前言：中文期刊網(wǎng)精心挑選了隔震技術(shù)的基本原理范文供你參考和學(xué)習(xí)，希望我們的參考范文能激發(fā)你的文章創(chuàng)作靈感，歡迎閱讀。

隔震技術(shù)的基本原理范文1

論文摘要：筆者經(jīng)過實(shí)踐并進(jìn)行理論總結(jié)后，在本文中就房屋基礎(chǔ)隔震技術(shù)的原理和施工技術(shù)要點(diǎn)做了詳細(xì)和系統(tǒng)的介紹，并且通過比較將房屋基礎(chǔ)隔震技術(shù)抗震性能好和節(jié)約成本等優(yōu)越性展現(xiàn)出來。最后筆者還就目前該技術(shù)的應(yīng)用情況做出了總結(jié)。

2008年的5·12汶川地震在給我們帶來傷痛的同時(shí)也引起了各界對房屋建設(shè)的關(guān)注，對于每一名房屋設(shè)計(jì)和建設(shè)者來說如何提高房屋的抗震能力成了必須思考和探索的問題。廣木線穿心店站的貨運(yùn)樓在其周圍房屋基本倒塌的情況下仍然可以保持房屋上部結(jié)構(gòu)的基本完整性這一特殊的現(xiàn)象為我們有效提高房屋抗震性能提供了一種可能。經(jīng)過調(diào)查發(fā)現(xiàn)該樓房在修建過程中應(yīng)用房屋基礎(chǔ)隔震技術(shù)，這就提示我們房屋基礎(chǔ)隔震技術(shù)能有效提供房屋抗震性能，而這一點(diǎn)在國家現(xiàn)行的GB 50011．2001建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范中得到證明。下面就介紹一下房屋基礎(chǔ)隔震技術(shù)的基本原理和優(yōu)越性，并且探討一下其應(yīng)用的方法。

1 房屋基礎(chǔ)隔震技術(shù)的基本原理

房屋基礎(chǔ)隔震技術(shù)的基本原理就是在房屋的上部結(jié)構(gòu)同地基之間實(shí)現(xiàn)柔性連接——一般是在上下結(jié)構(gòu)的中間增加水平剛度低且具有適當(dāng)?shù)母粽鸷驮黾咏Y(jié)構(gòu)系統(tǒng)的柔性，使上部結(jié)構(gòu)得以同可能造成破壞的地面運(yùn)動(dòng)分離，以達(dá)到降低房屋上部結(jié)構(gòu)的地震能量加速，且提高房屋對于地震的抵抗能力的目的?？梢哉f基礎(chǔ)隔震技術(shù)通過“以柔克剛”的方式使得房屋的抗震性能大大提高。當(dāng)?shù)卣鹌茐某潭容^小時(shí)，“隔震裝置的初始剛度足以使房屋屹立不動(dòng)”[1]，在遇到破壞性大的地震時(shí)這種設(shè)計(jì)就可以保持房屋的基本結(jié)構(gòu)讓房屋不至完全倒塌，就像5·12地震中的廣木線穿心店站的貨運(yùn)樓。

房屋結(jié)構(gòu)應(yīng)用基礎(chǔ)隔震措施后，其周期是沒有應(yīng)用基礎(chǔ)隔震結(jié)構(gòu)的2～3倍，依據(jù)反應(yīng)譜理論可知較長的隔震建筑的周期可以使地震對房屋的影響大幅度減小。但就傳統(tǒng)對原理的解釋來看，這種隔震設(shè)計(jì)一般多用于層數(shù)較少的樓房，而目前我國在高層建筑中也開始了基礎(chǔ)隔震技術(shù)的使用。雖然，這用傳統(tǒng)的理論很難解釋其合理性，但是從實(shí)際運(yùn)用中來看，我們?nèi)耘f可以發(fā)現(xiàn)其合理因素所在，即就隔震能力本身而言基礎(chǔ)隔震技術(shù)降低房屋上部結(jié)構(gòu)的地震能量加速。

2 房屋基礎(chǔ)隔震設(shè)計(jì)的優(yōu)越性

無論是從理論上還是實(shí)踐中基礎(chǔ)抗震設(shè)計(jì)較傳統(tǒng)抗震設(shè)計(jì)在抗震能力和節(jié)約成本方面都有很大的優(yōu)勢。

2.1 抗震能力更好 明顯有效地提高了地震對房屋結(jié)構(gòu)的影響?；A(chǔ)隔震技術(shù)使得房屋結(jié)構(gòu)的加速度降低60%左右，也就是相當(dāng)于沒有運(yùn)用基礎(chǔ)抗震技術(shù)結(jié)構(gòu)的1／10～1／4。如此一來房屋上部結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)也剛體平動(dòng)十分類似，從而能讓房屋的整體結(jié)構(gòu)得到有效的保護(hù)，同時(shí)也因結(jié)構(gòu)的震動(dòng)得以保持在較為輕微的水品內(nèi)而讓房屋的內(nèi)部設(shè)施。同時(shí)在地震時(shí)，應(yīng)用了基礎(chǔ)抗震設(shè)計(jì)的房屋能夠保持上部結(jié)構(gòu)的彈性工作狀態(tài)的正常運(yùn)作，這可以給某些重要的建筑物以可靠的保護(hù)。

2.2 節(jié)約成本 從目前國內(nèi)的房屋建設(shè)實(shí)例來看，采用了基礎(chǔ)隔震設(shè)計(jì)的房屋在初始造價(jià)上往往較非基礎(chǔ)隔震設(shè)計(jì)的房屋高，但是我們在計(jì)算隔震設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性時(shí)不能只考慮初始的工程費(fèi)用，而應(yīng)該從其抗震性能、抗震安全性、震后維護(hù)等方面來進(jìn)行評估。首先，房屋基礎(chǔ)隔震可以有效的保護(hù)房屋內(nèi)部的浮放設(shè)備，防止內(nèi)部物品的破損，減少了受災(zāi)群眾的經(jīng)濟(jì)損失和次生災(zāi)害的發(fā)生。其次，抗震措施簡單明了，隔震設(shè)計(jì)僅考慮隔震裝置，“這樣就可以把設(shè)計(jì)、試驗(yàn)、制造的注意力集中到這些構(gòu)件上”[2]，因此建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與施工得以簡化。最后，地震后無需對隔震建筑進(jìn)行過多的維修。

3 房屋基礎(chǔ)隔震設(shè)計(jì)的應(yīng)用方法

3.1 隔震裝置的選擇 現(xiàn)階段常用的隔震裝置有：加鉛芯的多層橡膠支座、橡膠隔震支座、摩擦滑動(dòng)層隔震裝置、阻尼器。這些隔震裝置都各有其優(yōu)缺點(diǎn)，具體什么選擇還得按照房屋的總體設(shè)計(jì)需要來，但總的來講要想隔震裝置在地震中發(fā)揮作用，保證房屋整體的抗震性能和安全性，就必須就有適當(dāng)?shù)淖枘峒跋苣芰A(chǔ)隔震裝置必須具有一定的阻尼、消能能力和豎向承載能力。下面我們就以疊層橡膠隔震支座為例。疊層橡膠隔震支座一般用天然橡膠或者人工合成橡膠制作，呈圓柱形，直徑在300mm以上1000mm以下，單個(gè)可以承重500KN到700KN。其有點(diǎn)是有很好的自復(fù)能力。其缺點(diǎn)是“由于上部結(jié)構(gòu)的粱是由疊層橡膠支座為其豎向支座的，為了減小梁的跨度，就需要放置比較多的疊層橡膠支座，那么就提高了整個(gè)隔震體系的成本?！盵3] 　 3.2 確定水平向減震系數(shù) 水平向減震系數(shù)取值必須大于等于0.25，而且隔震作用發(fā)揮后，地震作用的總水平應(yīng)該是隔震結(jié)構(gòu)相對的減震系數(shù)的百分之七十。為了更加合理化水平向減震系數(shù)，我們要根據(jù)具體情況配合相應(yīng)的防烈度，具體來說可看下表：

水平向減震系數(shù) 防裂度

0.25 6-7

0.38 6-8

0.5 6-8

0.75 7-9

3.3 基礎(chǔ)設(shè)計(jì)要點(diǎn) 當(dāng)我們進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)可以不考慮隔震產(chǎn)生的減震效果，只需按原設(shè)防烈度著手設(shè)計(jì)即可。

3.4 隔震層設(shè)計(jì)要點(diǎn) 隔震層能在地震中起到應(yīng)有作用是設(shè)計(jì)的根本，因而就必須確保整體隔震結(jié)構(gòu)得以協(xié)調(diào)工作，這樣一來我們在將具有合適剛度的梁板體系安排在隔震結(jié)構(gòu)的項(xiàng)部的同時(shí)要做到讓該層隔震裝置的兩種負(fù)荷——永久、可變負(fù)荷的“豎向平均壓應(yīng)力限值不超過相關(guān)規(guī)范規(guī)定，且在罕遇地震下不出現(xiàn)拉應(yīng)力。”[4]還有一點(diǎn)需要我們注意，就是雖然在前面已經(jīng)列出了防烈度的相應(yīng)系數(shù)，但是考慮到在遇到豎向地震是隔震層的相對無力，在上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是我們有必要把水平向換算烈度提高?；A(chǔ)隔震設(shè)計(jì)不是單靠哪一個(gè)部分就能夠完成的，要想使得隔震設(shè)計(jì)的性能得到良好的發(fā)揮，就必須保證設(shè)計(jì)的每個(gè)部分都不能脫節(jié)，要重視連接點(diǎn)的重要性，從全局出發(fā)著手設(shè)計(jì)。

3.5 隔震層設(shè)計(jì)注意事項(xiàng) 隔震層的抗震性能還收其以下結(jié)構(gòu)的影響，因此我們要注意一下的設(shè)計(jì)要點(diǎn)：①對于支柱、支墩等地相連且有相當(dāng)大的承重任務(wù)的結(jié)構(gòu)，在設(shè)計(jì)時(shí)要以高標(biāo)注也就是罕見破壞性地震作為隔震底部相關(guān)力如豎向力和水平力的計(jì)算依據(jù)。②要具體問題具體分析，不同的地區(qū)對于隔震建筑地基有這不同的要求和標(biāo)準(zhǔn)，所以我們在作出精確計(jì)算和設(shè)計(jì)時(shí)不能忽略相應(yīng)地區(qū)抗震防烈度。

4 房屋基礎(chǔ)隔震設(shè)計(jì)在我國的應(yīng)用情況和前景展望

基礎(chǔ)隔震的概念早在1881年就已提出，但其真正開始在工程上運(yùn)用是到上世紀(jì)20年代才開始。而我國卻是到了60年代才開始有學(xué)者關(guān)注這一技術(shù)，所以該技術(shù)的應(yīng)用在我國起步較晚，不過經(jīng)過不斷的推廣，目前國內(nèi)已經(jīng)有包括北京、天津、汕頭、西安、南京、深圳等在內(nèi)的地方進(jìn)行了基礎(chǔ)隔震技術(shù)工程的試點(diǎn)建設(shè)和推廣。但是我們發(fā)現(xiàn)在西部，這一技術(shù)的應(yīng)用并不充分，而我國西部一些人口密集的城市地處地震帶，汶川、玉樹的地震給我們提了個(gè)醒，我們應(yīng)該重視推廣該技術(shù)的應(yīng)用輻射地區(qū)，特別是西部地區(qū)。

參考文獻(xiàn)：

[1]張文福.房屋基礎(chǔ)隔震的概念與設(shè)計(jì)方法.石油規(guī)劃設(shè)計(jì).1998年第3期

[2]岑巍.淺述房屋基礎(chǔ)隔震技術(shù)的應(yīng)用.山西建筑.2010年第20期

隔震技術(shù)的基本原理范文2

關(guān)鍵詞：抗震設(shè)計(jì)；基本原則；隔震技術(shù)

Abstract: At present, a new type of seismic isolation technology -- a killing with kindness, people pay more and more attention. Based on the analysis of the basic principle of seismic structure design, mainly introduced the principle, advantages and application of seismic isolation technology architecture design method in seismic zone.

Key words: seismic design; basic principle; isolation technology

中圖分類號(hào)：TU74

1、建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本原則

1.1 結(jié)構(gòu)構(gòu)件應(yīng)具有必要的承載力、剛度、穩(wěn)定性、延性等方面的性能。①結(jié)構(gòu)構(gòu)件應(yīng)遵守“強(qiáng)柱弱梁、強(qiáng)剪弱彎、強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱構(gòu)件、強(qiáng)底層柱（墻）”的原則。②對可能造成結(jié)構(gòu)的相對薄弱部位，應(yīng)采取措施提高抗震能力。③承受豎向荷載的主要構(gòu)件不宜作為主要耗能構(gòu)件。

1.2 盡可能設(shè)置多道抗震防線。①一個(gè)抗震結(jié)構(gòu)體系應(yīng)由若干個(gè)延性較好的分體系組成，并由延性較好的結(jié)構(gòu)構(gòu)件連接協(xié)同工作。例如框架―剪力墻結(jié)構(gòu)由延性框架和剪力墻兩個(gè)分體組成，雙肢或多肢剪力墻體系組成。②強(qiáng)烈地震之后往往伴隨多次余震，如只有一道防線，則在第一次破壞后再遭余震，將會(huì)因損傷積累導(dǎo)致倒塌?？拐鸾Y(jié)構(gòu)體系應(yīng)有最大可能數(shù)量的內(nèi)部、外部冗余度，有意識(shí)地建立一系列分布的屈服區(qū)，主要耗能構(gòu)件應(yīng)有較高的延性和適當(dāng)剛度，以使結(jié)構(gòu)能吸收和耗散大量的地震能量，提高結(jié)構(gòu)抗震性能，避免大震時(shí)倒塌。③適當(dāng)處理結(jié)構(gòu)構(gòu)件的強(qiáng)弱關(guān)系，同一樓層內(nèi)宜使主要耗能構(gòu)件屈服后，其他抗側(cè)力構(gòu)件仍處于彈性階段，使“有效屈服”保持較長階段，保證結(jié)構(gòu)的延性和抗倒塌能力。④在抗震設(shè)計(jì)中某一部分結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)超強(qiáng)，可能造成結(jié)構(gòu)的其他部位相對薄弱，因此在設(shè)計(jì)中不合理的加強(qiáng)以及在施工中以大帶小，改變抗側(cè)力構(gòu)件配筋的做法，都需要慎重考慮。

1.3 對可能出現(xiàn)的薄弱部位，應(yīng)采取措施提高其抗震能力。①構(gòu)件在強(qiáng)烈地震下不存在強(qiáng)度安全儲(chǔ)備，構(gòu)件的實(shí)際承載能力分析是判斷薄弱部位的基礎(chǔ)。②要使樓層（部位）的實(shí)際承載能力和設(shè)計(jì)計(jì)算的彈性受力的比值在總體上保持一個(gè)相對均勻的變化，一旦樓層（部位）的比值有突變時(shí)，會(huì)由于塑性內(nèi)力重分布導(dǎo)致塑性變形的集中。③要防止在局部上加強(qiáng)而忽視了整個(gè)結(jié)構(gòu)各部位剛度、承載力的協(xié)調(diào)。④在抗震設(shè)計(jì)中有意識(shí)、有目的地控制薄弱層（部位），使之有足夠的變形能力又不使薄弱層發(fā)生轉(zhuǎn)移，這是提高結(jié)構(gòu)總體抗震性能的有效手段。

2、建筑隔震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析

2.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)。建筑隔震橡膠支座結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)的主要參數(shù)有：

①形狀系數(shù)，第一形狀系數(shù)S1主要體現(xiàn)薄鋼板對橡膠板的約束效果，第二形狀系數(shù)S2主要反映橡膠支座在受壓時(shí)的穩(wěn)定性。根據(jù)國內(nèi)外研究成果和工程經(jīng)驗(yàn)，一般取S1≥15，S2=3～6。

②外形尺寸。已有研究結(jié)果表明：橡膠支座發(fā)生的水平變形在高達(dá)支座平面尺寸的60％時(shí)也是安全的，因此推薦的支座直徑為D=DT/O．6(DT為最大水平位移)。實(shí)際應(yīng)用中，一般取D=DT／O．55。橡膠支座的高度日可以根據(jù)形狀系數(shù)和其他有關(guān)參數(shù)設(shè)定，對于Φ400、Φ500、Φ600的支座，一般H分別采用150mm、175mm和200mm比較合適。

③夾層鋼板厚度。橡膠支座的破壞表現(xiàn)為夾層鋼板的斷裂，鋼板越厚，鋼板發(fā)生屈服強(qiáng)度和屈服的位移量越大。鋼板的厚度t。一般為2～4mm。

④膠層厚度及層數(shù)。在一定范圍內(nèi)，橡膠支座夾層鋼板與膠層厚度之比越大，則支座的豎向承載力越大。

⑤鉛芯直徑。鉛芯的大小直接影響到支座的阻尼，可以根據(jù)設(shè)計(jì)的阻尼性能選定。

2.2 性能設(shè)計(jì)參數(shù)。橡膠支座的性能設(shè)計(jì)指標(biāo)主要是指承載能力、剛度、阻尼特性等。

①豎向承載力。橡膠支座的S1越大，或者鋼板抗拉強(qiáng)度越高、鋼板與橡膠板的厚度比越大，則豎向承載力越大。

②壓剪承載力與水平位移。壓剪承載力是指橡膠支座在發(fā)生某一規(guī)定的水平變形下的豎向承載力。在豎向壓應(yīng)力為10～15MPa情況下，一般要求當(dāng)支座的極限水平剪切變形達(dá)到350％時(shí)，橡膠支座也不會(huì)出現(xiàn)壓剪破壞。

③水平剛度。橡膠支座的水平剛度KH．受橡膠材料性能、支座形狀系數(shù)及壓剪條件等諸多因素的影響。當(dāng)支座S1≥15，S2≥5，豎向壓應(yīng)力≥15MPa，設(shè)計(jì)剪切應(yīng)變≤350％時(shí)，可以按剪切情況計(jì)算KH。

④豎向剛度。為確保支座在使用中不產(chǎn)生過大的豎向壓縮變形，必須保證支座有足夠大的豎向剛度Kv，一般由建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)提出。影響Kv的主要因素有橡膠的硬度及彈性模量、支座形狀系數(shù)（S1、S2），以及豎向壓應(yīng)力和水平剪切變形。

⑤阻尼特性（阻尼比）。橡膠支座的阻尼比基本上代表了隔震結(jié)構(gòu)體系的阻尼比。MRB、HD-MRB和LRB的阻尼比分別為3％～5％、10％～15％、20％～30％，因此LRB不需匹配阻尼器便可單獨(dú)使用。

2.3 橡膠與鋼板的黏合技術(shù)。隔震橡膠支座是由薄鋼板和薄橡膠板交互疊合、模壓硫化而成，鋼板與橡膠板的黏合強(qiáng)度關(guān)系到支座在承載時(shí)鋼板對膠層的約束效果及在發(fā)生地震時(shí)的變形能力，因此黏合強(qiáng)度極為重要。目前鋼板采用噴砂處理，涂上由含鹵聚合物彈性體、黏合增進(jìn)劑和偶聯(lián)劑等組成的熱硫化膠黏劑。雙涂比單涂更佳，黏合強(qiáng)度一般都在15kN?m-1以上。

3、建筑隔震技術(shù)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

3.1 “基礎(chǔ)隔震”的基本原理

現(xiàn)代建筑“基礎(chǔ)隔震”概念的基本原理是在建筑物上部結(jié)構(gòu)與基礎(chǔ)之間設(shè)置安全可靠的隔震柔性底層，使建筑物與基礎(chǔ)隔開。這樣，支撐在隔震系統(tǒng)上的整個(gè)建筑物在地震時(shí)便具有較大的剪切變形能力，使地震的各種破壞力對上部建筑物的直接拉力降至最小，減小上部結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)（一般可減小至1／5左右），確保建筑物在任何突發(fā)強(qiáng)地震中不被破壞和倒塌，是一種立足于“隔”的以柔克剮、以隔減震的積極抗震的方法?？梢哉f，從“抗”到“隔”，是抗震設(shè)防策略的一次重大改變和飛躍。

3.2 隔震體系的優(yōu)點(diǎn)。

①明顯有效地減輕結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)。隔震體系的結(jié)構(gòu)加速度反應(yīng)只相當(dāng)于傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)（基礎(chǔ)固定）加速度反應(yīng)的l／3～1／10。這種減震效果是一般傳統(tǒng)抗震結(jié)構(gòu)所望塵莫及的。從而能非常有效地保護(hù)結(jié)構(gòu)物或內(nèi)部設(shè)備在強(qiáng)地震沖擊下免遭任何毀壞。

②確保安全。在地面劇烈震動(dòng)時(shí)，上部結(jié)構(gòu)仍能處于正常的彈性工作狀態(tài)。這既適用于一般民用建筑結(jié)構(gòu)，確保居民在強(qiáng)地震中的絕對安全，也適用于某些重要結(jié)構(gòu)物和重要設(shè)備。

③減低房屋造價(jià)。采用隔震技術(shù)建造的房屋比傳統(tǒng)抗震房屋節(jié)省房屋土建造價(jià)：7度區(qū)節(jié)省3％-6％，8度區(qū)節(jié)省8％～14％，9度區(qū)節(jié)省15％～20％。并且安全度大大提高。

④抗震措施簡單明了?？拐鹕婕暗膶ο髲目紤]整個(gè)結(jié)構(gòu)物的復(fù)雜的不明確的抗震措施轉(zhuǎn)變?yōu)橹豢紤]隔震裝置，簡單明了。結(jié)構(gòu)物本身與一般非地震區(qū)的做法無疑，設(shè)計(jì)施工大大簡化。

⑤震后修復(fù)方便。地震后，只對隔震裝置進(jìn)行必要的檢查更換。而無需考慮建筑結(jié)構(gòu)物本身的修復(fù)，地震后可很快恢復(fù)正常生活或生產(chǎn)，這帶來極明顯的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

3.3 建筑隔震橡膠支座隔震的基本原理

在眾多基礎(chǔ)隔震構(gòu)件中，建筑隔震橡膠支座是應(yīng)用比較廣泛的。隔震橡膠支座是由柔軟的薄橡膠板和堅(jiān)硬的薄鋼板分層交替疊合、模壓硫化而成。其中橡膠層與鋼板緊密黏結(jié)，當(dāng)橡膠支座承受上部結(jié)構(gòu)的自重和使用荷載時(shí)，橡膠層的橫向伸展受到鋼板的約束，豎向剛度增大，使橡膠支座具有足夠的豎向剛度和承載能力，有利于穩(wěn)定地支承建筑物；當(dāng)橡膠支座承受水平荷載時(shí)，其橡膠層的相對位移大大減小，使橡膠支座可達(dá)到很大的位移而不致失穩(wěn)，并且保持較小的水平剛度。

4、結(jié)束語

綜上所述，建筑隔震橡膠支座隔震技術(shù)不僅可以保證建筑物結(jié)構(gòu)的整體安全，并且能夠防止非結(jié)構(gòu)部件的破壞，避免建筑物內(nèi)部裝修、室內(nèi)設(shè)備的損壞及由此引發(fā)的次生災(zāi)害。加快這一技術(shù)的推廣應(yīng)用，特別是在高烈度地震區(qū)的應(yīng)用具有重要意義，市場前景也十分廣闊。

參考文獻(xiàn)：

隔震技術(shù)的基本原理范文3

【關(guān)鍵詞】隔震結(jié)構(gòu)；基礎(chǔ)隔震；隔震支座；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

隨著我國經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，工程建設(shè)的規(guī)模之大、發(fā)展之迅速也前所未有。作為一個(gè)幅員遼闊、人口密集的國家，高層建筑、大跨橋梁、超長隧道等一系列大型工程結(jié)構(gòu)的建造如火如荼。我國作為世界地震多發(fā)地之一，建筑結(jié)構(gòu)抗震的研究也一直沒有停止[1-2]。傳統(tǒng)抗震結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)防目標(biāo)為“小震不壞”、“中震可修”、“大震不倒”，這要求結(jié)構(gòu)應(yīng)具有相當(dāng)?shù)某休d力和塑性變形能力，從而抵抗地震作用和吸收地震能量。

1.結(jié)構(gòu)隔震原理及應(yīng)用特點(diǎn)

所謂隔震，是在結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)或其它部位設(shè)計(jì)隔震層來隔離或消耗地震能。由于隔震層水平剛度較小，延長了結(jié)構(gòu)的自振周期，避開了地震動(dòng)的卓越周期，使結(jié)構(gòu)的加速度反應(yīng)明顯降低，而結(jié)構(gòu)的位移反而增大；同時(shí)，由于隔震層具有較大的阻尼，使結(jié)構(gòu)的加速度反應(yīng)進(jìn)一步減小，而結(jié)構(gòu)的位移反應(yīng)也有所減?。徊⑶?，結(jié)構(gòu)的位移主要集中在隔震層，上部結(jié)構(gòu)類似整體的水平運(yùn)動(dòng)，上部結(jié)構(gòu)的層間位移較小，從而起到保護(hù)上部結(jié)構(gòu)及其內(nèi)部設(shè)施的作用。

國內(nèi)外大量的理論與實(shí)驗(yàn)及結(jié)構(gòu)的實(shí)際地震記錄表明：隔震技術(shù)一般可使結(jié)構(gòu)的水平地震加速度反應(yīng)降低60%左右[3]，從而消除或有效減輕結(jié)構(gòu)和設(shè)施的地震損害，不但提高結(jié)構(gòu)及其內(nèi)部設(shè)施和人員的安全性，也提高了震后建筑物繼續(xù)使用的能力。隔震結(jié)構(gòu)以其優(yōu)良的減震效果、安全性、耐久性、經(jīng)濟(jì)性、適用性，得到地震工程界的認(rèn)可。

隔震技術(shù)可用于對抗震安全性和使用功能要求較高或特定要求的建筑，如城市生命線工程及重要建筑（核電站、醫(yī)院、消防、電力、通信、指揮中心、機(jī)場航站樓等）和各類一般工業(yè)與民用建筑。此外，隔震結(jié)構(gòu)還可用于舊有工程結(jié)構(gòu)的抗震加固。根據(jù)隔震結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，《抗震規(guī)范》將隔震結(jié)構(gòu)分為隔震層以上結(jié)構(gòu)、隔震層和隔震層以下結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)等幾部分分別進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)。

2.常見隔震技術(shù)分類

隔震系統(tǒng)一般由隔震支座、阻尼器、地基微震動(dòng)與風(fēng)反應(yīng)控制裝置等部分構(gòu)成。應(yīng)用較為廣泛的隔震系統(tǒng)主要包括橡膠支座隔震系統(tǒng)、滑移支座隔震系統(tǒng)和擺動(dòng)隔震系統(tǒng)[4]，另外還有比較新的混合控制隔震系統(tǒng)。

2.1 疊層橡膠支座隔震系統(tǒng)

疊層橡膠支座是由薄橡膠板和薄鋼板分層交替疊合，經(jīng)高溫高壓硫化粘接而成。在豎向荷載的作用下，橡膠層的橫向變形受到上下鋼板的約束，從而使支座具有較大的豎向承載力和剛度。在水平荷載作用下，薄鋼板不影響橡膠板的剪切變形，使支座具有較小的水平剛度，并使橡膠層的相對位移大大減小，從而使橡膠支座在較大水平變形狀態(tài)下不會(huì)發(fā)生失穩(wěn)。疊層橡膠支座根據(jù)使用的橡膠材料和是否加鉛芯可以分成低阻尼天然及合成橡膠支座、鉛芯橡膠支座、高阻尼橡膠支座等。

疊層橡膠支座抗老化能力強(qiáng)，具有很好的耐久性，主要適合于隔離一定高度的砌體或鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，在一般情況下，這類結(jié)構(gòu)不會(huì)出現(xiàn)豎向提離問題，風(fēng)載問題也不占動(dòng)載荷的主要地位。由于采用了抗拉拔力的高強(qiáng)度橡膠支座和巧妙的設(shè)計(jì)方法，隔震技術(shù)已能用于高寬比3～5，高度60～120m的超高層建筑上[5]。據(jù)統(tǒng)計(jì)，國內(nèi)使用疊層橡膠支座的房屋的建筑面積在（1.50×l06）m2以上[6]，日本、美國、新西蘭、法國、意大利、智利等國家建造了大量的這類隔震建筑和橋梁。

2.2 滑移支座隔震系統(tǒng)

滑移支座隔震系統(tǒng)也是一種應(yīng)用廣泛的隔震體系，包括摩擦擺系統(tǒng)、Electricite-de-France系統(tǒng)（EDF）、恢復(fù)力-摩擦支座隔震系統(tǒng)等[l].基礎(chǔ)滑移隔震的基本原理是把建筑物上部結(jié)構(gòu)做成一個(gè)整體，在房屋上部結(jié)構(gòu)與基礎(chǔ)之間設(shè)置滑移隔震裝置及限位裝置組成的隔震層；當(dāng)發(fā)生一定強(qiáng)度的地震時(shí)，上部結(jié)構(gòu)相對于基礎(chǔ)作整體水平滑動(dòng)，通過控制隔震裝置的大小隔震層的滑動(dòng)錯(cuò)動(dòng)隔離了傳向上部結(jié)構(gòu)的地震力，限制基礎(chǔ)傳給建筑物底部的摩擦力及輸入建筑物的能量，并將已輸入結(jié)構(gòu)的能量反饋到隔震縫處，使得變形及能量耗散主要在隔震縫處，從而大大減少了上部結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)。我國較早對該技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用，1997年太原建成一棟九層摩擦滑移隔震房屋，并于1998年成功進(jìn)行了側(cè)推滑移試驗(yàn)。

2.3 混合控制隔震系統(tǒng)

混合控制隔震系統(tǒng)是將疊層橡膠支座與電、磁流變阻尼器等半主動(dòng)控制裝置（或稱智能阻尼器）或主動(dòng)控制裝置混合在一起使用，發(fā)揮被動(dòng)控制和主動(dòng)控制（半主動(dòng)控制）的綜合優(yōu)勢，既能控制隔震系統(tǒng)上部結(jié)構(gòu)的地震加速度反應(yīng)和層間變形，又保證隔震層不會(huì)發(fā)生大位移。該隔震系統(tǒng)的主動(dòng)作動(dòng)器需要的能量小，適應(yīng)性強(qiáng)，控制效果好，被認(rèn)為是有發(fā)展?jié)摿Φ男乱淮粽鹣到y(tǒng)。

3.結(jié)構(gòu)隔震技術(shù)的應(yīng)用和展望

早在1千年前，中國人就開始應(yīng)用各種隔震技術(shù)建造房屋。如柱基“鉸接”隔震和墻基設(shè)滑移層等。這些采用了隔震技術(shù)的古代文物建筑，歷經(jīng)多次大震而至今屹立不倒。近20年來，現(xiàn)代隔震技術(shù)在土木工程中得到了較大規(guī)模的應(yīng)用。在美國，第一幢采用基礎(chǔ)隔震技術(shù)的4層結(jié)構(gòu)于1984年初開始建造，并于1985年中期完成。在日本，目前采用基礎(chǔ)隔震技術(shù)的結(jié)構(gòu)己經(jīng)超過1000幢。目前隔震結(jié)構(gòu)發(fā)展所面臨的問題也是未來一段時(shí)間需要研究解決的重點(diǎn)問題，主要集中在以下幾個(gè)方面：首先，隔震支座是隔震系統(tǒng)的重要部件，它的安全性、耐久性、經(jīng)濟(jì)性決定著隔震技術(shù)的應(yīng)用與推廣程度。對所有隔震系統(tǒng)來說，未來研究最重要的領(lǐng)域是隔震器及其組成材料的力學(xué)性質(zhì)的長期穩(wěn)定性。其次，隔震技術(shù)已發(fā)展得較為成熟，但在推廣應(yīng)用方面，仍存在不少問題。為了推動(dòng)隔震結(jié)構(gòu)的廣泛使用，在降低隔震系統(tǒng)造價(jià)的同時(shí)，必須能對隔震結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)性能進(jìn)行準(zhǔn)確的定量評估，綜合考慮隔震結(jié)構(gòu)的功能、安全、經(jīng)濟(jì)因素之間的平衡。過去隔震結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)大多是僅針對隔震器、阻尼器參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，但是上部結(jié)構(gòu)與控制器是整體協(xié)調(diào)作用的，應(yīng)該將上部結(jié)構(gòu)與控制器組成的隔震系統(tǒng)進(jìn)行一體化優(yōu)化設(shè)計(jì)，以避免出現(xiàn)“顧此失彼”的優(yōu)化設(shè)計(jì)[6]。

參考文獻(xiàn)

[1] 周福霖.工程結(jié)構(gòu)減震控制[M].北京：地震出版社， 1977.

[2] 蘇經(jīng)宇，曾德民.我國建筑結(jié)構(gòu)隔震技術(shù)的研究與應(yīng)用[J].地震工程與工程振動(dòng)[J]， 2001， 21（4）： 94-101.

[3] 王建強(qiáng).建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)[M].中國電力出版社，2011，9.

[4] Naeim F，Kelly J M.Design of Seismic Isolated Struetures：from Theory to Practiee.New York：John Wiley and SonsInc，1999.

[5] 侯寶隆.日本隔震技術(shù)的新發(fā)展與控震技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用[J].工業(yè)建筑，2000，30（11）：74-78 .

隔震技術(shù)的基本原理范文4

關(guān)鍵詞：滑移隔震；摩擦擺；基本性能；發(fā)展前景

中圖分類號(hào)：TU834.3+6文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：

1引言

地震作用是一種自然現(xiàn)象，是一種突發(fā)性毀滅性的自然災(zāi)害。世界上破壞性的強(qiáng)地震平均每年約18次，僅上個(gè)世紀(jì)，由地震引起的傷亡數(shù)超過5萬人的強(qiáng)震就多達(dá)近20次[1]。1999年8月17日，在土耳其西北部科賈埃利省(KOCAEL)省會(huì)伊茲米特市(Izmit)發(fā)生7.4級(jí)大地震，死亡人數(shù)13992人，受傷26400人，倒塌房屋11.5萬間，直接經(jīng)濟(jì)損失100億美元以上[2]。2008年5月12日,四川省汶川縣8.0級(jí)特大地震，死亡和失蹤近9萬余人,數(shù)百萬人失去住所。2011年日本9級(jí)大地震死亡失蹤近2萬，造成損失達(dá)3500億美元。

摩擦滑移隔震系統(tǒng)研究概況

摩擦滑移隔震的基本原理是在建筑物的基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)之間設(shè)置一種可以產(chǎn)生相對滑移的滑板，對滑板之間的滑移摩擦力進(jìn)行控制，保證建筑物在地震時(shí)其上部結(jié)構(gòu)相對于地基基礎(chǔ)作整體的水平滑動(dòng)。

經(jīng)過長期研究，摩擦滑移隔震裝置的構(gòu)造形式也在不斷的變化，如純摩擦隔震系統(tǒng)（P-F）、恢復(fù)力摩擦隔震系統(tǒng)（R-FBI）[3][4]、法國EDF摩擦隔震系統(tǒng)[5]、摩擦擺隔震系統(tǒng)（FPS）、滑動(dòng)恢復(fù)力-摩擦隔震系統(tǒng)等。

2.1 純摩擦隔震系統(tǒng)(P-F)

該系統(tǒng)是一種純摩擦型的基底滑移隔震系統(tǒng)，上部結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)之間設(shè)有摩擦板或者砂墊層，地震作用下通過滑移摩擦來耗散地震能量，是最簡單的一種隔震措施，該隔震結(jié)構(gòu)有一個(gè)缺點(diǎn)，就是地震作用下沒有限位功能，會(huì)有一定的殘余位移，由于其形式簡單，工程造價(jià)較低，工程施工上比較容易實(shí)現(xiàn)，純摩擦基礎(chǔ)隔震系統(tǒng)建筑在我國已經(jīng)有很多工程實(shí)例。其原理簡圖見圖2.1所示。

2.2 恢復(fù)力—摩擦隔震系統(tǒng)(R-FBI)

這種隔震系統(tǒng)由橡膠和摩擦板兩部分共同組成，摩擦板通過摩擦消耗地震能量，橡膠受到水平作用變形后具有很好的彈性恢復(fù)能力，自動(dòng)復(fù)位能力較強(qiáng)，但是這種隔震技術(shù)工程造價(jià)很高，不利于隔震技術(shù)的向工程實(shí)踐推廣，有待進(jìn)一步的深入研究。該隔震系統(tǒng)的原理簡圖如圖2.2所示。

2.3 法國EDF摩擦隔震系統(tǒng)( EDF)

該隔震系統(tǒng)由摩擦板和橡膠支座兩個(gè)部分構(gòu)成，摩擦板位于上部，橡膠支座在其下部。在遭受地震作用時(shí)，如果地震作用較小，該系統(tǒng)的橡膠支座起主要作用，但在強(qiáng)地震作用下，上部的摩擦板開始滑動(dòng)，摩擦板的滑動(dòng)可以消耗地震能量，減小上部結(jié)構(gòu)地震作用。橡膠支座和摩擦板共同作用時(shí)，摩擦板的滑動(dòng)摩擦還會(huì)對橡膠支座起到保護(hù)作用。該隔震系統(tǒng)原理簡圖如圖2.3所示。

2.4 滾軸隔震[6]

滾軸隔震是滾動(dòng)隔震的一種形式，在建筑物基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)之間有兩層相互垂直的滾軸，滾軸在橢圓形的溝槽內(nèi)滾動(dòng)、摩擦，消耗地震能量，但是這種隔震結(jié)構(gòu)自身不能提供彈性恢復(fù)力，缺少自動(dòng)復(fù)位性能，使得由于滾動(dòng)所產(chǎn)生的位移無法恢復(fù)。為了解決這個(gè)問題，西安建筑科技大學(xué)的姚謙峰教授等專家學(xué)者提出了一種改進(jìn)的隔震系統(tǒng)，叫做球形基礎(chǔ)隔震系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有一定的自動(dòng)復(fù)位能力，他們對該隔震系統(tǒng)進(jìn)行了較為深入的研究和探討。這兩種隔震系統(tǒng)的原理簡圖如圖2.4、2.5所示。

2.5 摩擦擺隔震系統(tǒng)(FPS)

摩擦擺隔震系統(tǒng)是一種經(jīng)過改良的摩擦滑移隔震裝置，隔震裝置中滑道和滑塊半徑相同，滑道是一個(gè)凹形不銹鋼做的球形表面，滑塊是一個(gè)向下凸起滑移塊，表面涂有一層特殊的材料（Teflon 材料），其中凹形球面能夠提供彈性恢復(fù)力，是建筑物上部結(jié)構(gòu)能自動(dòng)復(fù)位，地震作用后的殘留位移也可以得到有效控制。摩擦擺隔震裝置的原理簡圖如圖2.6所示。

2.6 滑移復(fù)位摩擦系統(tǒng)（SR-F）

這種隔震裝置是將恢復(fù)力-摩擦基礎(chǔ)隔震裝置和法國EDF摩擦基礎(chǔ)隔震系統(tǒng)組合起來得到的一種新型隔震裝置，主要是在恢復(fù)力-摩擦隔震裝置上面增加一個(gè)摩擦板，把兩個(gè)隔震裝置的性能綜合起來，使其具有兩個(gè)隔震裝置的優(yōu)點(diǎn)。當(dāng)遇到小地震作用時(shí)，該組合系統(tǒng)的工作性能和恢復(fù)力-摩擦隔震系統(tǒng)一樣，當(dāng)遇到強(qiáng)烈地震作用時(shí)，上面的摩擦板受到地震作用就會(huì)發(fā)生摩擦滑移，吸收地震能量保證結(jié)構(gòu)的安全使用。該系統(tǒng)的原理簡圖如圖2.7所示。

2.7 限位滑移隔震裝置（S-LF）

該隔震系統(tǒng)有滑移支座和限位支座聯(lián)合組成，地震作用較小時(shí)，該系統(tǒng)具有足夠的初始剛度，當(dāng)受到較大的地震作用時(shí)，它就會(huì)有彈性工作狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榉菑椥怨ぷ鳡顟B(tài)，吸收耗損地震能量。強(qiáng)震作用下限位器也容易進(jìn)入塑性工作狀態(tài)使上部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生殘余位移，不能恢復(fù)到初始狀態(tài)。其原理簡圖如圖2.8所示。

圖2.1 摩擦隔震結(jié)構(gòu)原理簡圖圖2.2 R-FBI 原理簡圖

圖2.3 法國EDF原理簡圖 圖2.4 滾軸隔震原理簡圖

圖2.5 球形基礎(chǔ)隔震結(jié)構(gòu)簡圖圖2.6 摩擦擺原理簡圖

圖2.7 SR-F隔震系統(tǒng)原理簡圖 圖2.8 限位滑移隔震系統(tǒng)簡圖

摩擦擺支座的構(gòu)成和基本性能

摩擦擺(Friction Pendulum System，F(xiàn)PS)是一種改進(jìn)的滑移隔震系統(tǒng)，是一種有效的干摩擦滑移隔震體系，其實(shí)際上是依靠重力自動(dòng)復(fù)位的摩擦擺滑動(dòng)機(jī)構(gòu)，1985年由美國的Dr.Victor Zayas首先提出，后來Zayas博士創(chuàng)辦了EPS公司專門做摩擦擺隔震產(chǎn)品。由于其具有良好的性能，受到了國內(nèi)外學(xué)者較為深入的研究，并在國外已成功地應(yīng)用許多實(shí)際工程中。圖3.1為摩擦擺支座的構(gòu)造示意圖，支座各組成部分的名稱如圖所示。上滑動(dòng)面FPS支座主要用于層間隔震，下滑道面支座主要用于基底隔震。

（a）上滑動(dòng)面支座 （b）下滑動(dòng)面支座

（c）支座的變位情況

圖3.1 摩擦擺支座構(gòu)造示意圖

摩擦擺隔震支座由滑塊和圓弧形滑道組成，滑塊有一使滑塊在滑道中滑動(dòng)時(shí)能夠保證上部結(jié)構(gòu)整體水平滑動(dòng)的裝置，滑塊和滑道之間涂有聚四氟乙烯摩擦材料，這種材料有抗壓強(qiáng)度比較大，磨損較小，對溫度的變化也不敏感等優(yōu)點(diǎn)，所以一般的摩擦型隔震器都使用這種材料。摩擦擺隔震支座由于其特殊的圓弧形構(gòu)造使其能夠依靠其自身的重力進(jìn)行自動(dòng)復(fù)位。

當(dāng)受到地震作用時(shí)，摩擦擺支座開始滑動(dòng)，此時(shí)摩擦擺支座能夠使隔震體系的水平剛度中心和上部結(jié)構(gòu)的質(zhì)量中心保持一致，能夠極大的減小結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)反應(yīng)。摩擦擺隔震支座將建筑物以地面隔離開，充分利用滑塊和滑動(dòng)面之間的摩擦來消耗地震能量，大大減小上部結(jié)構(gòu)地震能量的輸入。但是，和橡膠支座一樣，摩擦擺隔震支座也有其缺點(diǎn)，一般的摩擦擺支座沒有豎向抗拔能力，支座受拉力作用時(shí)，滑塊和蓋板兩者之間很容易脫離。輕型結(jié)構(gòu)建筑物由于自重較小，結(jié)構(gòu)在風(fēng)載或者是地震作用下，摩擦擺支座由于拉力其蓋板和滑塊可能就會(huì)脫離，使建筑物傾覆，造成嚴(yán)重后果，所以在這種情況下就必須對摩擦擺支座加以改進(jìn)，安裝防傾倒裝置，或者使用一種專門的豎向抗拔摩擦擺支座。

國內(nèi)外研究和應(yīng)用現(xiàn)狀

4.1 研究現(xiàn)狀

摩擦擺是一種有效的干摩擦滑移隔震體系，目前國內(nèi)外學(xué)者對其進(jìn)行了較為深入的研究。其中Mokha、Tsopelas[7]對摩擦擺隔震系統(tǒng)的隔震效果進(jìn)行了試驗(yàn)研究，并將其應(yīng)用到房屋加固改造中； R.S. Jangid[8]對地震作用下最優(yōu)摩擦擺隔震系統(tǒng)進(jìn)行了研究； V.R. Panchal、R.S. Jangid[9]對VFPS隔震系統(tǒng)進(jìn)行了研究，相比普通的摩擦擺隔震系統(tǒng)（FPS），起具有更好的隔震效果。

在國內(nèi)，周錫元院士等對摩擦擺隔震結(jié)構(gòu)進(jìn)行了系統(tǒng)分析與論述[10]。李大望[11]推導(dǎo)了摩擦擺隔震結(jié)構(gòu)的二階振動(dòng)微分方程，計(jì)算分析了水平地震作用下FPS 的隔震效果和結(jié)構(gòu)的水平和豎向振動(dòng)響應(yīng)規(guī)律，并對其非線性振動(dòng)性態(tài)和隔震效應(yīng)進(jìn)行了研究。王建強(qiáng)[12]采用空間桿系-層模型對摩擦擺進(jìn)行了雙向地震反應(yīng)分析，認(rèn)為應(yīng)考慮雙向地震作用對摩擦擺基礎(chǔ)隔震結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)和隔震支座性能的影響。楊林[13]成功地完成了4 層鋼框架模型的振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)，采用加速度和層間位移主要指標(biāo)來評價(jià)結(jié)構(gòu)的性能，試驗(yàn)結(jié)果表明，F(xiàn)PS 能有效減少上部結(jié)構(gòu)動(dòng)力反應(yīng)，隔震效果良好。

4.2 工程應(yīng)用現(xiàn)狀

FPS主要應(yīng)用于建筑結(jié)構(gòu)隔震、橋梁結(jié)構(gòu)隔震以及一些工業(yè)結(jié)構(gòu)的隔震。FPS在建筑結(jié)構(gòu)方面的應(yīng)用主要有以下幾個(gè)工程實(shí)例。

舊金山機(jī)場國際航空港

舊金山國際機(jī)場終端有廣闊的內(nèi)部空間，80英尺高柱，700英尺長屋頂精架以及玻璃外墻。該建筑設(shè)計(jì)抵抗圣安德列斯地區(qū)8級(jí)地震，共有267個(gè)摩擦擺支座用于這個(gè)地標(biāo)性建筑，它是目前世界上最大隔震建筑，有超過2200萬立方英尺的超大內(nèi)部空間。

② 土耳其阿塔圖爾克國際機(jī)場

該機(jī)場為250萬平方英尺的建筑結(jié)構(gòu)，位于土耳其伊斯坦布爾，使用摩擦擺支座的主要結(jié)構(gòu)是柱頂有三角天窗的820英尺 x740英尺的錐形屋頂空間框架，摩擦擺支座用于保護(hù)屋頂玻璃、玻璃幕墻、及懸臂柱免于8級(jí)地震的破壞。

③ 西雅圖美式足球場

該足球場位于華盛頓州西雅圖市，其結(jié)構(gòu)使用摩擦擺支座來保護(hù)大跨度桁架屋頂，支座安置于4個(gè)屋頂支撐塔上。

④ 舊金山公寓建筑

馬里納公寓位于加州舊金山市，為4層木框架結(jié)構(gòu)，摩擦擺支座置于基礎(chǔ)車庫層鋼結(jié)構(gòu)柱底，使該結(jié)構(gòu)可承受7級(jí)的地震。摩擦擺的使用避免了使用剪力墻的需要，能夠保證車庫大空間的需求。

⑤ 美國加州海沃德禮堂

海沃德大會(huì)堂為政府建筑，其位于地震帶附近，為4層結(jié)構(gòu)，為保證結(jié)構(gòu)安全，其主要使用摩擦擺和粘滯阻尼器末抵抗該地區(qū)強(qiáng)烈的近場地趁動(dòng)。

⑥ 美國聽證法庭

該聽證法庭位于加州舊金山市，具有悠久的歷史，面積為350,000平方英尺。該聽證法庭結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)為摩擦擺支座基礎(chǔ)，外部為花崗巖，內(nèi)部為大理石，裝飾有石膏和硬木。

5 問題及展望

對滑移隔震技術(shù), 國內(nèi)外已進(jìn)行了較多研究, 證實(shí)其在強(qiáng)震作用下的有效性。然而，摩擦擺隔震是滑移隔震技術(shù)的改進(jìn)，由于基底和支撐面之間摩擦力的復(fù)雜性摩擦擺隔震結(jié)構(gòu)在動(dòng)荷載作用下的動(dòng)力響應(yīng)表現(xiàn)為高度的非線性特征，其理論研究還不夠深入和成熟。在應(yīng)用方面，仍有大量的技術(shù)問題有待解決，如高層建筑隔震措施的研究，摩擦擺隔震結(jié)構(gòu)在滑道半徑、摩擦系數(shù)共同影響下的研究，不規(guī)則框架結(jié)構(gòu)的研究，以及結(jié)構(gòu)在多維地震作用下的研究等等。隨著人們認(rèn)識(shí)的加深和社會(huì)的發(fā)展, 走抗震與減震相結(jié)合的道路是結(jié)構(gòu)發(fā)展的必然趨勢。摩擦擺基礎(chǔ)隔震技術(shù)大大提高了大震下結(jié)構(gòu)的可靠性，采用摩擦擺支座的隔震建筑也是越來越多，其發(fā)展前景是十分廣闊的。至今我國還沒有正式的技術(shù)規(guī)范來指導(dǎo)這類隔震建筑的設(shè)計(jì)，因此對其進(jìn)行研究有著較大的實(shí)際價(jià)值。

參考文獻(xiàn)

[1] 沈聚敏,周錫元,高小旺.抗震工程學(xué)[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2000.

[2] 張敏政.土耳其伊茲米特地震震害考察[J].工程抗震,2000,12(4):34～38.

[3] N. Mostaghel, M. Khodaverdian. Dynamics of Resilient-Friction Base Isolator (R-FBI)[J]. Earthquake Engineering and Structural dynamics, 1987, 15(3):37-39.

[4] 洪峰,馮啟民.恢復(fù)力-摩擦基底隔震結(jié)構(gòu)的地震可靠性分析[J] .地震工程與工程振動(dòng),1993,13(4):81-87.

[5] R.Gueraud, J.P.Noel-Leroux, M.Livolant and A.P.Michalopoulos. Seismic isolation using sliding-elastomer bearing pads [J]. Nucl. Eng. des, 1985, 84:363-377.

[6] 姚謙峰,豐定國等.滾動(dòng)隔震結(jié)構(gòu)受力分析[J] .西安建筑科技大學(xué)學(xué)報(bào)，1999，31（3）：249-252.

[7] Tsopelas P,Constantinou M C,Kim Y S,Okamoto S.Experimenta study of FPS system in bridge seismic isolation[J].Earthquake Engineering and Structural Dynamics,

[8] R.S. Jangid. Optimum friction pendulum system for near-fault motions.Engineering Structures,2006,27:349-359.

[9] V.R. Panchal、R.S. Jangid. Variable friction pendulum system for seismic isolation of liquid storage tanks. Nuclear Engineering and Design 238 (2008) 1304–1315

[10] 周錫元,吳育才.工程抗震的新發(fā)展[M].北京:清華大學(xué)出版社,2002.

[11] 李大望,趙卓等.摩擦擺系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)隨機(jī)響應(yīng)預(yù)測[J].世界地震工程,2000,16(3): 49～52.

隔震技術(shù)的基本原理范文5

關(guān)鍵詞：隔震原理 基礎(chǔ)隔震 隔震試用范圍 隔震穩(wěn)定 經(jīng)濟(jì)性

建筑隔震減震技術(shù)是通過在建筑物底部或某高度處設(shè)置側(cè)向剛度較小且變形能力大的隔震裝置，以減小地震對上部樓層的能量輸入，從而減小上部樓層的地震響應(yīng)。

1.建筑隔震的原理

建筑隔震就是在建筑物的基礎(chǔ)或下部結(jié)構(gòu)和上部結(jié)構(gòu)之間設(shè)置隔震裝置（或系統(tǒng)），形成隔震層，以達(dá)到阻隔地震時(shí)地面振動(dòng)向上部結(jié)構(gòu)傳遞地震力（或振動(dòng)能量），降低結(jié)構(gòu)在地震下的振動(dòng)反應(yīng)的目的。

建筑結(jié)構(gòu)采用隔震措施后，與相同的非隔震結(jié)構(gòu)相比，將具有較長的周期（通常是原周期的2～3倍） 。根據(jù)反應(yīng)譜理論，層數(shù)較少的非隔震結(jié)構(gòu)周期較短，地震作用較大，而隔震建筑的周期明顯延長，使得地震作用顯著減小。這是目前對隔震建筑原理的一般解釋，并由此認(rèn)為隔震建筑一般適用于層數(shù)用隔震技術(shù)，我國也開始高層建筑隔震的研究和應(yīng)用。但傳統(tǒng)的基于延長周期的隔震原理似乎無法解釋隔震技術(shù)在高層建筑中應(yīng)用的合理性，而實(shí)際高層建筑隔震的動(dòng)力分析結(jié)果又表明高層建筑隔震仍具有明顯的減震效果 。隔震技術(shù)在高層建筑中應(yīng)用的合理性來源于多個(gè)方面，其中比較主要的方面在于隔震層同時(shí)也是絕好的消能減震層，結(jié)構(gòu)的大部分變形集中在隔震層，使得隔震層中阻尼器的消能作用具有更高的效率。除此之外，即使只考慮隔震本身，高層建筑隔震仍具有其他優(yōu)勢，主要體現(xiàn)在上部結(jié)構(gòu)絕對加速度響應(yīng)的降低。

2.隔震建筑的形式

2.1 基礎(chǔ)隔震

所謂基礎(chǔ)隔震，就是在建筑物的基礎(chǔ)與上部結(jié)構(gòu)之間增設(shè)高度很矮， 具有足夠可靠性的隔震層，控制地面運(yùn)動(dòng)向上部結(jié)構(gòu)傳遞，地震時(shí)其能量可反饋到地面或由隔震層吸收，以大大減小結(jié)構(gòu)及構(gòu)件的地震反應(yīng)，確保建筑物的整體安全，其內(nèi)部設(shè)備不發(fā)生破壞或喪失使用功能，室內(nèi)人員不遭受傷害也不會(huì)有強(qiáng)烈震感。同時(shí)，還可防止結(jié)構(gòu)內(nèi)部的次生災(zāi)害。主震后無需避震疏散，即使發(fā)生罕遇大震隔震房屋也不會(huì)倒塌。

在其中使用的橡膠隔震墊不僅有良好的隔震性能，而且該技術(shù)在造價(jià)方面也有其優(yōu)越性。隔震結(jié)構(gòu)與一般結(jié)構(gòu)相比，費(fèi)用增加的部分包括：隔震構(gòu)件、隔震層上面的樓面、設(shè)備管道的柔性接頭及相應(yīng)的設(shè)計(jì)費(fèi)用和施工費(fèi)用。如果上部結(jié)構(gòu)仍然按傳統(tǒng)的抗震設(shè)計(jì)，其總工程費(fèi)用略有增加。

基礎(chǔ)隔震技術(shù)是用水平力很“柔”的隔震元件將上部建筑與基礎(chǔ)隔離，由于隔震層的剛度很小，當(dāng)?shù)卣鸢l(fā)生時(shí)，隔震層將發(fā)揮“隔”的作用，承受地震動(dòng)引起的位移運(yùn)動(dòng)，而上部結(jié)構(gòu)只作近似平動(dòng)。原來的“剛”“性”“抗震”結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)是“放大晃動(dòng)型”，而基礎(chǔ)隔震結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)只是“抗震結(jié)構(gòu)”的1/4-1/12，大大提高了結(jié)構(gòu)的安全度。“抗震結(jié)構(gòu)”的層間位移大，所以造成建筑的開裂、破壞甚至倒塌?；A(chǔ)隔震結(jié)構(gòu)的層間變形很小，這樣不僅建筑結(jié)構(gòu)不會(huì)破壞，而且建筑內(nèi)的裝修，設(shè)施也保持完好。

目前應(yīng)用較多的隔震元件是建筑隔震橡膠支座，隔震橡膠支座是由一層鋼板一層像膠層層疊合起來的，并經(jīng)過加工將橡膠與鋼板牢固地粘結(jié)在一起，首先，隔震支座有很高的豎向承載特性和很小的壓縮變形，可確保建筑的安全；第二，隔震支座還具有較大的水平形能力，剪切變形可達(dá)到25%而不破壞；第三，橡膠隔震支座具有彈性復(fù)位特性，地震后可使建筑自動(dòng)恢復(fù)原位。采用隔震橡膠支座的建筑物，設(shè)防目標(biāo)一般可以提高一個(gè)設(shè)防等級(jí)。傳統(tǒng)建筑的設(shè)防目標(biāo)是“小震不壞，中震可修，大震不倒”，而設(shè)計(jì)合理的基礎(chǔ)隔震建筑通常能做到“小震不壞，中震不壞或輕度破壞，大震不喪失功能”。此外，采用隔震橡膠支座建造的房屋，可適當(dāng)降低上部結(jié)構(gòu)的設(shè)防水準(zhǔn)（一般可降低一度到一度半），這樣就有可能使建筑布置更加靈活，并可減少一些結(jié)構(gòu)的構(gòu)造措施或減少一些結(jié)構(gòu)件的尺寸或配筋（如墻體厚度），從而使上部結(jié)構(gòu)能節(jié)約部分土建造價(jià)?，F(xiàn)代科技的發(fā)展已解決了橡膠的老化等耐久問題，完全可以使橡膠隔震支座的壽命滿足建筑使用的要求。

基礎(chǔ)隔震技術(shù)適用范圍很廣，尤其適用于量大面廣的中、低層磚混房屋和鋼筋混凝土房屋建筑，在高烈度地震區(qū)，采用基礎(chǔ)隔震技術(shù)建造的房屋，可以突破現(xiàn)行抗震規(guī)范中對房屋層數(shù)的限制，在保證高度比的前提下可以加高一兩層，這樣可以增大建筑物的容積率，節(jié)省建設(shè)用地，提高土地利用率。在中低烈度地震區(qū)，采用隔震技術(shù)，投資可能會(huì)稍有增加，但建筑的品質(zhì)與往日的相比已不可同日而語，更重要的是其產(chǎn)生的社會(huì)效益無法估量。

2.2 中間層隔震

在基礎(chǔ)以上的中間樓層設(shè)置隔震層，下部結(jié)構(gòu)同普通建筑物一樣直接與地基接觸，因此它不存在基礎(chǔ)隔震建筑的底部體積和墻體數(shù)量問題，但隔震層以下的樓層需要做抗震處理。在市區(qū)場地不太寬裕時(shí)，可把隔震層設(shè)計(jì)在地面以上，在空中變形有利于節(jié)約用地，同時(shí)也能有效減少地基的挖土量。

3.隔震建筑穩(wěn)定性

隔震建筑穩(wěn)定性隔震建筑通過隔震墊改變建筑的周期，從而減少地震能量的輸入，達(dá)到減震的目的，設(shè)置隔震層，將導(dǎo)致減少建筑物的水平位移約束， 根據(jù)彈性穩(wěn)定理論，可以肯定， 兩個(gè)完全相同的上部結(jié)構(gòu)，嵌入隔震層的穩(wěn)定性不如無隔震層的。因此，從某種意義上說，結(jié)構(gòu)減震是以降低結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性為條件的。橡膠墊越扁平，隔震器穩(wěn)定性越好，水平剛度越大，水平剛度大的隔震器隔震效果相對較差，在此揭示了隔震器穩(wěn)定性與其隔震效果是～ 對矛盾，設(shè)計(jì)研究中，協(xié)調(diào)矛盾是重要的， 國內(nèi)外文獻(xiàn)建議s2直徑與高度比取值為36；隔震建筑的穩(wěn)定與隔震層位置也有關(guān)系，隔震層位置越接近地基，建筑的隔震效果越好，整體穩(wěn)定性穩(wěn)差，穩(wěn)定性越好，隔震效果越差。為了防止隔震建筑失穩(wěn)， 《規(guī)范》 規(guī)定： 隔震支座在表第l2.2.3初期值的±20% ；徐變量不超過各橡膠層總厚度的5% ；隔震層橡膠支座在罕遇地震作用下， 不宜出現(xiàn)拉應(yīng)力。另外隔震建筑在設(shè)計(jì)施工中為防失穩(wěn)都應(yīng)設(shè)置沉降觀測點(diǎn)。表3 平均壓應(yīng)力限值I 建筑類別 甲類 乙類 丙類建筑 建筑 建筑平均壓應(yīng)力限值（MPa） 10 12 15高層建筑隔震設(shè)計(jì)中隔震建筑穩(wěn)定性問題更加突出，在當(dāng)前技術(shù)條件下，隔震支座根本無法承受大的拔力，日本在隔震技術(shù)開發(fā)和應(yīng)用中，采用了直線式滑動(dòng)支座，這種支座最大抗拔力可達(dá)18000KN，還有一個(gè)新辦法，就是采用柱基“活接” 隔震消能措施。但目前高層建筑隔震設(shè)計(jì)中不單只應(yīng)用橡膠隔震墊，還須其他減震設(shè)計(jì)方法進(jìn)行空間模型非線性時(shí)程分析，

4.隔震結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)性。

隔震建筑在振動(dòng)性能和抗震安全性方面提高了建筑物的附加價(jià)值，因此與以往建筑物比較時(shí)，應(yīng)考慮附加價(jià)值進(jìn)行綜合評價(jià)。在考慮隔震建筑的造價(jià)時(shí)，不僅要考慮初始造價(jià)，如果從包括建筑物在使用階段的維修、重建、內(nèi)部物品的損壞和經(jīng)濟(jì)損失來考慮，隔震建筑具有很好的經(jīng)濟(jì)性。從國內(nèi)外建筑的實(shí)例來看，全部工程費(fèi)用可能增加，但隔震效果好，上部結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)部分的造價(jià)減少很多。如果能有效的利用隔震層作為設(shè)備層或停車場就可以抵制隔震層的費(fèi)用增加。因此，總造價(jià)可能就會(huì)降低。

參考文獻(xiàn)：

[1]GB500112001 建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范

[2]曲哲，葉列平，潘鵬，高層建筑的隔震原理與技術(shù)，清華大學(xué)土木工程系，北京100084

隔震技術(shù)的基本原理范文6

【關(guān)鍵詞】 高層建筑 隔震構(gòu)造設(shè)計(jì)

前言

我國大部分地區(qū)地處地震帶上，每年發(fā)生大地震機(jī)率甚高，因此建筑物之耐震設(shè)計(jì)非常重要。目前，國內(nèi)有關(guān)高層隔震建筑物設(shè)計(jì)與施工之相關(guān)研究仍相當(dāng)欠缺，鑒于隔震建筑日趨普及，隔震建筑設(shè)計(jì)審查、隔震消能材料認(rèn)證與驗(yàn)證機(jī)制、以及評定機(jī)構(gòu)之指定工作，已刻不容緩。盡早訂定完善之高層隔震建筑設(shè)計(jì)審查機(jī)制、隔震消能材料試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)、以及裝設(shè)前中后之檢測，實(shí)為當(dāng)務(wù)之急。本文主要闡述了高層隔震建筑構(gòu)造設(shè)計(jì)的空間構(gòu)造、規(guī)劃設(shè)計(jì)、降低隔震層的水平剛度及細(xì)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等方面的內(nèi)容。

一、隔震建筑的基本原理

隔震建筑是結(jié)構(gòu)減震控制技術(shù)運(yùn)用的其中一種，在日本叫“免震建筑”，其原理為：采用隔震裝置改變建筑物與地基之間連接方式。首先，通過在建筑物底部和基礎(chǔ)頂面之間設(shè)置隔震裝置，延長結(jié)構(gòu)的自振周期，使結(jié)構(gòu)避開地震波的高能頻帶；其次，提供適當(dāng)阻尼使建筑物的地震反應(yīng)大大減弱。簡單來說，就是用隔震裝置將地震時(shí)建筑物的擺動(dòng)轉(zhuǎn)換為建筑物對地面的橫向位移，地震能量由隔震裝置自身的變形來吸收。如此隔震建筑物就大大的降低扭曲及彎曲，也會(huì)明顯的降低搖擺程度(地震加速度)，因而降低構(gòu)造及設(shè)備的破壞。

隔震技術(shù)主要應(yīng)用于使用功能有特殊要求的建筑及抗震設(shè)防烈度為8、9度的建筑。其主要特征是地震時(shí)繼續(xù)保持建筑物的性能，即地震時(shí)不僅要確保建筑結(jié)構(gòu)上的安全，還要使作用于建筑物上的水平重力加速度盡可能小，避免室內(nèi)設(shè)施、器具、物品等移動(dòng)翻到。由此可見，此類建筑是更注重于建筑使用功能的維持，其設(shè)防目標(biāo)高于“小震不壞，中震可修，大震不倒”的規(guī)定。

二、高層震建筑構(gòu)成與設(shè)計(jì)

如何響應(yīng)隔震上部結(jié)構(gòu)在地震時(shí)產(chǎn)生的大的位移，是隔震建筑在設(shè)計(jì)上最重

要的概念。關(guān)于設(shè)計(jì)位移的確定，一般地質(zhì)條件(I、1I類場地)，隔震建筑外周側(cè)通常留40cm的活動(dòng)空間(設(shè)計(jì)位移約25cm)134-36]。然而，實(shí)際設(shè)計(jì)位移仍需結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員進(jìn)行確認(rèn)。

1、空間構(gòu)成

1．1上部結(jié)構(gòu)

上部結(jié)構(gòu)位于隔震層的上方，地震時(shí)產(chǎn)生大的位移，此位移量取決于設(shè)計(jì)方向是前后左右全方位的。上部結(jié)構(gòu)變形大而加速度小，所以居住性能良好，家具等也不易翻轉(zhuǎn)傾覆。為了上部結(jié)構(gòu)不阻礙隔震層在地震時(shí)發(fā)生大的變形，應(yīng)采取以下措施：

(1)上部結(jié)構(gòu)的周邊應(yīng)設(shè)置防震縫縫寬不宜小于各隔震支座在地震下的最大水平位移值的1．2倍。

(2)上部結(jié)構(gòu)(包括與其相連的任何構(gòu)件)與地面(包括地下室和與其相連的構(gòu)件)之間，宜設(shè)置明確的水平隔離縫；當(dāng)設(shè)置水平隔離縫確有困難時(shí)，應(yīng)設(shè)置可靠的水平滑移墊層。

(3)在走廊、樓梯、電梯等部位，應(yīng)無任何障礙物。

1．2隔震層

隔震層是指設(shè)置隔離層或阻尼裝置等隔震部件的區(qū)域。隔震層的上下樓層間易發(fā)生大的層間變形，因此在必要的部位必須采取充分的隔震措施來適應(yīng)這個(gè)變形。

隔震層一般規(guī)定：

(1)隔震層內(nèi)部空間除放置隔震系統(tǒng)以及必要的管線外，不作居室或其它用途使用時(shí)，隔震層不予計(jì)入建筑面積、容積率、建筑物層數(shù)。但為確保建筑物使用安全，隔震層四周應(yīng)予封閉，除必要的維修人員出入口外，不得設(shè)置其他出入口。隔震層需作停車場或倉庫等其他用途時(shí)，按普通樓層對待應(yīng)計(jì)入建筑面積。

(2)建筑物于隔震層的外周外墻的防護(hù)構(gòu)造，如屬隔震層必要的構(gòu)造，例如擋雨構(gòu)件未超過0．5m部分，不計(jì)入建筑面積。

(3)一般建議隔震層高度采用1．8～2．1m之間，因考慮規(guī)劃等因素，隔震層應(yīng)計(jì)入建筑物高度。

1.3下部結(jié)構(gòu)

下部結(jié)構(gòu)位于隔震層下方，是支承上部結(jié)構(gòu)及隔震層的部分。在不設(shè)地下室的基礎(chǔ)隔震類型中，基礎(chǔ)相當(dāng)于下部結(jié)構(gòu)。在中間層隔震的情況下，下部結(jié)構(gòu)與一般抗震結(jié)構(gòu)采用相同的處理手法和設(shè)計(jì)，不同的只是受到上部作用的地震力要小。

1.4外周部

外周部是指與上部結(jié)構(gòu)鄰接的地表部分。外周部和上部結(jié)構(gòu)之間產(chǎn)生40cm

左右的相對位移。為避免人員等靠近，設(shè)植栽等阻擋物。另外周邊應(yīng)留有足夠空地，以防大地震時(shí)上部結(jié)構(gòu)超越建筑紅線。

1.5鄰樓空間

鄰樓空問是指相鄰樓棟之間的人的活動(dòng)空間。這部分也應(yīng)考慮由于地震時(shí)上部結(jié)構(gòu)晃動(dòng)而采取相應(yīng)的措施。還應(yīng)注意的是，如果相鄰的建筑不是抗震結(jié)構(gòu)，而是隔震結(jié)構(gòu)的情況下，則相對位移會(huì)很大。

2、規(guī)劃設(shè)計(jì)

隔震建筑設(shè)置有隔震層，在地震時(shí)上部結(jié)構(gòu)會(huì)產(chǎn)生位移。因此，外部空間應(yīng)作包括鄰棟間距、碰撞距離、消防及外觀的舒適感等安全上的考慮。此外，建筑外墻、設(shè)施、坡地、擋土墻等，在場地規(guī)劃時(shí)，也應(yīng)從適應(yīng)上部結(jié)構(gòu)位移特性方面考慮。

確定建筑物與場地邊界線的關(guān)系(圖1)，在可移動(dòng)范圍①部分要避免建筑物與邊界圍墻接觸、碰撞。特別注意上部結(jié)構(gòu)或墻外之間的距離不能過大，避免人們隨意鉆入，當(dāng)需要進(jìn)入時(shí)，要有安全措施。對建筑物有可能碰撞到人這一點(diǎn)要有充分認(rèn)識(shí)。建筑物的長期使用過程中，其整個(gè)可移動(dòng)范圍內(nèi)均不得堆放任何障礙物。在可移動(dòng)范圍②一般設(shè)有建筑的出入口，要注意不能因?yàn)樯喜拷Y(jié)構(gòu)的移動(dòng)而使人受到傷害，為避免人、車輕易進(jìn)入(出入口除外)，最好設(shè)置門墻或指示標(biāo)記等。

圖1

3、降低隔震層的水平剛度

為了提高建筑隔震效果，使隔震層的水平剛度充分小并延長建筑物的自振周

期，這就要求設(shè)計(jì)的時(shí)候，選擇適宜的隔震支座和平面柱網(wǎng)尺寸。

(1)如柱網(wǎng)尺寸小，采用數(shù)量多而直徑小的隔震支座，以降低隔震層的水平剛性；但直徑小的隔震支座其變形上限也隨之減小(圖4．9a)；換用直徑大的隔震支座，又反而提高隔震層的剛性(圖4．9b)。

(2)加大柱網(wǎng)尺寸，減少隔震支座的個(gè)數(shù)，而采用直徑大具有較高變形上限的支座，且不至提高隔震層的剛性(圖4．9c)。

(3)上部結(jié)構(gòu)的最下層采用剛性底座(圖4．9d)，隔震支座的設(shè)置與柱的位置無關(guān)，但與(圖4．9c)相比造價(jià)較高。

(4)可利用天然疊層橡膠支座與鉛芯疊層橡膠支座配合使用，用二者合理數(shù)量比例進(jìn)行調(diào)整，使得隔震層同時(shí)滿足剛性與變形位移的要求。

圖2

三、高層隔震建筑細(xì)部構(gòu)造設(shè)計(jì)

1、隔震安全間距

1．1水平移動(dòng)空間(安全距離)

確定隔震建筑的可移動(dòng)房屋，要考慮建筑物的所有部分，不得有遺漏。原則上可移動(dòng)面(一般為水平面)是在該建筑的范圍內(nèi)而且只能有一個(gè)水平面。如果可移動(dòng)面部分出現(xiàn)上下不一致，則接合部位的連續(xù)性會(huì)受到破壞，使建筑物的隔震效果大打折扣。

此外，可移動(dòng)部分及空間(采光井等)的維護(hù)，在發(fā)生大地震前應(yīng)事先采取什么措施等都是很值得注意的問題，最低限度要考慮不得讓人們隨意進(jìn)入可移動(dòng)范圍內(nèi)。

1．2外部構(gòu)筑物設(shè)計(jì)

為了使樹木及結(jié)構(gòu)上與建筑物脫離的外部構(gòu)筑物適應(yīng)隔震建筑大的位移，應(yīng)

在初步設(shè)計(jì)階段就開始考慮采取相應(yīng)的措施：

(1)在基地邊界和圍墻內(nèi)，要把建筑物周圍的設(shè)備臺(tái)座、水池等低矮的地面突出物以及建筑物與外部結(jié)構(gòu)之間所設(shè)道路的寬度作為檢查對象。

(2)對靠近建筑物的樹木每年的生長情況進(jìn)行預(yù)測。

(3)出入口周圍，門廳的臺(tái)階、入口處雨篷、傷殘人專用坡道等，與建筑外部的連接應(yīng)采用伸縮構(gòu)造連接。

1.3隔震溝、墻外狹道

在隔震層上方外墻周邊設(shè)置隔震溝作為建筑隔震的安全空間，這是隔震建筑物最基本的形式。在隔震溝上方開口處的覆蓋物一般是可滑動(dòng)的蓋扳，或做成平臺(tái)，或安放設(shè)備，或做成排水溝等。也可將外墻做成幕墻，使上層樓面向外凸，或采用陽臺(tái)的形式遮蓋隔震層。

(1)可移動(dòng)的隔震溝蓋板，由于大地震產(chǎn)生的變形有正有負(fù)，應(yīng)注意不使隔震溝暴露。隔震溝的蓋板一端在建筑外墻固定，另一端用錕輪支承，以適應(yīng)變形。蓋板的支承部位由不銹鋼和聚四氟乙烯纖維板形成摩擦系數(shù)小，容易滑動(dòng)的接觸

面。

(2)伸縮連接的混凝土預(yù)制蓋板，采用預(yù)制混凝土的伸縮連接蓋板，在大地震時(shí)，蓋板能升高并且能落下，容易復(fù)原。當(dāng)采用伸縮連接的蓋板時(shí)，需采取措施避免因安全距離張開過大，當(dāng)建筑物向左側(cè)移動(dòng)時(shí)，導(dǎo)致蓋板落進(jìn)溝里，如果這時(shí)溝里有人會(huì)造成人員的傷害。

(3)采用陽臺(tái)遮蓋，采用分離型的滑動(dòng)方式，把擋墻從地面標(biāo)高抬高200mm以防止雨水進(jìn)入隔震層，要注意的是，樓板盡端450mm以內(nèi)不放置物品，也不要有人。

(4)采用植栽作為墻外窄道，同樣采用分離型的滑動(dòng)方式，注意與周邊公共空間中的設(shè)施要拉開一定距離，考慮公共空間(人行道)上的人的安全。

結(jié)語

我國是地震多發(fā)區(qū)，造成的傷害非常大，而傳統(tǒng)的抗震設(shè)計(jì)方法無法達(dá)到保證安全的目的。所以我們要加快隔震建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)研究，使我們的高層建筑也不懼地震的襲擊。

參考文獻(xiàn)

【1】貝倫．加西亞編，劉偉慶，歐謹(jǐn)譯．世界名建筑抗震設(shè)計(jì)方案設(shè)計(jì)(第一版)，北京：中國水利水電出版社，2002

【2】周福霖．工程結(jié)構(gòu)減震控制．北京：地震出版社，1997．

【3】國家標(biāo)準(zhǔn)．建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范(GBS0011．2000)．北京；中國建筑工業(yè)出版社。200l