结构,隔震减震措施与探讨对策探讨

（南昌航空大学土建学院 江西 南昌330063）

摘要：本文结合传统的结构抗震设计，指出了新型建筑结构的隔震减震技术具有良好的进展前景，详细地阐述了目前常用的隔震、减震技术，以推广建筑结构的隔震减震技术。
关键词：隔震结构消能减震隔震系统

1、隔震减震房屋的特点

与传统的抗震房屋相比，隔震减震房屋有如下特点：
(1)结构安全可靠。隔震减震房屋地震加速度反应相当于传统的结构地震加速度反应的1/10—1/3。当地面强烈震动时，上部结构的地震反应减少，处于正常的弹性工作状态，不会发生破坏或使结构丧失功能，室内人员不会感到强烈震感。
(2)降低建筑物造价。由于隔震作用使上部结构的地震反应大大降低．以而降低上部结构的造价，综合造价也降低，据国内多层隔震房屋的统计，7度区可节约投资3—6％；8度区节约投资8一14％；9度区节约投资l5—20％。
(3)施工方便。目前广泛采用的是橡胶隔震垫，只需在建筑物的基础与上部结构之间，或是在一层柱顶与二层楼层之间增设一高度不大的隔震层，该隔震层由上下连接件、橡胶隔震垫、托梁组成。安装简便，经济实用。
(4)便于修复。目前的隔震装置有橡胶支座、滚动隔震、摩擦滑移隔震、支承式摆动隔震、混合隔震装置等。其中橡胶隔震垫具有与工程结构本身相当的耐久性，正常情况下，无需对其维护和修理。当发生地震时，隔震垫会发生错动，震后只需对隔震垫进行必要的检查更换，而无需对上部结构本身进行修复，保证人们正常的生活秩序。国内外运用于建筑结构、桥梁、设备等的隔震工程中，绝大多数采用“夹层橡胶支座”隔震技术，且已成功经受了地震考核，成为一项比较成熟的隔震技术。

2、隔振与减震技术措施

2.1隔振技术措施

隔震的主要作用是：一方面在竖向支撑建筑物的重量。另一方面在水平向具有弹性，能提供一定的水平刚度，延长建筑物的基本周期，以避开地震的卓越周期，降低地震反应，能提供较大的变形能力和复位能力。阻尼器的主要作用是吸收或消散能量，抑制结构产生大的位移反应，同时在地震作用下使隔震器迅速复位。
(1)软垫式隔震
软垫式隔震是在房屋底部设置若干个带铅芯的钢板橡胶块隔震装置，使整个房屋坐落在软垫上。与传统结构相比，在结构底部设置软垫式隔震装置的楼房在遭遇地震时，楼房底面和地面之间产生相对水平位移，房屋自振周期加长，主要变形都发生在软垫处，上部结构层间侧移变得很小，以而保护结构免遭破坏。
(2)滑移式隔震
滑移隔震系统是指在上部结构和建筑物基础之间设置一个滑移面，并在滑移面上使用摩擦系数较小的摩擦材料（钢珠、石墨等），允许建筑物在发生地震时相对基础作整体水平滑动，使结构与基础解锁，起到隔离地面运动的作用。同时建筑物在滑动过程中通过摩擦耗散了地震能量，有效限制能量向上传递和向下反馈，以而达到减震的效果。
(3)摆动式隔震
摆动式隔震是将基础支撑在可摆动的短柱群或桩基上，或者将基础设计成底部呈球状的整体，并在基础侧面采用圆形弹簧作为阻尼器。在地震作用下，基础可产生一定的倾向和摆动，即以低的刚度制约小学语文教学论文结构的反应，延长自振周期，以而减轻地震作用。此种摆动隔震方式实际上是柔性底层概念的改善和引伸。
(4)悬吊式隔震
悬吊式隔震是将整个结构物悬挂在巨型钢架或钢筋混凝土内筒上，地震时，悬挂物和支撑协同工作，以而大幅度减少建筑物所受到的地震惯力。其中运用最广泛的是多层悬挂楼板结构，主要用于公共和生活建筑。

2.2 减震技术措施

目前，在实际建筑工程中运用较多减震措施主要有三种：
(1)提高结构阻尼
结构的弹性地震反应，是结构阻尼和周期的函数。它随结构阻尼比的增大和自震周期的加长而减小。结构阻尼对于消减最大共振反应极为有效。结构的阻尼是随所有材料、结构类型、地基土质和振动性质而变化，在高层建筑设计时应选用具有较大阻尼结构类型和系统。
(2)采用高延性构件
一个建筑耐震与否，主要取决于这个结构“能量吸收与耗散”能力的大小，而它又取决于结构延性的大小，也就是说，结构的抗震能力是由承载力和变形能力两者共同决定的。地震反应浅析的着眼点应该是变形能力，当地震力达到结构屈服抗力以后，目前高层建筑设计过程中主要采用强柱弱梁、强节点弱构件与强化梁柱塑性铰的策略教学论文来提高建筑结构延性。
(3)附设耗能装置
耗能减震技术主要通过在结构的某些部位增设耗能器或耗能部件，为结构提供一定的附加刚度或附加阻尼，在地震作用下主要通过耗能部件来耗散输入结构的能量，以减轻结构的动力反应，以而更好地保护主体结构的安全，是一种有效、安全、经济且日渐成熟的工程减震技术。目前开发的耗能装置主要有金属耗能器、摩擦耗能器、粘弹性耗能器、粘滞耗能器，前两种耗能器的耗能特性主要与耗能器两端的相对位移有关，称为位移相关型耗能器，后两种耗能器的耗能特性主要与耗能器两端的相对速度有关，称为速度相关型耗能器。此外，探讨人员还结合以上各类耗能器的耗能机制和特性，探讨开发了具有多种耗能机制的复合型耗能器。

3、隔振和减震技术有着的理由

(1)尽管隔震技术己取得了长足进步，但由于其会使结构的固有周期延长，在软弱场地和下部结构变形过大的情况下应慎用。
(2)竖向地震荷载对隔震结构的影响尚不十分清楚，隔震装置在竖向地震作用下的反应还有待进一步探讨，大跨度结构采用隔震装置的地震反应需深入探讨。
(3)阻尼器及耗能器性能还有待加强，减震技术与新型、复杂、特殊结构结合，形成新减震结构系统还需进一步探讨。
(4)高层建筑隔震减震量测技术和实用化浅析技术还应进一步加强。
参考文献:
范留明，李宁．软弱夹层的透射模型及其隔震特性探讨[J]．岩石力学与工程报，2005，24(14)：2465～2461．
刘惠珊．1995年阪神大地震的液化特点[J]．工程抗震，2001，3(1)：22-27．
[3]孙锐，袁晓铭．砂土液化对设计反应谱及场地分类的影响[J]．地震工程与工程振动，2003，23(5)：46-52．