高大上的装配式建筑是如何实现抗震的？

装配式的建筑，柱子和梁都是现场拼装而成，遇到大地震到底安全吗？这是很多人的疑问，而我们的近邻日本，给了我们最好的答案。NIPPON地震频发，一般的小地震，老百姓早已习以为常，即使是2011年3月11日的9级大地震，居然也没有房子被震倒，房屋真正成为人们安全坚固的壁垒。他们是怎么做到的呢，他们的装配式建筑与隔震减震措施是怎样完美交圈的呢？让我们以东京本八幡的一栋超高层全预制结构为例来看看吧。

本八幡超高层建筑的抗震利器
一、基本结构
框架结构、结构高度144.2米、地上42层、标准层层高3.3米、一层地下室、管桩基础。

二、平面与体型
1、体型对称，外框投影边长41.4米，高宽比3.48。规整的平面与体型，较小的高宽比，是结构利于抗震的第一步。


2、内筒与外圈均为PC框架（PC柱、PC梁）。在内筒内侧有一榀钢框架（见图示），由钢柱钢梁建造（仅作为机械升降停车库，基本不作为抗侧力体系）。





日本高层建筑普遍使用框架结构，剪力墙只在低、多层中使用，是因为日本人认为剪力墙相比框架而言抗震性能不明确；更重要的是，框架相比剪力墙更加“柔”，能够承受更大的变形，在日本的规范中，框架结构的层间位移角（就是楼层的水平位移除以层高）可以允许做到1/120,而国内为1/550，即日本认为地震时让建筑“适当摇摆以释放能量”要好过“硬扛”。配合以隔震减震技术，日本的框架结构可以做到200米高。


三、减震柱的使用
减震原理：当地震来临，柔性建筑就开始晃动，所产生的能量就要全部被减震柱吸收掉，保护关键的柱子、梁不被破坏


布置位置：内筒三跨PC柱的左右两跨，四周各两根，每层8根；从1层布置至29层，共计232根。










内筒框架因刚度较大，将分配较大的水平作用（约60%-80%的地震、风荷载）。尤其是内筒角部变形较大，故将减震柱布置于此，可最大限度发挥其吸收能量、保护主体的功能。而只布置3/4高，是因为结构底部承担了主要的水平剪力与倾覆力矩。顶部虽然位移较大，但位移角参数能控制在有效范围，安全无影响，加上底部3/4已有减震器参与工作，顶部加速度也能得到有效控制。


减震柱构造：上下两块对称的带翼缘钢板，与梁可靠连接，中间是相对较软（屈服点低）的钢材。





对于高层弯剪型结构，水平剪力最大一般出现在楼层中部，此处设置较低屈服点的钢材，可以充分发挥其承担剪力、变形耗能作用。可通过计算调整软钢厚度及尺寸，使其符合大震下的往复受剪变形性能。




减震柱施工图：首层至6层各减震柱型号有差别，而7-29层则统一一种型号，区别在于软钢板厚以及上下板端的连接节点。






减震柱净高2800，分为三段，上下两段（红色所圈）位安装加劲板，中间为软钢。





上下两端安装加劲板通过锚杆固定于上下梁之间，梁为PC大梁，已预留锚孔，将加劲板的锚杆穿过锚孔用锚板螺钉拧紧固定。








不仅仅技术上完全实现，楼书上也将减震柱作为抗震安全的重点进行宣传，图片让客户简单易懂。





四、其他防震安全措施
门框与门之间的变形空间：地震时即使门框变形，人们也能打开门逃生。





电梯防震感应控制：当监测到先行到达的地震纵波，电梯防震感应立即启动，正在行驶的轿厢将停在就近的楼层，并开门停止运行。













万科的应用
北京万科的金域缇香是国内第一个工业化隔震项目，采用18层的装配式剪力墙+隔震支座，在8度设防的北京，略显偏刚的装配式剪力墙通过隔震层与基础“隔开”，有效降低地震作用70%。