位功能
       地震后橡胶隔震支座产生变形,但支座内部橡胶将产生回复力,所以橡胶隔震支座具有自我恢复功能,地震后会在短期内逐步恢复到原位。目前经历过地震的隔震建筑没有出现过不能恢复的情况。
(6)施工工期
      建筑使用隔震技术,施工时增加了隔震层的施工,比常规建筑增加了施工时间。但采用隔震技术后上部结构构件配筋减少,钢筋制作难度减小,建筑材料节约,制作人工减少。对隔震和非隔震建筑施工时间进行详细对比结果表明,总工期没有明显增加。
三、我国建筑隔震产业发展状况
1.建筑隔震产业特征分析
(1)常规抗震建筑在建造时,业主并不需要关心建筑的抗震问题,结构工程师按照国家标准要求进行设计。由于建筑减隔震技术在我国的推广尚不普及,规范应用也只有十多年,国内设计师普遍缺乏了解与概念,更谈不上应用,设计师解决建筑抗震问题的思路几乎都是传统抗震,隔震技术方案即便再优异也提不上桌面,可见建筑隔震技术在推广应用工程中设计环节的重要性。设计师与产品供应商均不能胜任建筑隔震设计工作,严重制约建筑隔震技术的发展。个别具备建筑隔震设计能力的产品供应商成为建筑隔震技术的有力推动者和市场最大的赢家。建筑隔震产品的提供商通过主动向建设单位和设计师推介减隔震技术,提供建筑隔震成套技术解决方案,在市场上获得了成功。可见,制造商具备提出建筑减隔震整体解决方案的能力,具备为设计师提供设计咨询,甚至独立完成设计的能力,成为建筑隔震行业的重要竞争力之一,也成为目前进入该行业无形的门槛。
(2)建筑隔震产品构造简单,制造门槛似乎不高,但要生产高质量和性能的稳定产品,产品制造商必须具备很强的基础材料研究能力、新产品开发能力、分析检测能力及丰富的现场技术服务经验,应具备减隔震理论、结构地震动力分析、高分子材料研发及橡胶配方、金属材料、粘结技术、施工技术、检验技术、监测等核心技术,特别是专业技术人才队伍的培养,这样才能开发出高技术含量、高性能和高质量产品,才能不断推陈出新开发出具有市场竞争力的产品。总体上看隔震支座行业属于技术密集型企业,专业技术的形成需要长期经验的累积,目前本行业的专业人才数量相对较少,尤其是具有多学科背景的复合型人才更为缺乏;再加上本行业的应用性很强,需要针对具体的应用领域研制不同特性的产品,新进入者很难获得行业经验丰富的专业人才。
(3)在制造工艺方面,橡胶隔震支座的工艺并不复杂,大致包括橡胶材料的制备、金属材料制备和组模硫化三个大的工业工程。其中又包括数十个工艺环节。对隔震支座质量和性能影响的因素错综复杂,几乎任何一个细小的工艺环节或生产过程控制的问题将导致支座的性能、质量偏差,而且原因复杂难以追溯,这些核心工艺技术的形成往往需要长期的经验积累。没有经过一定时间的探索和大量的试验研究,入门容易但要做到产品性能优异、质量稳定却很难。
(4)橡胶隔震支座的制造并没有现成或成熟的生产线,产品未实现标准化和序列化,没有专业的设计院可以完成全套的工艺设计。所有各个生产企业的设备和工艺相差较大,生产设备和工艺往往需要结合自身的特点进行再开发,这就不仅要求配置先进的设备,同时还需要有丰富的经验才能避免走弯路。
(5)在研发与检测能力方面,为适应不同建筑物,需要开发不同力学性能的橡胶隔震支座,同时生产过程也需要实时的监控,这样需要建设高标准的物理、化学和成品力学性能实验室,并配置相应专业的技术人员。
未来建筑隔震技术将朝着减隔震技术复合、产品多元化、环保等方向发展,建筑抗震成套技术解决能力,核心的制造技术,多学科支撑的持续创新能力将成为建筑减隔震行业的核心竞争力和进入本行业的重要壁垒。
2.影响我国建筑隔震技术发展因素分析
      建筑隔震技术是解决建筑抗震问题的最有效手段之一,我国是一个地震多发国家,全国除少数省以外,都发生过6级以上破坏性地震。我国660个城市中,位于地震区的占74.5%,约有一半城市位于基本烈度7度及以上地区。118个百万以上人口的大城市中,有85.7%位于地震区,有近2/3位于基本烈度7度及其以上地区。上述7度以上设防地区均适合推广应用减隔震技术,2013年我国在建建筑面积98亿平方米,其中抗震设防7度以上地区在建面积约60亿平米,而在建建筑中采用隔震技术的比例不足1000万平米,可见推广应用的量所占比例很小,市场潜力巨大。
      从建筑隔震技术推广应用较成功的云南省经验分析,建筑隔震技术宣传普及程度和政府重视程度对行业发展的影响巨大。
(1)政策支持的影响
      云南省研究应用建筑减隔震技术超过20年,大致可分为三个阶段:1994年至2000年为技术开发研究阶段;2001年-2007年为试点应用阶段,隔震建筑在不同类型的建筑中逐步使用,建成100栋隔震建筑。2008年至今进入逐步推广应用阶段。2008年汶川地震后,隔震技术受到政府重视,云南省出台《云南省人民政府印发关于全面加强预防和处置地震灾害能力建设十项重大措施的通知》(云政发〔2008〕103号),明确指出“在地震重点危险区和重点监视防御区的县级以上医院、学校、幼儿园等人员密集场所,救灾物资储备库、博物馆、机场、桥梁等重要工程建筑物,党政机关等重要目标单位,重大通信和电力设施等,强制推行隔震垫减隔震技术,并推广使用轻型建筑材料。” 2011年进一步出台《云南省人民政府办公厅关于加快推进减隔震技术发展与应用的意见》,制定减隔震技术应用推广目标,要求中小学校舍、医院强制使用隔震技术,并逐步推进对人员集中场所和重要生命线工程进行强制使用的要求。同时,要求相关部门配套政策鼓励减隔震技术产业发展。这一阶段,云南省新建隔震建筑达2000栋,其中2012年后平均达到400栋以上。在各类应用中文化教育类占比74%,医疗7%,办公6%,反映出政策推动力度的影响。
       2011年减隔震技术列入国家鼓励类产业目录《产业结构调整指导目录(2011年本) 》,享受相应的税收优惠政策。2009年新修订的《防震减灾法》中,增加“第四十三条 国家鼓励、支持研究开发和推广使用符合抗震设防要求、经济实用的新技术、新工艺、新材料”;2013年住房和城乡建设部出台《住房城乡建设部关于房屋建筑工程推广应用减隔震技术的若干意见(暂行)》,鼓励建筑工程应用减隔震技术,同时规范减隔震建筑工程质量监管。目前,云南省的经验推广到全国各地,四川、新疆、甘肃、海南、山西等十多个省市自治区政府相继出台鼓励建筑减隔震技术应用的文件,减隔震技术在这些地区逐步得到应用。政策推动力度的加大成为推动建筑减隔震行业发展的有利因素。
(2)技术宣传和技术普及程度影响
       由于建筑减隔震技术是一项新兴技术,在国外大规模应用的历史也只有十多年,国内的设计师普遍缺乏了解与概念,更谈不上应用。只有国内部分与国外接触较多的知名大院与研究机构,在工程中开展了局部尝试性应用,对广大设计师与业主而言,一直认为这是一个非常特殊的高端技术。在2008年前,除了采用隔震技术的房屋建筑有百幢应用规模,其他减震技术的应用还非常有限。
      技术普及主要指对设计、施工、监理等从事建筑工程的专业技术人员的技术培训。云南省自2005年以后针对全省专业队伍进行了频繁的技术培训,技术人员掌握了基本知识后,在碰到具体问题时就会把掌握的知识主动用到工程实际中,否则就会产生抵触和排斥情绪,极大地影响新技术的推广。云南省推广应用较成功与减隔震知识在专业技术人员中普及程度较高有直接关系,但就全国而言,专业技术人员对减隔震知识十分匮乏,这也成为减隔震技术推广应用的最大瓶颈。
      技术宣传主要指对社会公众,特别对基本建设参与者的宣传,包括各级政府相关管理部门、房地产开发商和建筑业主。减隔震技术以很小的投入或不增加投入使建筑抗震性能成倍提高,是明智的业主的选择。所以,对社会公众及基本建设参与者的宣传是建筑减隔震技术发展的动力。
(3)技术标准与规范的影响
       技术标准、规范是新技术推广应用的技术合法依据。在我国目前的建设基本管理程序中,没有技术标准,新技术很难在建筑工程中得到应用。
       2000年建设部颁布了行业标准《建筑隔震橡胶支座》;2001年,建筑隔震与消能减震技术写入国标《建筑抗震设计规范》,标志着我国减隔震技术应用进入了作为一种标准化技术的大范围允许应用阶段。 2006年以后颁布国标《建筑隔震橡胶支座》、行业标准《建筑消能减震技术规程》等。上述标准的颁布规范了建筑减隔震设计、生产和检验过程。近期国标《建筑隔震设计规范》和行业标准《建筑隔震施工与验收规范》等标准也在编制中。建筑减隔震已经初步形成较为完善的体系,对建筑减隔震行业的发展形成了有力的技术支撑。
(4)地震环境的影响
      大地震对隔震技术推广影响大,但可持续效应递减。大地震的发生一方面严重的灾害和建筑抗震性能会引起社会广泛关注,另一方面近年来大地震中隔震建筑的优异表现也使得社会对隔震技术的认知度提高。典型的实例是2008年汶川大地震对我国隔震技术的应用规模推动影响甚大。2010年新西兰地震7.1级地震、2011年日本9级大地震隔震建筑表现优异;2013年庐山地震7级地震,芦山县人民医隔震院门诊楼成为“楼坚强”被媒体曝光后,隔震技术一度得到社会各界以及政府的重视,各地政府纷纷出台鼓励政策。在这一时期隔震建筑数量的上升与上述地震事件也有关系。当前,全球进入新一轮地震活跃期,地震频发,对未来隔震技术的发展将有一定的刺激作用。
(5)行业技术发展不平衡的影响
       2008年以前我国隔震技术处于推广应用的初期阶段,全国每年平均建成隔震建筑10栋左右,建筑隔震支座生产的厂家不足10家,而且多为传统橡胶制品企业、桥梁支座企业,产品以其他橡胶制品为主。2008年汶川大地震推动了减隔震技术的应用,汶川地震恢复重建项目部分使用了隔震技术,同时以云南省为代表的地方政府开始出台一系列鼓励政策,隔震技术首次在国家重点工程昆明新机场应用,对建筑隔震技术的发展起到了积极作用,建筑隔震技术进入快速发展期。行业开始有跟风进入的企业,目前市场上减隔震产品生产企业超过百家,产品繁杂,技术水平良莠不齐,产品质量差别很大,安装及后期监测、运行维护等服务不规范。但同时,我国建筑工程减隔震产品、检测、市场监管体系尚未健全,无法律依据,给市场和工程质量监管带来较大难度。隔震装置属于结构的承重构件,承担建筑全部荷载,其重要性不言而喻。产品质量及安装服务不到位存在安全隐患,对行业发展带来威胁。另一方面,低价劣质产品进入市场,又缺乏有效监管,形成恶性竞争,导致利润率下滑,对企业的经营业绩会产生很大影响。
(6)宏观经济环境影响
      建筑隔震行业的发展与国家基本建设规模息息相关,如果宏观经济整体低迷,基本建设规模压缩,也会影响到建筑隔震橡胶支座的需求和市场价格。近年受国内房地产行业持续疲软以及基础建设投资增速放缓等因素的拖累,建筑隔震行业的增速有所减缓。2015年政府支持的基础投资建设开始加速,最新的房贷政策的出炉将激励房地产新开工项目增加。另外“一路一带”战略实施,也为我国参与基础设施建设有关企业带来了机遇。
3.我国建筑隔震产业发展情况及建议
 (1)近年我国建筑隔震产业发展情况
      我国建筑隔震支座行业总体处于成长期。根据住房城乡建设部2015年2月对全国减隔震房屋建筑工程统计结果(表1及图1所示),截至2014年12月,全国建成隔震建筑2662栋,在建546栋,共计3214栋;建成减震建筑174栋,在建90栋,共计264栋。                             注:上述数据不包括北京、上海、广东、广西、西藏  
图1 全国隔震房屋建筑分布
      上述数据不包括北京、上海、广东、广西、西藏五个省市,但基本反应了目前我国建筑隔震技术发展的格局。
       1)我国各地区建筑隔震行业发展水平极度不平衡。技术普及程度和政府重视程度对行业发展的影响巨大,云南省由于减隔震技术的推广应用起步较早,技术普及程度高,形成了研究、设计、产品制造相关成套技术,同时政府支持力度大,使减隔震技术得到了较好的推广应用,隔震建筑在全国占比达到81%,排在第二、三位的分别为甘肃6.4%、山西3%。云南减震建筑占比也达到36.7%,位列全国第一。
       2)建筑隔震支座生产企业发展不平衡。近年来由于政府支持鼓励,加之今年来地震频发,几次大地震中建筑隔震技术表现良好,媒体频繁曝光,刺激了建筑隔震行业的发展,大批企业开始涌入该行业,主要包括了传统橡胶制品企业和桥梁支座生产企业,但多数企业从未涉足建筑减隔震行业,缺乏抗震技术技术队伍,摆脱不了单纯产品生产企业的局限性。由于市场对建筑隔震技术的接受还需一定的时间,目前市场规模还很小,所以绝大多数企业的市场占有率较低。具备自主研发生产能力、持续时间较长的企业大体有:广东1家,江苏1家,甘肃1家,云南1家,河北2家。其中,云南震安减震科技股份有限公司得益于云南省政府支持,经过多年的努力形成了较为成熟的建筑隔震成套技术服务能力,在全国建筑隔震市场占有率超过50%,步入良性发展阶段(图2)。  
图2 云南省近年隔震建筑应用情况
      3)建筑隔震行业进入增长期。自1993年由广州大学周福霖主持建成我国第一座夹层橡胶垫隔震房屋,至今我国建筑隔震技术应用已超过20年。从全国隔震建筑建成的时间看,2001年前建成近200栋,2002-2008年每年应用量极少,减隔震技术应用进入试用、观望期,推进困难。2008年汶川大地震推动了减隔震技术的应用,2011年至2014年全国建成的隔震建筑占总量的90%。由于云南隔震建筑占比较大,云南的情况基本代表了全国的发展趋势。2010年云南建成隔震建筑122栋,2011年建成176栋,2012年建成508栋,2013年建成834栋,2014年建成608栋。可以看出,隔震技术的发展受政策的影响很大,2012年云南省政府出台了鼓励政策,隔震建筑数量成倍增长。在持续增长的背景下,受国家宏观调控的影响也较为明显,新开工房地产项目数量持续减少的影响在2014年显现出来。但随着国家对抗震防灾工作的重视和技术宣传普及度的提高,未来隔震建筑推广应用总体呈上升趋势是毋庸置疑的,为建筑隔震行业发展带来了机遇。
(2)建议
      相关部门尽快就建筑工程抗震设防,减隔震技术应用和监管立法,加强建设工程抗震设防管理,引导减隔震技术等抗震新技术、新材料的推广应用。强化产品质量、设计、施工、验收等全程监管,确保减隔震建筑工程质量安全。在地震多发区医院、学校、幼儿园、商场等人员密集场所,机场、通信和电力等重要生命线工程建筑物,党政机关等重要目标单位逐步推广应用减隔震技术,全面提高建筑工程抗震能力,最大限度减轻地震灾害损失。
 
上述文章转自中国勘察设计协会抗震防灾分会。
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