隔震技术的基本原理十篇

隔震技术的基本原理篇1

关键词：房屋基础隔震 原理 技术要点 优势 现状

2008年的5・12汶川地震在给我们带来伤痛的同时也引起了各界对房屋建设的关注，对于每一名房屋设计和建设者来说如何提高房屋的抗震能力成了必须思考和探索的问题。广木线穿心店站的货运楼在其周围房屋基本倒塌的情况下仍然可以保持房屋上部结构的基本完整性这一特殊的现象为我们有效提高房屋抗震性能提供了一种可能。经过调查发现该楼房在修建过程中应用房屋基础隔震技术，这就提示我们房屋基础隔震技术能有效提供房屋抗震性能，而这一点在国家现行的GB 50011.2001建筑抗震设计规范中得到证明。下面就介绍一下房屋基础隔震技术的基本原理和优越性，并且探讨一下其应用的方法。

1、房屋基础隔震技术的基本原理

房屋基础隔震技术的基本原理就是在房屋的上部结构同地基之间实现柔性连接――一般是在上下结构的中间增加水平刚度低且具有适当的隔震和增加结构系统的柔性，使上部结构得以同可能造成破坏的地面运动分离，以达到降低房屋上部结构的地震能量加速，且提高房屋对于地震的抵抗能力的目的。可以说基础隔震技术通过“以柔克刚”的方式使得房屋的抗震性能大大提高。当地震破坏程度较小时，“隔震装置的初始刚度足以使房屋屹立不动”，在遇到破坏性大的地震时这种设计就可以保持房屋的基本结构让房屋不至完全倒塌，就像5・12地震中的广木线穿心店站的货运楼。

房屋结构应用基础隔震措施后，其周期是没有应用基础隔震结构的2～3倍，依据反应谱理论可知较长的隔震建筑的周期可以使地震对房屋的影响大幅度减小。但就传统对原理的解释来看，这种隔震设计一般多用于层数较少的楼房，而目前我国在高层建筑中也开始了基础隔震技术的使用。虽然，这用传统的理论很难解释其合理性，但是从实际运用中来看，我们仍旧可以发现其合理因素所在，即就隔震能力本身而言基础隔震技术降低房屋上部结构的地震能量加速。

2、房屋基础隔震设计的优越性

无论是从理论上还是实践中基础抗震设计较传统抗震设计在抗震能力和节约成本方面都有很大的优势。

2.1 抗震能力更好 明显有效地提高了地震对房屋结构的影响。基础隔震技术使得房屋结构的加速度降低60%左右，也就是相当于没有运用基础抗震技术结构的1/10～1/4。如此一来房屋上部结构的地震反应也刚体平动十分类似，从而能让房屋的整体结构得到有效的保护，同时也因结构的震动得以保持在较为轻微的水品内而让房屋的内部设施。同时在地震时，应用了基础抗震设计的房屋能够保持上部结构的弹性工作状态的正常运作，这可以给某些重要的建筑物以可靠的保护。

2.2 节约成本 从目前国内的房屋建设实例来看，采用了基础隔震设计的房屋在初始造价上往往较非基础隔震设计的房屋高，但是我们在计算隔震设计的经济性时不能只考虑初始的工程费用，而应该从其抗震性能、抗震安全性、震后维护等方面来进行评估。首先，房屋基础隔震可以有效的保护房屋内部的浮放设备，防止内部物品的破损，减少了受灾群众的经济损失和次生灾害的发生。其次，抗震措施简单明了，隔震设计仅考虑隔震装置，“这样就可以把设计、试验、制造的注意力集中到这些构件上”，因此建筑结构的设计与施工得以简化。最后，地震后无需对隔震建筑进行过多的维修。

3、房屋基础隔震设计的应用方法

3.1 隔震装置的选择 现阶段常用的隔震装置有：加铅芯的多层橡胶支座、橡胶隔震支座、摩擦滑动层隔震装置、阻尼器。这些隔震装置都各有其优缺点，具体什么选择还得按照房屋的总体设计需要来，但总的来讲要想隔震装置在地震中发挥作用，保证房屋整体的抗震性能和安全性，就必须就有适当的阻尼及消能能力基础隔震装置必须具有一定的阻尼、消能能力和竖向承载能力。下面我们就以叠层橡胶隔震支座为例。叠层橡胶隔震支座一般用天然橡胶或者人工合成橡胶制作，呈圆柱形，直径在300mm以上1000mm以下，单个可以承重500KN到700KN。其有点是有很好的自复能力。其缺点是“由于上部结构的粱是由叠层橡胶支座为其竖向支座的，为了减小梁的跨度，就需要放置比较多的叠层橡胶支座，那么就提高了整个隔震体系的成本。”

3.2 确定水平向减震系数 水平向减震系数取值必须大于等于0.25，而且隔震作用发挥后，地震作用的总水平应该是隔震结构相对的减震系数的百分之七十。

3.3 基础设计要点 当我们进行抗震设计的基础设计时可以不考虑隔震产生的减震效果，只需按原设防烈度着手设计即可。

3.4 隔震层设计要点 隔震层能在地震中起到应有作用是设计的根本，因而就必须确保整体隔震结构得以协调工作，这样一来我们在将具有合适刚度的梁板体系安排在隔震结构的项部的同时要做到让该层隔震装置的两种负荷――永久、可变负荷的“竖向平均压应力限值不超过相关规范规定，且在罕遇地震下不出现拉应力。”还有一点需要我们注意，就是虽然在前面已经列出了防烈度的相应系数，但是考虑到在遇到竖向地震是隔震层的相对无力，在上部结构设计是我们有必要把水平向换算烈度提高。基础隔震设计不是单靠哪一个部分就能够完成的，要想使得隔震设计的性能得到良好的发挥，就必须保证设计的每个部分都不能脱节，要重视连接点的重要性，从全局出发着手设计。

3.5 隔震层设计注意事项 隔震层的抗震性能还收其以下结构的影响，因此我们要注意一下的设计要点：①对于支柱、支墩等地相连且有相当大的承重任务的结构，在设计时要以高标注也就是罕见破坏性地震作为隔震底部相关力如竖向力和水平力的计算依据。②要具体问题具体分析，不同的地区对于隔震建筑地基有这不同的要求和标准，所以我们在作出精确计算和设计时不能忽略相应地区抗震防烈度。

参考文献：

隔震技术的基本原理篇2

关键词：隔震原理 基础隔震 隔震试用范围 隔震稳定 经济性

建筑隔震减震技术是通过在建筑物底部或某高度处设置侧向刚度较小且变形能力大的隔震装置，以减小地震对上部楼层的能量输入，从而减小上部楼层的地震响应。

1.建筑隔震的原理

建筑隔震就是在建筑物的基础或下部结构和上部结构之间设置隔震装置（或系统），形成隔震层，以达到阻隔地震时地面振动向上部结构传递地震力（或振动能量），降低结构在地震下的振动反应的目的。

建筑结构采用隔震措施后，与相同的非隔震结构相比，将具有较长的周期（通常是原周期的2～3倍） 。根据反应谱理论，层数较少的非隔震结构周期较短，地震作用较大，而隔震建筑的周期明显延长，使得地震作用显著减小。这是目前对隔震建筑原理的一般解释，并由此认为隔震建筑一般适用于层数用隔震技术，我国也开始高层建筑隔震的研究和应用。但传统的基于延长周期的隔震原理似乎无法解释隔震技术在高层建筑中应用的合理性，而实际高层建筑隔震的动力分析结果又表明高层建筑隔震仍具有明显的减震效果 。隔震技术在高层建筑中应用的合理性来源于多个方面，其中比较主要的方面在于隔震层同时也是绝好的消能减震层，结构的大部分变形集中在隔震层，使得隔震层中阻尼器的消能作用具有更高的效率。除此之外，即使只考虑隔震本身，高层建筑隔震仍具有其他优势，主要体现在上部结构绝对加速度响应的降低。

2.隔震建筑的形式

2.1 基础隔震

所谓基础隔震，就是在建筑物的基础与上部结构之间增设高度很矮， 具有足够可靠性的隔震层，控制地面运动向上部结构传递，地震时其能量可反馈到地面或由隔震层吸收，以大大减小结构及构件的地震反应，确保建筑物的整体安全，其内部设备不发生破坏或丧失使用功能，室内人员不遭受伤害也不会有强烈震感。同时，还可防止结构内部的次生灾害。主震后无需避震疏散，即使发生罕遇大震隔震房屋也不会倒塌。

在其中使用的橡胶隔震垫不仅有良好的隔震性能，而且该技术在造价方面也有其优越性。隔震结构与一般结构相比，费用增加的部分包括：隔震构件、隔震层上面的楼面、设备管道的柔性接头及相应的设计费用和施工费用。如果上部结构仍然按传统的抗震设计，其总工程费用略有增加。

基础隔震技术是用水平力很“柔”的隔震元件将上部建筑与基础隔离，由于隔震层的刚度很小，当地震发生时，隔震层将发挥“隔”的作用，承受地震动引起的位移运动，而上部结构只作近似平动。原来的“刚”“性”“抗震”结构的地震反应是“放大晃动型”，而基础隔震结构的地震反应只是“抗震结构”的1/4-1/12，大大提高了结构的安全度。“抗震结构”的层间位移大，所以造成建筑的开裂、破坏甚至倒塌。基础隔震结构的层间变形很小，这样不仅建筑结构不会破坏，而且建筑内的装修，设施也保持完好。

目前应用较多的隔震元件是建筑隔震橡胶支座，隔震橡胶支座是由一层钢板一层像胶层层叠合起来的，并经过加工将橡胶与钢板牢固地粘结在一起，首先，隔震支座有很高的竖向承载特性和很小的压缩变形，可确保建筑的安全；第二，隔震支座还具有较大的水平形能力，剪切变形可达到25%而不破坏；第三，橡胶隔震支座具有弹性复位特性，地震后可使建筑自动恢复原位。采用隔震橡胶支座的建筑物，设防目标一般可以提高一个设防等级。传统建筑的设防目标是“小震不坏，中震可修，大震不倒”，而设计合理的基础隔震建筑通常能做到“小震不坏，中震不坏或轻度破坏，大震不丧失功能”。此外，采用隔震橡胶支座建造的房屋，可适当降低上部结构的设防水准（一般可降低一度到一度半），这样就有可能使建筑布置更加灵活，并可减少一些结构的构造措施或减少一些结构件的尺寸或配筋（如墙体厚度），从而使上部结构能节约部分土建造价。现代科技的发展已解决了橡胶的老化等耐久问题，完全可以使橡胶隔震支座的寿命满足建筑使用的要求。

基础隔震技术适用范围很广，尤其适用于量大面广的中、低层砖混房屋和钢筋混凝土房屋建筑，在高烈度地震区，采用基础隔震技术建造的房屋，可以突破现行抗震规范中对房屋层数的限制，在保证高度比的前提下可以加高一两层，这样可以增大建筑物的容积率，节省建设用地，提高土地利用率。在中低烈度地震区，采用隔震技术，投资可能会稍有增加，但建筑的品质与往日的相比已不可同日而语，更重要的是其产生的社会效益无法估量。

2.2 中间层隔震

在基础以上的中间楼层设置隔震层，下部结构同普通建筑物一样直接与地基接触，因此它不存在基础隔震建筑的底部体积和墙体数量问题，但隔震层以下的楼层需要做抗震处理。在市区场地不太宽裕时，可把隔震层设计在地面以上，在空中变形有利于节约用地，同时也能有效减少地基的挖土量。

3.隔震建筑稳定性

隔震建筑稳定性隔震建筑通过隔震垫改变建筑的周期，从而减少地震能量的输入，达到减震的目的，设置隔震层，将导致减少建筑物的水平位移约束， 根据弹性稳定理论，可以肯定， 两个完全相同的上部结构，嵌入隔震层的稳定性不如无隔震层的。因此，从某种意义上说，结构减震是以降低结构稳定性为条件的。橡胶垫越扁平，隔震器稳定性越好，水平刚度越大，水平刚度大的隔震器隔震效果相对较差，在此揭示了隔震器稳定性与其隔震效果是～ 对矛盾，设计研究中，协调矛盾是重要的， 国内外文献建议s2直径与高度比取值为36；隔震建筑的稳定与隔震层位置也有关系，隔震层位置越接近地基，建筑的隔震效果越好，整体稳定性稳差，稳定性越好，隔震效果越差。为了防止隔震建筑失稳， 《规范》 规定： 隔震支座在表第l2.2.3初期值的±20% ；徐变量不超过各橡胶层总厚度的5% ；隔震层橡胶支座在罕遇地震作用下， 不宜出现拉应力。另外隔震建筑在设计施工中为防失稳都应设置沉降观测点。表3 平均压应力限值I 建筑类别 甲类 乙类 丙类建筑 建筑 建筑平均压应力限值（MPa） 10 12 15高层建筑隔震设计中隔震建筑稳定性问题更加突出，在当前技术条件下，隔震支座根本无法承受大的拔力，日本在隔震技术开发和应用中，采用了直线式滑动支座，这种支座最大抗拔力可达18000KN，还有一个新办法，就是采用柱基“活接” 隔震消能措施。但目前高层建筑隔震设计中不单只应用橡胶隔震垫，还须其他减震设计方法进行空间模型非线性时程分析，

4.隔震结构的经济性。

隔震建筑在振动性能和抗震安全性方面提高了建筑物的附加价值，因此与以往建筑物比较时，应考虑附加价值进行综合评价。在考虑隔震建筑的造价时，不仅要考虑初始造价，如果从包括建筑物在使用阶段的维修、重建、内部物品的损坏和经济损失来考虑，隔震建筑具有很好的经济性。从国内外建筑的实例来看，全部工程费用可能增加，但隔震效果好，上部结构和基础结构部分的造价减少很多。如果能有效的利用隔震层作为设备层或停车场就可以抵制隔震层的费用增加。因此，总造价可能就会降低。

参考文献：

[1]GB500112001 建筑抗震设计规范

[2]曲哲，叶列平，潘鹏，高层建筑的隔震原理与技术，清华大学土木工程系，北京100084

隔震技术的基本原理篇3

【关键词】房屋建筑；防震设计；基础隔震技术

一、房屋基础隔震技术的优越性

（1）明显有效地减轻了结构的地震反应，提高了地震时结构的安全。国内外大量试验数据和工程经验表明：基础隔震一般可以使结构的水平地震加速度反应降低60％左右，上部结构的地震反应仅相当于不隔震情况下的1/8～1/4。地震时房屋上部结构的地震反应类似于刚体平动，结构的震动和变形均可控制在较轻微的水平，从而使房屋内部设备的安全得到更可靠的保证。（2）地震防护措施简单明了。基础隔震设计把非线性，大变形集中到了隔震装置这一特殊的构件上，从考虑整个结构复杂的、不甚明确的抗震措施转换为只考虑隔震装置，这样就可以把设计、试验、制造的注意力集中到这些构件上。由于上部主体结构近似于弹性变形状态，结构分析的方法也可以简化；同时，在地震后，只需对隔震装置进行检查更换，而无需过多地考虑房屋结构本身的修复。（3）具有较大经济效益和社会效益。虽然采用基础隔震技术会增加基建投资（约5％），但上部结构抗震措施标准降低会节省建筑的总造价。从已建造的采用基础隔震技术的房屋得知，多层基础隔震房屋比传统抗震房屋节省土建造价：7度节省1％～3％，8度节省5％～15％，9度节省10％～20％。如果将地震灾害的潜在综合损失考虑进去（包括结构、建筑、设备财产以及建筑物中断使用带来的损失），基础隔震房屋具有更高的经济和社会效益。同时还能大幅度降低地震时内部非结构构件和装饰物的震动、移动和翻倒的可能性，从而大大减轻了次生灾害的危害。

二、隔震技术原理及基本要求

建筑结构隔震的本质思想是通过增加能够提供柔性和适当耗能装置的隔震层，以达到减小结构振动的目的。房屋基础隔震技术的原理就是通过水平刚度低且具有一定阻尼的隔震器将上部结构与基础或底部结构之间实现柔性连接，使输入上部结构的地震能量加速度大为降低，并由此大幅地提高房屋结构对强烈地震的防御能力。房屋基础隔震体系包括上部结构、隔震器（装置）和下部结构三部分，隔震体系应满足以下基本要求：（1）基础隔震装置应具有一定的阻尼和消能能力，以保证体系在地震时具有的工作性能。（2）基础隔震装置必须具有足够的竖向承载力，能够安全支撑上部结构的所有荷载，确保房屋结构在使用状态下的绝对安全并满足使用要求。（3）基础隔震装置应具有可变的水平刚度。在强风或微小地震时，隔震器应具有足够高的水平刚度，使上部结构发生的水平位移极小而不影响使用要求。在中等强度地震下，其水平刚度将逐渐变小，使原本刚性的抗震结构体系变为柔性隔震结构体系，其固有周期大大延长而远离场地的特征周期，从而明显地降低上部结构的地震反应。（4）基础隔震装置应具有水平弹性恢复力，使房屋隔震结构体系在地震中具有自动复位功能，由此满足震后房屋结构的使用功能要求。

三、基础隔震技术的发展前景

基础隔震概念最早是由日本学者河合浩藏于1881年提出的，1909年，美国的J.A.卡兰特伦茨提出了另外一种隔震方案，1927年，日本的中村太郎论述了加装阻尼器吸能装置，在隔震理论方面进行了有益的探索。随着地震工程理论的逐步建立以及实际地震对结构工程的进一步考验，特别是近二三十年来，由于采用大量的强震记录仪对地震进行观测，使人们较快地积累了有关隔震及非隔震结构工作性能的定量化经验，从而对早期提出的一些隔震方法进行了淘汰与升华。目前，世界上大约有30多个国家在开展这方面的研究，这项技术已被应用在桥梁、建筑，甚至是核设施上。80年代以来，基础隔震研究开始在我国得到重视，国内不少学者对国际上流行的基础隔震体系进行了研究，取得了较大的进展．现代隔震技术经历了30年的历程，得到了广泛的应用。据了解，我国应用基础隔震技术建造的房屋设备已达数百万平方米，涉及生命工程线、民用建筑、古建筑加固等。基础隔震技术适用面很广，既能应用于低层或高层的建筑，也可用于已建建筑的抗震加固;既能用于重要房屋，也可用于一般房屋，尤其适用于量大面广的中、低层砖混房屋和钢筋混凝土房屋。基础隔震技术具有广阔的应用前景。

总之，基础隔震技术在保证建筑物具有更高安全可靠度的同时，其直接和间接的经济效益、社会效益也是非常巨大的。通过工程试点，基础隔震在地震中减轻建筑物地震反应和损害的表现非常出色。

参 考 文 献

[1]申春梅，赵歆冬，陈辉．隔震技术应用研究[J]．河南城建学院学报．2010（1）

[2]马佶民，孙青．多层建筑的隔震技术研究[J]．山西建筑．2010（27）

[3]吴世跃．我国建筑物减震隔震研究现状与发展[J]．山西焦煤科技．2010（3）

隔震技术的基本原理篇4

摘 要：随着我国城市交通压力的逐渐增大，桥梁早已在城市建设中发挥出重要作用，其社会地位也会得到显著的提高，相对于桥梁抗震效能的要求也不断提高。为了改善桥梁的抗震效能，本文对桥梁隔震设计展开了深入的研究，并对桥梁隔震的设计方法、重要性和相关理论进行了重点的描述。

关键词：桥梁隔震；交通压力；隔震设计

桥梁作为建设现代化城市必不可少的基础设施，必须具备较强的抗震性能。因此，如何提高桥梁抗震性能，降低震后损失，延长桥梁的使用寿命、增强桥梁的实用性，早已成为缓解现代城市交通压力的根本保障。

1 进行桥梁隔震设计重要性及优点

1.1 进行桥梁隔震设计重要性

进行桥梁隔震设计就是指安装桥梁隔震器，从而形成对桥梁的柔性水平支承、延长水平周期。与此同时，还应在桥梁上安装阻尼器，增强桥梁的阻尼效应，降低地震损失，缓解城市交通压力。国外桥梁建筑专家、学者对强化桥梁隔震设计方面展开了深入研究，并取得了优异的傲人的成绩。但我国在该方面仍较为落后，各项研究尚未成熟，系统性不强，在大多桥梁隔震设计中采用了大量的国外研究成果和经验。

1.2 开展桥梁隔震设计的优点

隔震设计的强化，能够有效的分解各支座间的地震力分布情况并加以改善，这样可以使桥梁基本部位得到有效的保护，实现对桥梁上部结构力量的合理分布，使力的支撑更为有效，这是对桥梁的一种保护措施。同时，相关的桥梁隔震设计能够有效调节桥面的横向刚度，改善桥梁结构中存在的扭转平衡问题，降低地震对桥梁的作用力。

桥梁上部结构设计中加入隔震设计，能够消除震后桥梁上下部结构中建设弹性范围以外的地震力，进而起到预防桥梁局部部分因受力超出弹性范围所产生的变形现象。而与普通的抗震设计相比，在桥梁的设计中加入隔震系统设计，发挥了桥梁防震更好的效果，保证在同样工程造价下，工程质量的提高。

在正常条件下，将隔震支座加入到桥梁隔震设计中，可有效降低因温度或其他原因引起的变化，减少桥梁形变的可能，为伸缩缝使用几率的降低提供了便利。相对于那些未采用隔震设计的建筑桥梁相比，大地震过后，采用隔震设计的建筑桥梁更加容易实施装置和隔震设计的更换，有效的缩短了桥梁的维修时间，降低桥梁维修费用。

2 桥梁的隔震设计理论

2.1 隔震技术施工原理

为了增强桥梁抗震性，减少因其他原因造成的桥梁结构受损现象的发生，隔震设计应运而生，它是新的抗震发展趋势和形式。通常提高桥梁结构整体抗变形能力、整体强度的方法来达到抗震效果。而桥梁抗震设计最大的优点就是采用柔性装置设计，该方法减少了桥梁重要构件与水平地面运动的关联性，降低了桥梁重要构件产生地震后期破坏性损伤，提高桥梁结构反应加速度。此外，阻尼设计的采用，实现了对地震能量高的最大消耗，使桥梁上部和隔震结构承受的作用了大大降低。

2.2 隔震技术优势

桥梁隔震技术的采用，实现了延长桥梁结构使用周期、地震能量的最大消耗以及降低震后桥梁结构损坏、变形现象发生的可能。在桥梁隔震设计中，我们必须着重注意桥梁结构的合理设计，以发挥桥梁抗震结构构件的最佳弹性、提高其可塑性。

采用隔震技术，不但具有提高工程使用效能的作用，同时也能够降低工程造价。隔震技术具有超出其他抗震设计的性能，实现对桥梁墩柱的最佳保护，增加了桥梁墩柱的使用寿命，降低桥梁墩柱的延性需求；在桥梁上部结构采用隔震措施，可将桥梁下部结构震后地震力维持在桥梁可承受的弹性范围之内，同时该技术的采用也能够避免那些震后不易进行检查或修复的位置的非弹性变形，将桥梁毁损程度降低最低，达到对桥梁的最佳保护。

2.3 桥梁隔震设计基本原则

近年来，我国城市人流、车流逐渐增多，交通压力逐渐增大，尤其是自21世纪以来，世界板块的活动性加大，地震发生的机率增加，因此，对城市桥梁抗震性能要求也逐渐提高，这位桥梁隔震设计创造了较大的发展空间，而实施隔震设计应当注意以下几个基本原则，我们需要认真、严格的遵守下述基本原则，已达到桥梁抗震的最佳效果。

首先，要进行科学考察。了解桥梁是否适宜实施隔震技术，进行隔震设计。科学性的考察必须以保证桥梁使用周期的增长为基础，对建立隔震系统后吸收地震能量吸收状况进行考察，并以此为依据，决定桥梁是否适合采用隔震设计。而不可盲目对不适合抗震结构桥梁地段施工。转贴中

其次，不断完善、补充隔震装置缺陷。若在桥梁设计中采用隔震装置，桥梁上部结构难免会在震后发生相对位移，桥梁结构位移将会影响桥梁的后期功能和使用，因此，必须逐步完善、修补隔震装置。

最后，必须要确保采用了隔震措施的桥梁抗震性能高于其他普通抗震设计的抗震性能。研究实施隔震措施的桥梁周围地址环境，对桥梁地基进行勘测及研究，一般坚实的地址条件更适宜采用隔震措施。

3 桥梁隔震设计

桥梁隔震装置的施工设计

桥梁的隔震抗震设计主要是由桥梁的其他结构部件设计和隔震装置设计两部分构成。桥梁隔震设计以隔震装置设计为中心，目前，应用最普遍的桥梁隔震设计方法使弹性反映谱法，该方法的应用较为广泛，但不同的国家规范也各不相同，且区别不大，不同的计算公式是形成不同建筑规范的主要原因，隔震装置的等效刚度计算与等效阻尼计算是计算公式的主要内容，对于结构复杂或是不规则桥梁则更适宜采用时程法。

当前应用较为普遍的弹性反应谱法，主要是由于其施工计算较为简单、其计算方法与现有规范计算方法较为接近，这是该方法得到推广的主要原因，桥梁设计中采用的隔震装置等效阻尼及刚度是决定桥梁变形程度的关键因素，同时对地震的响应程度也是决定隔震装置变形的影响因素。而弹性反应能够谱法所采用的隔震设计也是不断变化、完善的过程。目前，尚未出现可以具体应用到实际中的公式，此时，设计人员对桥梁结构地震响应程度的预估和掌握起着决定性作用，经验丰富的工程师可根据多年工作经验和实际情况制定桥梁设计方案，并利用一系列时程对其合理性进行分析、验证。

4 结 语

为了提高我国城市桥梁工程质量，发挥其良好的抗震性能，隔震设计至关重要。目前我国尚处于隔震技术起步阶段，国外的一些成功工程、技术经验是值得我们学习和借鉴的。因此，在实际工作中，我们更应该利用国外先进经验，加强我国桥梁的隔震设计水平、提高桥梁建设工程抗震性能。

隔震技术的基本原理篇5

关键词：隔震技术 隔震设计

近代的基础隔震技术基本上可分为两大类，即弹性隔震和基础滑动隔震。在弹性隔震中，叠层钢板橡胶垫隔震技术应用最多。这类隔震方案主要是在房屋底层与基础顶面之间增设一个侧向刚度很低的隔震层，使在地震过程中整个结构体系的周期变长，变形集中在底层，上部结构基本上是刚性运动。但主要用于隔震水平地震动，对于竖向震动则几乎没有隔离作用；另一方面，这种隔震体系实际上是在地震时对上部结构起着低通滤波的作用，地震中的中高频成分几乎全部可以滤掉，但并不能完全避免结构共振。

1、隔震技术

隔震技术不仅在新建工程中获得应用，而且已用于现有建筑的抗震加固改造。隔震装置可安装在结构的防火层或设备层，隔震层可设置在结构的不同部位，如基础、中间层等，也可设置在房屋的顶层，同时起到结构加层和抗震加固的目的。由于传统的加固改造技术对结构震后的性能和不可靠程度缺乏准确地了解，故较难达到强度和延性的合理匹配。采用隔震技术对结构进行加固改造，通过在隔震层设置刚度很小的隔震装置，将地震变形集中到隔震装置上，相对于依靠结构本身的较高强度和较低变形来吸引地震能量而言，隔震结构的周期和阻尼都有很多的提高，故加速度和位移反应明显降低。

2、隔震建筑的形式

2.1基础隔震

基础隔震是建筑抗震新技术家族中的佼佼者，大量试验研究及多次强震实践表明，基础隔震以其极少的投资换取很大的安全系数。基础滑动隔震效果受地面运动频率特性的影响较小，几乎不会发生共振现象。

所谓基础隔震，就是在建筑物的基础与上部结构之间增设高度很矮， 具有足够可靠性的隔震层，控制地面运动向上部结构传递，地震时其能量可反馈到地面或由隔震层吸收，以大大减小结构及构件的地震反应，确保建筑物的整体安全，其内部设备不发生破坏或丧失使用功能，室内人员不遭受伤害也不会有强烈震感。同时，还可防止结构内部的次生灾害。主震后无需避震疏散，即使发生罕遇大震隔震房屋也不会倒塌。

2.2、基地隔震形式

1）夹层橡胶垫隔震装置用于隔震装置的橡胶垫块，可用天然橡胶，也可用人工合成橡胶（氯丁胶）。为提高垫块的垂直承载力和竖向刚度，橡胶垫块一般由橡胶片与薄铜板叠合而成.

2）铅芯橡胶支座这样就使支座具有足够的初始刚度，在风荷来和制动力等常见载荷作用下保持具有足够的刚度，以满足正常使用要求，但强地震发生时，装置柔性滑动，体系进入消能状态。

3）滚珠（或滚轴）隔震有自复位能力的；有加铜拉杆风稳定装置；横向油压千斤顶位的。另外，还有加消能装置的，消能装置有软消能杆剪，铅挤压消能器，油阻尼器，光阻尼器等。

2.3中间层隔震

在基础以上的中间楼层设置隔震层，下部结构同普通建筑物一样直接与地基接触，因此它不存在基础隔震建筑的底部体积和墙体数量问题，但隔震层以下的楼层需要做抗震处理。在市区场地不太宽裕时，可把隔震层设计在地面以上，在空中变形有利于节约用地，同时也能有效减少地基的挖土量。

2.4悬挂隔震

悬挂隔震使将结构的全部或大部分质量悬挂起来，是地震动传递不到主体质量上，产生较小的惯性力，从而起到隔震作用。悬挂结构在桥梁、火电厂锅炉架等方面有大量应用。著名的43层香港汇丰银行新大楼采用的就是悬挂结构。

悬挂结构悬杆受力较大，须采用高强钢，而高强钢忍性差，在竖向地震作用时易拉断。为减小竖向地震作用，可在吊点设减震弹簧，并配合使用阻尼器。

3、隔震结构控制理论

一种新的隔震设计理论―结构控制和控制结构理论。结构控制主要研究结构工程中控制装置的设计理论、方法及其实施，控制结构是根据给定的条件将结构和控制装置作为一个整体进行优化设计。

4、隔震建筑经济性

隔震建筑在振动性能和抗震安全性方面提高了建筑结构的附加价值。因此，与以往建筑比较时，应考虑附加价值进行综合评价。在考虑隔震建筑的造价时，不仅要考虑其初始造价，还要考虑其使用阶段期间遭受地震损坏的维修、重建、内部物品的损坏和经济损失，在此意义上，隔震建筑具有很好的经济性。

5、超高层隔震建筑物设计技术

超高层隔震建筑物设计技术主要有下列关键因素：

长周期建筑物之隔震效果

隔震建筑物之最优越抗震效果即在延长建筑物基本振动周期，但高层建筑物基本振动周期往往超过3秒，隔震后即使将建筑物基本振动周期拉长至5秒以上，由反应谱显示，两者加速度反应相差有限。但是在增加阻尼比降低地震位移反应，则有其贡献。

6、隔震应用的注意事项：

1）隔震实际上会使原有结构的固有周期演唱，在下列情况下不宜采用隔震设计：

①基础土层不稳定；②下部结构变性大，原有结构的固有周期比较长；③位于软弱场地，延长周期可能引起共振；④制作中出现负反力；

2）隔震装置必须具有足够的初始刚度，这样能满足正常使用要求。当强震发生时，装置柔性消震，体系进入消能状态。

3）隔震装置能使结构在基础面上柔性滑动，在地震来时这样必然会产生很大的位移。为减低结构的位移反应，隔震装置应提供较大的阻尼，具有较大的消能能力。

7、隔震体系的优点

1）明显有效地减轻结构的地震反应。从振动台地震模拟试验结果及美国，日本建造的隔整结构在地震中的强震记录得知，隔振体系的结构加速度反应只相当于传统结构（基础固定）加速度反应的1/3――1/10.这种减震效果是一般传统抗震结构所望尘莫及的。从而能非常有效地保护结构物或内部设备在强地震冲击下免遭任何毁坏。

2）确保安全。在地面剧烈震动时，上部结构仍能处于正常的弹性工作状态。这既适用于一般民用建筑结构，确保居民在强地震中的绝对安全，也适用于某些重要结构物和重要设备。

3）减低房屋造价。从汕头，广州，西昌等地建造隔震房屋得知，多层隔震房屋比传统多层隔震房屋节省房屋土建造价：7度区节省3――6%，8度区节省8――14%，9度区节省15――20%.并且安全度大大提高。

隔震技术的基本原理篇6

关键词：高层建筑钢筋混凝土结构；基础隔震；三维有限元模型；地震反应

1．引言

地震和风给人们带来了严重的灾害。采取经济、高效、可靠的措施减小地震和风荷载造成的损失，已经成为科学家和工程师关注的问题。传统的结构抗震和抗风设计方法是利用结构自身的能力来耗散振动能量，如加大构件的截面尺寸或提高材料的强度等级等。这种方法既不经济，又存在较大的问题。建筑结构振动控制技术将从根本上解决这一问题。

基础隔震技术是目前工程中应用最多的一种减震控制技术，由于其造价低，易于实施，减震效果好，越来越受到人们的重视。国内外很多学者对混凝土基础隔震结构做了大量细致而深入的工作，并且也建成了许多隔震建筑，提出了许多关于隔震结构的理论及设计方法。

2．计算模型及参数

本文采用高层建筑三维有限元分析软件etabs，对设置与不设置橡胶隔震垫的某高层建筑钢筋混凝土剪力墙结构进行了地震反应分析。该高层建筑地面以上25层，高度约81m。上部结构为剪力墙结构，采用现浇钢筋混凝土。梁、楼板、剪力墙的几何尺寸及混凝土的强度等级逐层变化。顶层上建有塔楼，而一二层设有裙房。建筑场地类别为ⅲ类，tg=0.45s，抗震设防烈度为7度，设计基本加速度为0.10g，设计地震分组为第一组。本工程所属地区50年一遇的基本风压wo=0.50kn/m2，(用于高度为60m以下建筑结构计算和高度超过60m的高层建筑结构水平位移控制)，100年一遇的基本风压wo=0.60kn/m2，(用于高度超过60m的高层建筑结构承载力计算)。地面粗糙度c类，风荷载体形系数μs=1.3

本文选择目前国际上用的较多的el-centro波（适合ⅱ、ⅲ类）、taft波（适合ⅱ、ⅲ类）以及人工模拟地震波（适合ⅲ类）进行时程分析。将波的最大幅值分别调至相当于7度多遇地震下的加速度峰值35gal。选取等时间步长0.02s，总持续时间为15s。考虑双向水平地震作用，根据规范地震波按加速度峰值1（x方向）:0.85（y方向）的比例输入，并与风荷载分别进行内力与位移的线性组合:

(1)位移组合:1.0g±1.0e±0.20w

(2)内力组合:1.2g±1.3e±0.28w

其中，g是重力荷载标准值；e为地震作用荷载；w为风荷载。

3．多遇地震作用下时程分析结果

由计算可知，框架柱最大轴向力为2132kn，小于隔震垫设计最大竖向承载力2800kn；罕遇地震下隔震层最大水平侧移194mm，小于隔震垫设计最大水平位移300mm，因此隔震垫设计合理。

在多遇地震波作用下，结构顶层加速度时程如图1所示，各层层间位移角如图2所示，图3给出了隔震结构与非隔震结构的层间剪力。

从图1可以看出，多遇地震时隔震结构顶层的最大加速度为36gal，仅为非隔震结构的40%。

从图2可知，多遇地震时隔震结构的第1层侧移远大于非隔震结构第1层侧移。原因在于结构隔震层水平刚度远小于第1层水平刚度，通过橡胶垫的集中大变形将地震能量隔离，使地震能量不向上部结构传输或少传输。

由图3可知，多遇地震时隔震结构基底剪力为4608kn，为非隔震结构基底剪力的70%。

4．结论

本文通过基础隔震高层钢筋混凝土剪力墙结构的有限元时程分析，得出以下结论:

（1）基础隔震体系设置柔性的隔震支座，从而降低了结构的水平刚度，使结构的自振周期增大了近50%，从而避开地震主要携能频带，因此也就降低了结构的水平地震作用。

（2）从结构的加速度反应看，在水平地震波作用下，隔震结构的加速度反应明显小于非隔震结构的加速度反应。

（3）隔震结构的层间位移比非隔震结构大大减小，隔震结构的楼层位移变形主要集中在隔震层，上部结构各层间水平位移几乎为零，其振型为“整体平动型”。

（4）从最大层间剪力的反应来看，隔震结构的最大层间剪力仅为非隔震结构的30%。因此，隔震层上部的结构可以按降低地震设防烈度一度考虑。

参考文献：

[1]周福霖．工程结构减震控制[m]．北京：地震出版社，1997.

[2]gb50011-2001（2008年版），建筑抗震设计规范[s]．北京：中国建筑工业出版社，2008.

[3]jgj3-2002，高层建筑混凝土结构技术规程[s]．北京：中国建筑工业出版社，2002.

隔震技术的基本原理篇7

关键词：建筑结构；抗震；隔震方法

建筑物良好的抗震设计能够帮助国家和人民减少许多不必要的灾难。我国坚持建筑结构抗震设防的原则是：“小震不坏，中震可修，大震不倒”。本文对传统结构抗震技术进行了论述，并介绍了几种较新的隔震技术。

1 传统结构抗震设计

1.1建筑结构抗震设计考虑方面

传统结构抗震的建筑设计应考虑到以下几个方面：场地选择、形状均匀规整、提高结构和构件的强度和延性、多道抗震防线、防止脆性增力口延性等。(1)场地选择的原则是需要避开地震时可能发生地基失效的松软场地，尽量选择坚硬场地。(2)无论建筑是在平面或立面上，其结构布置都要尽量使几何尺寸、质量、刚度延性等均匀、对称、规整，避免不连续变化。(3)由于结构物的破坏是来自地震动引起的结构振动，因此抗震设计应尽量使从地基传入结构的振动能量最小，并使结构物本身具有适当的强度、刚度和延性，从而防止不能容忍的破坏。在不改变刚度、不增加重量的前提下，可以通过提高总体强度和延性提高抗震能力。(4)若结构具有多道支撑和抗水平力的体系，即使建设工程的一道防线破坏后尚有第二道防线支撑结构，从而提高抗震能力避免建筑物倒塌。(5)脆性与失稳破坏常常导致倒塌，故应防止。这种破坏常见于设计不良的细部构造。

1.2延性在抗震设计中的重要性及其作用

结构抗震的本质就是延性，延性是指构件和结构屈服后，在承载能力不降低或基本不降低的情况下，具有足够塑性变形能力的一种性能。一般用延性比来表示。对于受弯构件来说，随着荷载增加，首先受拉区混凝土出现裂缝，表现出非弹性变形。然后受拉钢筋屈服，受压区高度减小，受压区混凝士压碎，构件最终破坏。从受拉钢筋屈服列压区混凝土压碎，是构件的破坏过程。在这过程中．构件的承载能力没有多大变化，但其变形的大小却决定了破坏的性质。提高延性可以增加结构抗震潜力，增强结构抗倒塌能力。延性结构通过塑性铰区域的变形，能够有效地吸收和耗散地震能量，同时，这种变形降低了结构的刚度，致使结构在地震作用下的反应减小，也就是使地震对结构的作用力减小。当结构设计成为延性结构时。由于塑性变形可以耗散地震能量，结构变形虽然会加大，但结构承受的地震作用不会很快上升，内力也不会再加大，因此具有延性的结构可降低对结构的承载力要求，也可以说，延性结构是用它的变形能力来抵抗罕遇地震作用，反之，如果结构的延性不好，则必须有足够大的承载力抵抗地震。后者会多用材料，对于地震发生概率极少的抗震结构，延性结构是一种经济的设计对策。此外，延性可以使超静定结构的内力得以充分重分布，采用塑性内力重分布方法设计时，同样也可以节约钢筋用量，取得较好的经济效果。因此可以说结构的延性和结构的强度是同等重要的。延性好的结构的破坏我们称之为塑性破坏，延性差的结构的破坏我们称之为脆性破坏．塑性破坏能提前给人以预兆，是符合结构设计理论的。

1.3传统抗震技术的不足

传统结构抗震计算主要致力于保证结构自身具有一定的强度、刚度和延性，以满足一定的抗震设计要求。此时，结构处于被动抵御的地位，是一种消极的抗震方式。为了增强建筑结构抗震能力，目前出现了许多新的抗震新技术，如：隔震技术、耗能减震技术、吸振减震技术等”。这些新型隔震方法已经在国内外建筑结构设计领域广泛使用。

2 新型隔震技术

2.1隔震原理及特点

隔震技术是在结构物地面以上部分的底部设置隔震层，使之与固结于地基中的基础顶面分开，从而限制地震动向结构物的传递，不至造成结构和设施的破坏，并能保证结构物上的重要设备和仪表正常运行。隔震、耗能减震与其他结构控制技术能为结构控制提供有效、经济、简单、可靠的抗震新方法。目前采用的基地隔震，主要应用于隔离水平地震作用。隔震层的水平刚度应显著低于上部结构的侧向刚度。常用隔震装置有：橡胶支座隔震、滚子隔震、滑动支座隔震、摇摆支座隔震。现在已有许多隔震建筑问世，如在北京建造的利用砂垫层隔震的强震观察室兼住宅、在美国建造的使用高阻尼橡胶垫隔震的复希尔法律司法中心、在新西兰建造的利用摆动桩隔震的奥克兰工会大楼等。另外，日本清水建设公司开发了一种名为“局部浮力”的抗震系统，即在传统抗震构造基础上借助于水的浮力支撑整个建筑物。局部浮力系统在上层结构与地基之间设置贮水槽，水的浮力承担建筑物大约一半重量。这样既减轻了地基的承重负荷，又可以把隔震橡胶小型化，降低支撑构造部分的刚性，从而提高与地基间的绝缘性。

基础隔震体系的特点：(1)增强了建筑物的抗震性能。由于在这种体系中设置了足够的隔震支座和减震阻尼器，能将地震作用下建筑物的振动减小一半以上，使上部建筑在地震下的反应很小。(2)维修方便。即使遇到超出设计的地震，上部结构物的损害也很小，需要更换的只是下部的支座和阻尼器。(3)具有良好的经济效益。在建筑物中采用基础隔震体系，能大大降低一般设计中庞大的地基造价；而且所有支座和阻尼器都可以在现场安装，显著地缩短了工期，带来较好的经济效益。(4)具有广阔的应用前景。基础隔震技术适用范围极其广泛，可应用于从低层到超高层范围内的所有建筑。

2.2隔震原理及特点

隔震技术具有一定的局限性，并不是对所有建筑都适用。首先，当建筑的结构周期大于1．5s时隔震效果很差；其次，隔震技术对硬土场地比较适合，因为软土场地滤掉了地震波的中高频分量，延长了结构周期，使地震反应增大：此外，隔震橡胶支座只具有隔离水平地震的功能，对纵向地震没有隔离效果；最后，没有空间安装隔震橡胶并提供足够宽的隔震沟时难以采用隔震技术。

2.3国内建筑隔震橡胶支座的研究现状与进展

隔震房屋在地震时的安全性主要取决于隔震支座的纵向承载能力、纵向刚度、水平变形能力、水平刚度和阻尼性能。隔震层必须具有足够的纵向刚度和纵向承载能力，能够稳定支撑上部建筑物；同时具有足够小的水平刚度，保证建筑物隔震后的自振周期达到1.5～3.0 s，以有效避开场地特征周期；还应具有足够大的水平变形能力，保证有足够的变形储备，以确保建筑物在大地震作用下不会出现失稳现象；此外还应具有足够的耐久性能，以保证在建筑物使用期限内能有效发挥作用。

目前国内外研究和应用较多的隔震技术是隔震橡胶支座隔震技术和摩擦滑移隔震技术，工程应用中两者均表现出了优越性。隔震橡胶支座隔震不能完全避免共振，而摩擦滑移隔震支座不能自动复位，一般需另外的复位系统，滑动性能离散性大，不易控制，滑移量过大有时会导致穿越隔震层的非结构构件被破坏，甚至可能发生滑移失稳。将这两种隔震方案并联复合使用可以充分融合其各自的优点，同时克服采用单一隔震技术的缺点，大大提高结构的抗震能力，是隔震技术的发展趋势。

玉树地震、汶川地震的发生极大地损害了我们国家和人民的利益，引起了国家对建筑物抗震防震的重视。传统结构设计只是考虑刚性，而新型隔震新技术通过吸收转化灾害能量，避免建筑发生破坏，是一种更有效的抗震方式。隔震技术的推广必然会推动我国防震减灾事业的发展。

参考文献：

〔1〕 牛盛楠，马．杨现国．“以柔克刚”――谈汶川震后对日本建筑结构抗震新技术的借鉴．新建筑．2008；4：109-111．

〔2〕杨林，周锡元，苏幼坡．FPS摩擦摆隔震体系振动台试验研究与理论分析．特种结构．2005；22：43-46．

〔3〕黄永林，孔建国．8级大震的地震安全性与隔震设计，中国八级大震研究及防震减灾学术会议集．北京：地震出版社．2001．

隔震技术的基本原理篇8

关键词：道桥 抗震 设计

一、引言

随着城市现代化进程不断加快、城市人口的大量聚集和经济的高速发展 ，交通网络在整个城市生命线抗震防灾系统中的重要性不断提高，对桥梁的依赖性越发增强。而近几十年全球发生的多次破坏性大地震表明，作为抗震防灾、危机管理系统重要组成部分的桥梁工程在地震中受到破坏，将严重阻断震区的交通生命线，使地震产生的次生灾害进一步加重，给救灾和灾后重建工作带来极大困难。同时，桥梁作为重要的社会基础设施，投资大、公共性强、维护管理困难。提高桥梁的抗震性能是减轻地震损失加强区域安全的基本措施之一。根据以往地震中桥梁的震害情况，钢筋混凝土桥梁常见的破坏形式主要分为上部结构破坏、支座破坏、下部结构破坏和基础破坏等。

1.采用板式橡胶支座的桥梁，盖梁挡块在地震中破坏，可以有效减少下部结构所受地震力，但对于这种类型的桥梁抗震设计的关键是怎样采用合理的梁体限位装置、设置足够的梁敦合理搭接长度使梁移控制在不发生落梁的范围内同时又不增加墩柱地震力。

2.在高烈度地震区尽可能采用整体性和规则性较好的桥梁结构体系，结构的布置力求几何尺寸、质量和刚度均匀、对称、规则，避免突变的出现；从几何线性上看，尽量选用直线桥梁。

3.选择合理的连接形式对桥梁抗震性能十分重要。对于高墩桥梁，建议采用上部结构与下部结构有选择性的刚性连接（固结方式）；对于矮墩桥梁，上部结构和下部结构连接建议采用支座连接方式，并合理设置梁墩的搭接长度。

二、桥梁抗震的设计原则

合理的抗震设计，要求设计出来的结构在强度、刚度和延性等指标上有最佳的组合，使结构能够经济的实现抗震设防的目标。要达到这个要求，就需要设计工程师深入了解对结构地震反应有重要影响的基本因素，并具有丰富的经验和创造力，而不仅仅是按规范的规定执行。以下为抗震设计应尽可能遵循的一些基本原则，这些原则基于历次的桥梁震害教训和当前公认的理论认识。

1.场地选择。除了根据地震危险性分析尽可能选择比较安全的厂址之外，还要考虑一个地区内的场地选择。选择的原则是：避免地震时可能发生地基失效的松软场地，选择坚硬场地。

2.体系的整体性和规则性。桥梁的整体性要好，上部结构应尽可能是连续的。较好的整体性可防止结构构件及非结构构件在地震时被震散掉落，同时它也是结构发挥空间作用的基本条件。无论是在平面还是在立面上，结构的布置都要力求使几何尺寸、质量和刚度均匀、对称、规整，避免突然变化。

3.提高结构和构件的强度和延性。桥梁结构的地震破坏源于地震动引起的结构振动，因此抗震设计要力图使从地基传入结构的振动能量为最小，并使结构具有适当的强度、刚度和延性，以防止不能容忍的破坏。在不增加重量、不改变刚度的前提下，提高总体强度和延性是两个有效的抗震途径。刚度的选择有助于控制结构变形；强度与延性则是决定结构抗震能力的两个重要参数。由于地震动可造成结构和构件周期反复变形，使其刚度与强度逐渐退化，因此，只重视强度而忽视延性绝对不是良好的抗震设计。

4.能力设计原则。能力设计思想强调强度安全度差异，即在不同构件（延性构件和能力保护构件-不适宜发生非弹性变形的构件统称为能力保护构件）和不同破坏模式（延性破坏和脆性破坏模式）之间确立不同的强度安全度。通过强度安全度差异，确保结构在大地震下以延性形式反应，不发生脆性的破坏模式。在我国以前的建筑抗震设计中，普遍采用“强柱弱梁，强剪弱弯，强节点弱构件”的设计思想。

5.多道抗震防线。应尽量使桥梁成为具有多道抵抗地震侧向力的体系，则在强地震动过程中，一道防线破坏后尚有第二道防线可以支撑结构，避免倒塌。因此，超静定结构优于同种类型的静定结构。但相对于建筑结构，桥梁在这方面可利用的余地通常并不大。

三、桥梁减隔震技术

减震是人为在结构的某些部位设置阻尼器或耗能构件，改变结构的动力性能，耗散结构吸收的地震能量，从而降低结构的地震反应。隔震则是指通过延长结构的自振周期避开地震卓越周期或减小地震能量输入，以此降低结构地震反应。对桥梁结构采用隔震技术的思想产生由来已久，减隔震技术 自诞生以来，受到了广泛的重视。第一座采用减隔震技术的桥梁是新西兰的 Mot桥，建于1973年，上部结构采用滑动支承隔震，阻尼由 U形钢弯曲梁提供。该桥建成后，减隔震技术在桥梁抗震中得到了迅速推广。美国第一次将减隔震技术用于桥梁是在 1984年，用于对Sierra Point Bridge进行抗震加固。1990年，美国新建了第一座采用减隔震技术的桥梁Sexton桥。在日本 ，第一座建成的减隔震桥梁是静岗县横跨 Keta河的宫川大桥，完成于1990年，是一座3跨连续钢桁架梁桥，采用铅芯橡胶支座作为减震构件。

桥梁的减隔震系统应满足如下三个基本功能：1）具备一定的柔度，用来延长结构周期，降低地震力；2）通过阻尼、耗能装置等对地震力进行耗散，并将支承面处的相对变形控制在设计允许的范围内；3）具备一定的刚度和屈服力，在正常使用荷载下结构不发生屈服和有害振动。进行减隔震设计时，应将重点放在提高耗能能力和分散地震力上，不可过分追求加长周期。而且应选用作用机构简单的减隔震装置，并在其力学性能明确的范围内使用。另外，减隔震装置不仅要能减震耗能，还应满足正常运营荷载的承载要求，因此选择减隔震装置时，还应注意以下一些要求：1）在不同水准地震作用下，减隔震支座都应保持良好的竖向荷载支承能力；2）减隔震装置应具有较高的初始水平刚度，使得桥梁在风荷载、制动力等作用下不发生过大的变形和有害的振动；3）当温度、徐变等引起上部结构缓慢的伸缩变形时，减隔震支座产生的抗力应比较低4）减隔震装置应具有较好的自复位能力，使震后桥梁上部结构能够基本恢复到原来位置。

隔震技术的基本原理篇9

【关键词】建筑物；隔震设计；思考

建筑物的隔震设计最工程设计中不可忽视的环节。 在建筑结构中加入隔震设计或是在已有建筑中加入隔震技术的改造将有助于降低建筑物特别是高层建筑在地震中的影响。

近代的基础隔震技术基本上可以分为两大类，即弹性隔震和基础滑动隔震。在弹性隔震中，叠层钢板橡胶垫隔震技术应用最多。这类隔震方案主要是在房间底层与基础顶面之间增设一个侧向刚度很低的隔震层，使在地震过程中整个结构体系的周期变长，变形集中在底层，上部结构基本上是刚性运动。但主要用于隔震水平地震动，对于竖向震动则几乎没有隔离作用；另一方面，这种隔震体系实际上是在地震时对上部结构起着低通滤波的作用，地震中的中高频成分几乎全部可以滤掉，但并不能完全避免结构共振。

1、隔震结构的技术要求

隔震技术不仅在新建工程中获得应用，而且已用于现有建筑的抗震加固改造。隔震装置可安装在结构的防火层或设备层，隔震层可设置在结构的不同部位，如基础、中间层等，也可设置在房屋的顶层，同时起到结构加层和抗震加固的目的。由于传统的加固改造技术对结构震后的性能和不可靠程度缺乏准确地了解，故较难达到强度和延性的合理匹配。采用隔震技术对结构进行加固改造，通过在隔震层设置刚度很小的隔震装置，将地震变形集中到隔震装置上，相对于依靠结构本身的较高强度和较低变形来吸引地震能量而言，隔震结构的周期和阻尼都有很多的提高，故加速度和位移反应明显降低。同时，耗能减震加固改造技术，智能材料加固改造技术，以及吸振减震加固改造技术等开辟了房屋加固改造的新途径。

2、隔震建筑的主要形式

2.1 基础隔震

基础隔震是建筑新技术家族中的佼佼者，大量试验研究及多次强震实践表明，基础隔震以其极少的投资换取很大的安全系数。基础滑动隔震效果受地面运动频率特性的影响较小，几乎不会发生共振现象。

所谓基础隔震，就是在建筑物的基础与上部结构之间增设高度很矮，具有足够可靠性的隔震层，控制地面运动向上部结构传递，地震时其能量可反馈到地面或由隔震层吸收，以大大减小结构及构件的地震反应，确保建筑物的整体安全，其内部设备不发生破坏或丧失使用功能，室内人员不遭受伤害也不会有强烈震感。同时，还可以防止结构内部的次生灾害。主震后无需避震疏散，即使发生罕遇大震隔震房屋也不会倒塌。

在其中使用的橡胶隔震垫不仅有良好的隔震性能，而且该技术在造价方面也有其优越性。隔震结构与一般结构相比，费用增加的部分包括：隔震构件、隔震层上面的楼面、设备管道的柔性接头及相应的设计费用和施工费用。如果上部结构仍然按传统的抗震设计，其总工程费用略有增加。、

采用基础隔震设计上应注意：（1）在建筑周边，隔震层部分要比基础大一圈，因此场地要宽裕；（2）隔震层的周围设挡土墙，其上部有墙外狭道等，因此要确保地震时不因上部结构的移动而带来其它问题；（3）方便检查和更换隔震装置；（4）为使设备管线适应隔震层的位移和变形，常采用柔性连接或球型接点，但要考虑安放装置及检修的空间；（5）隔震建筑物与其它建筑物之间的联系通道要适应相对变形，确保畅通无阻。

2.2 中间层隔震

在基础以上的中间楼层设置隔震层，下部结构同建筑物一样直接与地基接触，因此它不存在基础隔震层建筑的底步积和墙体数量问题，但是隔震层以下的楼层要做抗震处理。在市场地不太宽裕时可以把隔震层设计在地面上，在空中变形有利于节约用地，同事也能有效减少地基的挖土量。

采用中间层隔震，设计上应该注意：（1）为适应隔震层的移动变形，该部分的建筑外墙应该设水平缝，要考虑防水 隔音 防火等，也要注意地面的协调美观，（2）解决楼梯 电梯井 机器升降 设备管线等贯穿隔震层的问题，并考虑防火区间的划分；（3）便于检查 更换隔震装置及耐火材料等。隔震装置布置和选取的一般原则为：（1）隔震层具有适当的水平刚度，在强风作用下，隔震层具有足够的初始刚度，在较大地震错用时，隔震层产生柔性变形，能大大消弱回评地震作用：（2）隔震层的水平刚度中心宜与上部结构的质心基本一致：（3）隔震装置具有足够的竖向承载力和水平变形能力，在发生大地震时，可安全稳定的支撑建筑物，不会出现失稳破坏，能发挥隔震功能：（4）隔震装置具有良好的自动复位功能，在发生大地震后，可基本复位到初始位置，当发生余震时，可继续有效阿辉隔震作用（5）隔震装置具有较大的竖向刚度，在设计竖向荷载作用下，竖向定位被控制在允许值以下；（6）隔震装置的刚度和阻尼具有较好的稳定性，有可能出现荷载的温度安慰以内，其变化叫嚣：（7）具有良好的耐久性 抗老化 抗疲劳 扛徐变等性能，能在建筑物的试用期内发挥隔震的作用。

3、隔震结构的控制理论

一种新的隔震设计理论―结构控制和控制你结构理论。结构控制主要研究结构工程中控制装置的设计理论、方法及其实施，控制结构是根据给定的条件结构和控制装置作为一个整体进行油画设计。

主动控制由于制约因素多、造价昂贵等原因，应用研究尚处于开发阶段。被动控制特别是其中基础隔震技术的研究，已经逐渐成熟，在工程应用中日渐广泛。所谓基础隔震，就是在结构底部与基础顶面之间设置隔震层，使上部结构与固结于地基充的基础部分分离，阻隔地震波向上部结构的传播，使得输入结构的能量或反馈入地基土层或被耗能元件吸收，从而大大减少结构的地震反应，保证建筑物的安全，乃至正常使用功能。

4、隔震建筑的经济性能

隔震建筑在震动性能和抗震安全性方面提高了建筑结构的附加值。因此，与以往建筑比较时，应考虑附加价值进行综合评价。在考虑建筑的造价时，不仅要考虑其初始造价，还要考虑其使用阶段期间遭受地震损坏的维修、重建、内部物品的损坏和经济损失，在此意义上，隔震建筑具有很好的经济性能。

5、结论

浙江省大部分处不在高烈度抗震设防区，近年来也在隔震工程上做了很多工作，包括理论科研、设计推广、橡胶隔震垫的生产研究等，经过大量的隔震工程设计实践表明：

5.1对于高烈度抗震设防区的钢筋混凝土框架或框剪多、高层建筑，采用隔震设计比采用传统抗震设计可直接降低初始造价；烈度越高、效果越好；层数越高、效果越好。当然要注意适用性。

5.2在抗震设防烈度8度（0.20g）的低层建筑采用隔震设计时会增加初始造价，而同样地区的小高层建筑则具有造价优势。

5.3高于抗震设防烈度8度（0.30g）的建筑采用隔震设计一般均会降低初始造价。

5.4采用隔震设计应注意前期方案的选取，最好将隔震层利用成有效的建筑功能，如地下停车、设备用房等；隔震结构的构造设置应注意与其他专业的配合。

笔者认为；综合考虑隔震设计时提高的抗震安全性、减少或避免震后修复等附加价值，隔震设计具有其广泛的应用前景

参考文献：

[1]陈 .建筑结构隔震技术研究[J] 山西建筑，2009，（07）.

[2]王成. 隔震结构应用设计与研究[J]工程建筑与设计，2003，（08）.

[3]彭丹. 对建筑抗震结构设计的讨论[J] 科技创新导报，2009（02）.

隔震技术的基本原理篇10

关键词：隔震技术；多层建筑；应用探究

我国属于地震发生较多的国家，尤其是在大城市中，高层建筑不断增多，且人口多，居住密集，如果发生地震，那么建筑物倒塌可能引起周围大面积的损失，因此隔震技术的研究在我国势在必行，也是建筑建造过程中很重要的一个施工阶段，随着我国科学技术水平的提高，建筑建造过程中的隔震技术不断增强，同时也不断地应用于多层建筑建造过程中，因此增强建筑物的抗震能力，采用更安全的建造方法和建造过程，形成一种更合理、有效、安全、经济的结构体系。因此对隔震技术在多层建筑中的应用进行研究具有非常重要的现实意义。

1.基础隔震结构模型建造

1.1隔震原理

隔震原理设计中橡胶垫子的使用，是比较广泛的一种应用，隔震组件形成的隔震层的设计的水平高度和上面的连接刚性结构的设计相比较而言，是比较小的，因此隔震技术在隔震层的设计中拥有大于一般建筑结构的周期，因此不会形成共振现象，在隔震层中除了防止共振效应外，还有设置缓冲装置也就是阻尼器，这样通过阻尼器的使用减少隔震层的移动，能够实现有效地降低地震带来的损害，从而能够尽量减小地震对上层建筑的影响。

1.2基础隔震结构模型的建造计算

1.2.1单质点的模型

单质点模型的设计，只要是以建筑物的结构为刚性结构为前提，以隔震层作为一个整体，通过这样的假设来估算地震时地震对隔震层造成的反应。

1.2.2多质点的模型

多质点模型的设计，不是以建筑物的结构为刚性结构为前提，以隔震层作为一个整体，而是将隔震层作为建筑一体的第一层，然后上面结构分层次，通过这样的假设来估算地震时地震对隔震层以及分出的各层造成的反应来设计的模型。通过使用时程分析法等方法，对多质点模型进行分层次计算，对于地震过程中形成的各层次之间重叠，都作为各层次间的错动，通过这样的模型设计来进行基础隔震结构模型建造和基础隔震结构模型的建造计算。

2.多层建筑工程分析

2.1多层建筑工程概括

假设多层建筑为11层建筑物，建筑场地属于三类场地，地面以上是10层，再加上一层地下室，建筑物高度为34层，首层是4米，其他各层是3米，混凝土的强度为C25。

2.2隔震层的设计过程

2.2.1确定隔震层的位置

首选隔震位置是在建筑物的最底部，根基以下部分，隔震层的刚度中心必须与建筑物的结构中心底部相吻合。

2.2.2隔震层设计中隔震垫子的数量、大小以及位置

第一，隔震层应该设计在建筑物底部的根基基础下部，也就是承受力比较重的地方，在安排放置时一定要在每个地基的脊柱下面放置橡胶隔震垫，当地基上部基础结构比较跨度大时，可以设计放置多个橡胶隔震装置；第二，充分保证隔震垫可以达到对建筑物水平位移以及极限承载能力的要求；第三，隔震层设计有足够的竖向刚度，能够保证竖向承载力足够大，保证竖向的位移可以被有效控制在范围内。

2.3隔震层的平面设置以及结果分析

第一，隔震层的位置位于建筑物地基底部，采用的是橡胶叠加的隔震支架结构，因此根据以上隔震层的平面设置，选取控制因素进行分析，确定隔震层布置的合理性。

第二，利用时程分析法进行分析计算，确保隔震结构能够有效地将地震影响集中到隔震层里；同时隔震层在地震发生时水平位移和竖向位移都要保证在既定的范围内；通过上面多质点方法的分析，可以确定隔震层各层承受的压力大小以及控制压力在非隔震装置结构的30%以下；同时也要保证隔震装置中各隔震层的加速度以及层与层之间的剪力分别降到既定的范围之内。通过这样的方法计算和数据结果分析，有利于做好多层建筑在隔震层设计中的应用。

第三，建筑物的本体和基础地下如果被检测到含有地下水层时，一定要对建筑物基层建造时，可能出现的地下水喷射造成建筑物基层的损坏等后果进行数据计算，切实做好控制工作以及数据解释的合理性。比如可以在低于地下水水位的位置开挖基坑，应该要先进行渗透性和富水性试验，并且要对由人工降水可能引起的土体沉降和边坡失稳，从而影响周围建筑物稳定性的概率进行客观的评价。只有通过一系列合理的假设和数据分析，才能够真正的做好隔震技术在多层建筑中的应用，以及确保隔震设置能够达到应有的隔震效果。

总之，在我国，建筑隔震技术不断应有于建造市场中，并且广泛受到市场和人民的肯定，这是时展进步的产物。尽管建筑物建造属于常规建设，但是其隔震技术的完成过程却是需要克服很大的困难阻碍，是一项艰巨的任务，因此掌握好的建筑隔震技术是建筑物建造项目建设过程中的必备条件，其建造过程中离不开隔震技术的支持。只有做好隔震技术以及隔震结构的设计，才能够保证建筑物在遇到地震情况下的安全稳定，才能够保证建筑物的完整，因此必须严格把控对建筑隔震技术的管理。

3.隔震层的建造措施探讨

建筑物建造工程项目在我国尤其是城市发展过程中建造项目非常之多，，且隔震技术要求水平很高，隔震层设计的的优劣关系着对资源的有效利用，同时施工管理方法的有效性也对此产生巨大影响。因此，做好隔震层设计的技术水平、管理水平、安全措施等问题都成为建筑物建造工程项目建设中隔震层设计的突出问题。

3.1对于同一栋建筑物建造时，可以针对不同的建造位置采用不同型号的隔震垫子。

隔震层的设计目的就是为了抵御地震对建筑物可能造成的危害，因此以建筑物的稳固存在为目的建造。

3.2可以应用钢筋作为避雷线。

通过导线连接进入隔震层，降低地震时产生的强大电力对隔震层以及建筑物主体造成的伤害。

3.3.切实执行好橡胶隔震垫子的安装程序

只有真正地切实做好橡胶隔震垫子的安装过程，才能够保证隔震技术以及隔震效果的实现，在隔震工序施工结束后，一定要对隔震层上部结构和水平、竖直方向的障碍物距离做好检查工作。

3.4加强隔震装置施工运行管理

在建筑物隔震装置施工运行中，一定要做好其管理工作，保证运行过程的规范性和有效性，对于设备运行过程中设备、施工人员等都要做好管理，对于一些施工过程中出现的不良情况比如设备故障、施工人员马虎做事等一定要认真管理。对于隔震装置施工运行的资料数据的收集和保管、工人的操作、技术问题等都要认真对待，发现问题及早解决。

4.结束语

伴随着我国社会主义建设不断发展和完善，与此同时人民生活水平也不断提高，相应地房地产建造项目也不断增加。提高我国房地产建造项目建设过程中的各项施工技术非常必要，高层建筑隔震技术以及隔震装置安装等是目前多层建筑建造过程存在的很大问题，因此在建筑物建造时一定要做好隔震技术的监督管理工作，从选材、施工到维护一定要选用严格检测技术来检验，严格做好隔震层的设计和安装，以保证建筑物的安全稳固和地下室的正常使用。

参考文献：

[1]孙玉红，祁皑，王丽红.隔震技术在多层建筑中的应用[J].沈阳建筑大学学报（自然科学版），2005，21（06）：667-670.

[2]谢飚.隔震技术在高层建筑中的应用[J].山西建筑，2004（14）：42-43.