橡胶支座的设计应该由谁来负责

       隔震建筑通过隔震层的变形延长结构周期实现“以柔克刚”，大幅度降低地震作用向上部主体结构的传导，其优秀的防震性能已经在多次地震灾害中得到了验证（图1）

图1 普通抗震建筑与隔震建筑在强烈地震下的损伤特征
       隔震层中起核心作用的构件为隔震支座，它在没有地震时能够稳稳当当地承担上部建筑的重量，一旦发生地震还能够在承担上部重量的同时进行大幅度的水平变形。隔震支座既是竖向构件，也是变形、耗能元件。图2为目前隔震建筑中广泛使用的叠层橡胶隔震支座压剪试验的变形照片。

图2 叠层橡胶隔震支座压剪试验变形

       根据现有抗规的设计方法，隔震建筑可以根据隔震支座的减震效果对上部结构的抗震设计进行“打折”，大多数可以实现“抗震设防烈度降一度”的要求，也就是计算的地震力要比普通抗震建筑小一半。如果隔震支座出现问题，隔震建筑的抗震性能有可能会比普通抗震建筑的抗震能力更差；更有甚者，一旦支座出现破坏而导致丧失竖向承载力，结构将发生类似局部柱倒塌的严重建筑安全风险。因此，隔震支座应该作为比一般竖向构件更为重要的结构构件进行设计考虑。

       虽然我国目前隔震建筑工程已经在数量上位居世界前列，但是在具体工作中仍然存在不够严谨、容易造成隐患的现象存在，最典型的就是叠层橡胶隔震支座的设计问题。在我国现有的结构抗震设计中，对支座的设计主要包含两个方面，一为重力荷载代表值下的压应力限值（抗规表12.2.3）；二为验算“在罕遇地震作用下应保持稳定，不宜出现不可恢复的变形”，但是具体如何操作没有详细说明。于是乎，很多设计人员就将支座设计视同常规的建筑门窗产品一样完全交给了厂家，甚至不如幕墙，幕墙深化设计之后结构设计人员还需要设计复核，橡胶隔震支座的设计从管理流程上没有得到它应有的重视。

图3 抗规中橡胶隔震支座压应力限值
       图4通过一个简单的流程图来说明这种疏忽会带来的风险。从设计到最后的施工验收，设计图纸能够保持一致，但是计算书中包含支座在极限情况下的受力情况一般都不能在施工中进行体现。一般情况下，设计中使用的支座参数是咨询厂家提供的，而最终中标厂家的支座参数是根据设计图纸来做的，二者不一定完全一致！！

图4  目前橡胶隔震支座在设计及生产情况

图5 支座极限剪切变形失稳破坏情况
        我们再来看看支座的受力情况和检验方法。在地震作用下，边缘部分的支座竖向力会由于地震作用而大幅度增加，以乙类建筑为例，在正常使用状态下的压应力为12MPa，但是在地震作用下支座压应力可能会增加到25MPa，此时的支座竖向压应力应该按照25MPa设计，检验压力也应该按照25MPa考虑，在国家标准《建筑橡胶隔震支座》GB 20688.3-2006中6.3.2条关于支座极限性能试验中也是做了如此规定（图6）。那在缺乏计算书的情况下，中标厂家提供给第三方检测机构的支座，支座极限性能试验也就稀里糊涂的按照正常使用状态的12MPa做了检测，而现场施工人员仅从图纸上考虑也看不出来问题，施工和支座生产及检测就自成了一个闭环，和结构设计根本对应不上。据此我们对一些实际工程进行了验算，发现部分项目支座极限压应力在21MPa，但是根据实际安装的支座参数计算发现其在最大变形下的屈曲应力为16.5MPa，大震情况下存在较大的安全隐患。

图6  橡胶隔震支座在重力荷载代表值下和地震作用下的受力变化

图7  标准关于支座极限剪切性能的试验要求

       从设计到施工验收成套流程看似合理合规，但是问题很严重。一旦在地震中出现风险，最终受伤害的都是业主，结构工程师具有不可推卸的责任。建议结构工程师在进行隔震设计时学习国外的设计经验，将支座产品设计也列入工作范围中，形成完整的工作闭环。

      最后，建议在图纸中体现详细的橡胶隔震支座参数，包括具体的橡胶和钢板的层数、厚度。如果结构工程师对支座设计没有经验担心设计出不合理的支座构造参数，也可以采取更简单的方法，就是在图纸中标明每种支座的最大和最小竖向荷载，作为支座检测的依据。