廢舊輪胎隔震技術在村鎮(zhèn)砌體結構房屋中應用研究的現狀綜述

付亞男 熊禮全 張學林 何 建 姜開渝

（重慶三峽學院土木工程學院 重慶萬州 404100）

一、引言

三峽庫區(qū)村鎮(zhèn)房屋多數為農民自建，抗震能力十分薄弱，上世紀80-90年代建造的磚混結構房屋基本處于抗震不設防狀態(tài)，近年來的新建磚混結構房屋雖然設置了圈梁構造柱，但大多不滿足抗震規(guī)范的要求，存在這樣或那樣的問題[1]。近10多年來，我國發(fā)生了很多次地震，2008年的四川汶川地震、2010年的青海玉樹地震、2013年的四川雅安地震、2019年的四川宜賓地震、2018年云南的魯甸地震、景谷地震都對村鎮(zhèn)房屋造成了極大的破壞，數次地震都是農村受災面積大、受災人口眾多、受災人群分散、救援困難等因素造成了農村地區(qū)的生命財產損失巨大，而村鎮(zhèn)房屋的抗震性能和抗震能力低下是造成農村地區(qū)“小震致災”，甚至“小震大災”的主要原因[2-6]。

數次的地震災害都使我們認識到村鎮(zhèn)房屋的抗震性能有待加強、抗震能力有待提高，同時還需要考慮廣大村鎮(zhèn)地區(qū)的經濟發(fā)展水平，以及當地的居民是否承受得起。每次地震震害都會暴露出村鎮(zhèn)磚砌體結構房屋的新問題，為村鎮(zhèn)磚砌體結構房屋的抗震研究帶來新的啟發(fā)。針對村鎮(zhèn)建筑的抗震減災能力的現狀及村鎮(zhèn)砌體結構房屋的實際修建情況，研究村鎮(zhèn)農民自建磚砌體結構房屋的隔震、減震技術已為大勢所趨。此研究對三峽庫區(qū)乃至全國的廣大農村房屋的抗震、隔震、減震都具有深遠的意義，因此，關于村鎮(zhèn)房屋的減震、隔震、抗震研究應該成為抗震專家和相關從業(yè)人員孜孜追求的畢生事業(yè)[2-3]。

二、國外研究現狀

隔震和消能減震設計已經被納入《建筑抗震設計規(guī)范》，然而在傳統的隔震技術中主要采用疊層橡膠隔震支座，但是疊層橡膠隔震支座價格高、制造難、施工工藝復雜，三峽庫區(qū)的經濟發(fā)展水平低下很難推廣，在我國的其他農村地區(qū)也存在同樣的問題。因此，研究出一種成本低廉，構造簡單，施工簡便，后期維護成本低的面向庫區(qū)村鎮(zhèn)房屋實用的成套隔震技術并形成標準圖集和選用表迫在眉睫，同時對提高村鎮(zhèn)建筑的抗震性能具有重要的現實意義。廢舊輪胎隔震技術在國內外的研究較少，其實際工程應用更為罕見[2-3，7]。

zden B 和Turer A等[2]（2006、2008）對廢舊輪胎制作的房屋基礎隔震墊進行了一系列的力學試驗研究。廢舊輪胎隔震墊的豎向極限承載應力約為8N/mm2，廢舊輪胎隔震墊的平均剪切模量在0.9 N/mm2到1.85 N/mm2之間，通過改變廢舊輪胎隔震墊的層數可以相應的改變廢舊輪胎隔震墊的剪切模量。廢舊輪胎隔震墊成本低、自重輕、易施工，將廢舊輪胎變廢為寶，應用前景廣闊。

Mishra H K， lgarashi A， Matsushima H等[8]利用廢舊輪胎橡膠墊（SRTP）制作普通民居的隔震裝置，并進行了廢舊輪胎橡膠墊（SRTP）制作的隔震裝置的相關研究。

利用廢舊輪胎制作的隔震墊與傳統的疊層橡膠支座相比，具有較好的阻尼特性、造價低廉、自重輕、原材料易得到，廢舊輪胎橡膠墊（SRTP）制作普通民居的隔震裝置，對村鎮(zhèn)農民來說可以用得起。

三、國內研究現狀

陳文、田原源、熊峰等[9，10，11，12]研發(fā)了一種利用廢舊輪胎制作的隔震系統為將其應用于村鎮(zhèn)民居，進行了有關廢舊輪胎隔震系統的一系列試驗。包括廢舊輪胎隔震墊的軸壓、壓剪以及斜壓等力學性能試驗、支座性能穩(wěn)定，通過力學性能試驗發(fā)現廢舊輪胎隔震墊的豎向剛度遠大于水平向剛度，是一種有效的隔震裝置。陳文等還利用ANSYS有限元軟件建立廢舊輪胎隔震砌體結構的三維有限元模型進行了數值分析，發(fā)現利用廢舊輪胎隔震墊隔震的農村砌體房屋地震反應小于非隔震砌體房屋模型，廢舊輪胎隔震墊隔震的農村磚砌體房屋的隔震效果良好。由于廢舊輪胎隔震墊的成本較低，又有較好的隔震效果，可以用于農村磚砌體房屋的隔震、減震。

張超、王瑞等[13]利用廢舊輪胎制作橡膠粉，再將橡膠粉作為村鎮(zhèn)磚砌體房屋的隔震層進行了相關的試驗研究。結果表明：利用廢舊輪胎制作的橡膠粉做隔震層的砌體房屋具有一定的消能減震特性，但是費用比較高，在農村推廣這類隔震支座裝置有一定的困難。

廢棄輪胎已經廣泛應用在工程建設中，比如利用廢舊的橡膠輪胎做公路的防撞護欄、作為護坡材料也被應用在重力式擋墻和路基回填中，把廢舊的橡膠輪胎制作成膠粉用于防水材料、改性瀝青等都取得了良好的經濟效益、社會效益和環(huán)保效益。

四、結束語

隨著我國汽車擁有量的增加，汽車廢舊輪胎的回收利用將是急需解決的環(huán)境問題和社會問題。將廢舊輪胎簡單處理后應用于村鎮(zhèn)民居的房屋隔震體系，將為廢舊汽車輪胎的再利用提供一個經濟、環(huán)保的解決思路。國內外學者急需對廢舊輪胎作為村鎮(zhèn)民居隔震系統的相關研究進行廣泛深入的研究，并制定相關的配套圖集及規(guī)范，方便村鎮(zhèn)民居的設計者采用。