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[防灾科技]从机场航站楼带你了解隔震技术

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添加时间:2017年12月06日

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 今天给大家介绍一下北京的新机场航站楼。
2017年6月30日,随着最后一榀钢网架吊装拼接完成,北京新机场航站楼钢结构实现封顶,之后,工程将进入屋面、幕墙和二次结构施工。根据总体计划,北京新机场航站楼将于2017年底实现封顶封围,2018年底实现新机场主体工程完工,2019年建成通航。
北京新机场航站楼建成后,将成为世界上最大的单体隔震建筑。 这要说的就是隔减震技术,该技术属于工程地震领域,是建筑隔震技术和建筑减震技术的简称。建筑隔震就是在房屋基础、底部或下部结构与上部结构之间设置由叠层橡胶隔震支座组成具有整体复位功能的隔震层,以延长整个结构体系的自振周期,减小输入上部结构的水平地震作用,达到预期防震要求。建筑减震技术是在结构物某些部位设置耗能装置,通过该装置产生摩擦,弯曲、弹塑性滞回变形来耗散或吸收地震输入结构的能量,以减小主体结构的地震反应,从而避免结构产生破坏或倒塌,达到减震控制的目的。
减隔震技术在日本应用非常广泛,我国也在大面积推广当中,云南省是地震频发的省份,也是建筑减隔震技术运用最为广泛的省份。这里需要说的是北京新机场,该机场就是国内最大的隔震建筑体,机场航站楼采用先进的组合隔震技术,设置1320个橡胶隔震支座和弹性滑板支座,大幅度提高航站楼结构的抗震性能。
北京新机场位于京城南部永定河北岸,主体建筑航站楼由中央主楼和五条放射状指廊构成,仅航站楼主体结构占地面积就达到了200亩,如此大跨度的单体建筑,足够装下整个水立方。北京新机场不仅结构复杂、空间跨度大,建成后还将是世界上首座实现高铁下穿、“双进双出”的航站楼,届时新机场航站楼距离高铁的垂直距离仅为11米,当高铁以350公里的时速通过510米长的“高铁隧道”时,将会产生较强的振动和较大的风压。如此大的建筑,如何变成具有极强抗震能力的“楼坚强”,通过隔震技术的应用很好地解决了高铁的振动问题。
所谓隔震,简单地说就是在上部结构和地面之间,设置一层柔软的隔震层,减少地面运动向上部结构传递,使上部结构的地震反应大幅降低,从而实现“隔离”地震。通常隔震结构的地震反应仅有非隔震结构的1/4至1/8,因而可以极大提高建筑的抗震性能。
一般隔震层由若干个隔震支座组成,而隔震支座则是由橡胶和钢板相互叠加黏结而成,这样既保证了隔震支座的刚度,又使其具有良好的柔韧性。周福霖院士说,隔震体系把传统抗震体系中通过加大结构断面和配筋的“硬抗”概念和途径,改为“以柔克刚”的减震概念和途径,是中华文化“以柔克刚”哲学思想在结构防震工程中的成功运用。
北京新机场设计成辐射状,跨度大,结构非常复杂,作为重要的生命线工程,它的抗震设防要求是在遭遇地震影响时,不但要确保航站楼结构完好,还要保证仪器设备正常运转和人员安全,并在灾后发挥应急救援作用,如果采用传统抗震设计恐怕难以实现设防目标,而采用隔震技术能使得它的结构安全性大大提高,同时也有效解决了其与地铁、城铁等轨道交通对接时的振动问题。
在北京新机场航站楼核心区地下一层柱顶处设置成了隔震层,隔震装置采用了铅芯橡胶隔震支座、普通橡胶隔震支座、滑移隔震橡胶支座和粘滞阻尼器等,整个航站楼总共使用了1320套隔震装置,从使用的隔震弹性滑板支座来看,无论是体量还是单个支座的吨位都创下国内之最,刷新了此前昆明新机场保持的纪录。建成后的北京新机场航站楼,将成为全球最大的单体隔震建筑,抗震设防烈度达8度。
据悉,建筑物采用隔震技术不仅可以解决建筑工程的抗震问题,还能明显降低建筑成本。《中国地震动参数区划图》主编高孟潭研究员认为,隔震技术的应用可以减少建筑物梁柱的尺寸,降低钢筋和水泥的使用量,在一定程度上能够降低建筑物的造价,带来一定的经济效益。