裝配式的建筑，柱子和梁都是現場拼裝而成，遇到大地震到底安全嗎？日本地震頻發，一般的小地震，老百姓早已習以為常，即使是2011年3月11日的9級大地震，居然有房子沒被震倒，房屋真正成為人們安全堅固的壁壘。他們是怎么做到的呢，他們的裝配式建筑與隔震減震措施是怎樣完美交圈的呢？ 以下是東京本八幡的一棟超高層全預制結構的實例分析。

本八幡超高層建筑的抗震利器

一、基本結構

框架結構，結構高度144.2米。地上42層，標準層層高3.3米，一層地下室，管樁基礎。

二、平面與體型

1、體型對稱，外框投影邊長41.4米，高寬比3.48。規整的平面與體型，較小的高寬比，是結構利于抗震的第一步。

2、內筒與外圈均為PC框架（PC柱、PC梁）。在內筒內側有一榀鋼框架（見圖示），由鋼柱鋼梁建造（僅作為機械升降停車庫，基本不作為抗側力體系）。

日本高層建筑普遍使用框架結構，剪力墻只在低、多層中使用，是因為日本人認為剪力墻相比框架而言抗震性能不明確；更重要的是，框架相比剪力墻更加“柔”，能夠承受更大的變形，在日本的規范中，框架結構的層間位移角（就是樓層的水平位移除以層高）可以允許做到1/120,而國內為1/550，即日本認為地震時讓建筑“適當搖擺以釋放能量”要好過“硬扛”。配合以隔震減震技術，日本的框架結構可以做到200米高。

三、減震柱的使用

減震原理：當地震來臨，柔性建筑就開始晃動，所產生的能量就要全部被減震柱吸收掉，保護關鍵的柱子、梁不被破壞。
布置位置：內筒三跨PC柱的左右兩跨，四周各2根，每層8根；從1層布置至29層，共計232根。

▲內筒三跨PC柱的左右兩跨

▲從1層布置至29層

內筒框架因剛度較大，將分配較大的水平作用（約60%~80%的地震、風荷載）。尤其是內筒角部變形較大，故將減震柱布置于此，可最大限度發揮其吸收能量、保護主體的功能。而只布置3/4高，是因為結構底部承擔了主要的水平剪力與傾覆力矩。頂部雖然位移較大，但位移角參數能控制在有效范圍，安全無影響，加上底部3/4已有減震器參與工作，頂部加速度也能得到有效控制。

減震柱構造：上下兩塊對稱的帶翼緣鋼板，與梁可靠連接，中間是相對較軟（屈服點低）的鋼材。

對于高層彎剪型結構，水平剪力最大一般出現在樓層中部，此處設置較低屈服點的鋼材，可以充分發揮其承擔剪力、變形耗能作用。可通過計算調整軟鋼厚度及尺寸，使其符合大震下的往復受剪變形性能。

減震柱施工圖：首層至6層各減震柱型號有差別，而7~29層則統一一種型號，區別在于軟鋼板厚以及上下板端的連接節點。

▲7~29層減震柱布置圖

減震柱凈高2800，分為三段，上下兩段（紅色所圈）位安裝加勁板，中間為軟鋼。

上下兩端安裝加勁板通過錨桿固定于上下梁之間，梁為PC大梁，已預留錨孔，將加勁板的錨桿穿過錨孔用錨板螺釘擰緊固定。

▲錨桿與梁的連接 

▲減震柱與梁的連接

不僅僅技術上完全實現，樓書上也將減震柱作為抗震安全的重點進行宣傳，圖片讓客戶簡單易懂。

四、其他防震安全措施

門框與門之間的變形空間：地震時即使門框變形，人們也能打開門逃生。

▲門框空隙變形示意

電梯防震感應控制：當監測到先行到達的地震縱波，電梯防震感應立即啟動，正在行駛的轎廂將停在就近的樓層，并開門停止運行。

▲電梯防震感應控制

全預制的關鍵：強節點

除了采用高大上的減震技術，預制結構本身的節點也是關鍵，只有做好了“強節點”連接，才能保證裝配建筑抗震性能不低于現澆。

▲梁套筒連接 

▲預制柱柱頭鋼筋

萬科的應用

北京萬科的金域緹香是國內第一個工業化隔震項目，采用18層的裝配式剪力墻+隔震支座，在8度設防的北京，略顯偏剛的裝配式剪力墻通過隔震層與基礎“隔開”，有效降低70%的地震作用。

▲隔震層施工

▲隔震支座

來源：筑龍BIM

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江彩霞                               黃祺

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項目二組 

李健銘                              梁建林  

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