尚守平， 宋 炼
[摘要]本文介绍了一种廉价高效的钢筋沥青复合隔震层，适合于广大村镇、乡村地区既有的多层砌体及混凝土结构房屋；还介绍了这种隔震层的工作原理、试验结果、设计要点，依据政府颁布的《多层房屋钢筋沥青基础隔震技术规程》( GBJ 43/T 304-2014)建立的实际工程案例。可供广大工程技术人员及地震区村乡镇建房户主参考。
[关键词]钢筋-沥青隔震层；试验研究；设计要点；工程实例；规程专利
0 前言
我国地处世界两大地震带的交汇处，地震发生的频度和烈度较高；我国69%的地区都是地震区，近些年来地震发生的频率、烈度越来越高；广大村镇地区的房屋都以多层砌体及混凝土结构为主，地震对广大乡镇和农村地区的危害越来越大，主要震害为房屋的破坏和倒塌。对于广大城镇和农村地区的既有多层砌体及混凝土结构房屋，最好的抗震措施莫过于隔震。隔震措施虽然效果好，但对一般百姓而言造价太高。湖南大学研究小组研制了一种廉价高效的钢筋沥青复合隔震层，获得国家发明专利。众所周知，竖向地震加速度约为水平地震加速度的2/3；本文谈到的钢筋沥青复合隔震层的作用主要是减小水平地震运动加速度。这是一种间接加固技术，适合于广大村镇、乡村地区新建的多层砌体及混凝土结构房屋。
1 钢筋沥青隔震层构造
2008年汶川地震以来，湖南大学研究小组研制了钢筋沥青复合隔震层，这种隔震层构造简单、取材容易、施工便捷、效果优异，其构造见图1，2。
2 钢筋沥青隔震层试验
笔者在湖南大学防灾实验室对钢筋沥青隔震层进行了一系列的试验，见图3。在湖南大学实验室1m x1m的水平震动台上输入El Centrol波和Taft波，最大峰值加速度为0. 1g~1.4g，钢筋沥青隔震层震动台试验实测加速度时程曲线见图4。试验结果显示，台面（相当于地面）运动加速度被衰减掉50%~70%；震后上部质点基本恢复到原位。钢筋沥青隔震层1:1砌体房屋隔震试验见图5。
与此同时，还有一些学校和湖南大学进行过另外一些类型的农居减震技术的研究。湖南大学也提出了三维隔震的装置。
3 设计要点
在一系列试验研究的基础上，湖南大学还对钢筋沥青隔震层的计算与设计进行了严格的论证与分析。并对钢筋沥青隔震层的计算与设计提出两个关键点：1）钢筋沥青隔震层的设计要点是保证隔震层竖向钢筋的稳定与强度。隔震层竖向钢筋的稳定问题属于第二类失稳问题，主要与长径比有关，如图6所示。
从图6可知，只要临界荷载与长径比对应关系点在曲线左下方就不会失稳；而且，只要不产生第二类（偏压）失稳，就不会产生第一类（轴压）失稳。
对水平隔震产生作用的竖向钢筋不仅要进行稳定验算，还应进行强度验算：
式中：f y为隔震竖向钢筋抗压强度设计值；n为计算单元内隔震竖向钢筋根数；d为隔震竖向钢筋直径；NE为计算单元内考虑地震作用时上部结构重力荷载设计值；S E h k为水平地震作用标准值的效应；y Eh为水平地震作用分项系数；y RE为承载力抗震调整系数；h为隔震竖向钢筋净高度；N为计算单元内上部结构重力荷载设计值。
除此之外，还应对隔震竖向钢筋进行位移验算。
4 隔震农居实际工程
在长沙市郊区，按照钢筋沥青隔震层的要求建立了一栋实际隔震农居。图7 N12反映了这栋隔震房的建设情况。这栋房屋建筑面积约380m2，总造价与非隔震房屋差不多（2010年价格，增加5%以下）。
5 专利及技术标准
在上述一系列试验研究的基础上，湖南大学获得了国家发明专利（图13），主编了湖南省多层房屋钢筋沥青基础隔震技术规程（图14）。
6 结语
钢筋沥青基础隔震技术适用于村、镇、乡地区的多层砌体结构、混凝土结构或砖混结构房屋，经试验验证，其隔震效果优异，且价格低廉、取材容易、施工便捷。
中国地大物博，处于世界两大地震带交汇处，接近70%的国土面积位于地震区，直接受害最严重的是广大的农民大众。近些年来，农村经济在国民经济中占的比重越来越大，若能将最好最廉价的减震技术应用于广大的农村地区，对中国的国民经济建设无疑会产生巨大的影响。
