自动复位椭球体隔震装置介绍赵应许

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摘要：与已有隔震装置相比自动复位椭球体隔震装置有很多的优点，本文对自动复位椭球体隔震装置做简单的介绍。

关键词：隔震装置 椭球体

中图分类号：TU352 文献标识码:A 文章编号：1007-0745（2012）08-0228-01

一、引言

结合国情开发了一种新型建筑基底隔震装置-"混凝土椭球体隔震装置"。它具有土建化、自回位、双向隔震、易于推广应用等优点。利用试验和数值分析方法，研究该装置在竖向荷载和水平地震作用下的受力性能、破坏机理、设计计算方法和构造措施，提出基底隔震结构地震作用的计算理论和设计方法。研究成果具有重要的理论意义和实用价值。

椭球体隔震装置提高建筑物的抗震能力、减轻地震灾害始终是工程界关注的重要问题。隔震、耗能减震与其他结构控制技术则为结构控制提供崭新、可靠的抗震方法。

二、已有隔震装置的特点

现有的具有复位功能的基础隔震装置主要有滑移摩擦隔震装置、橡胶垫支座隔震装置和滚动摩擦隔震装置。

其中，滑移摩擦隔震装置是在基础或层间等部位设置低摩擦的滑移元件和限位件等，通过相对滑移运动和摩擦耗能而有效限制地震能量向上部传递和向下部反馈，通过在装置上设置弹簧实现复位功能；但是滑移摩擦隔震装置内产生的摩擦力较大，装置内的滑移元件由于摩擦而易损坏。

橡胶垫支座隔震装置一般为多层橡胶之间夹以薄钢板，中央加铅芯这种结构能加长房屋自振周期，使其远离地震波特征周期，减小地震作用。并具有部分复位功能；但是装置中的橡胶易老化，需要定期的更换，造成成本的提高。

滚动摩擦隔震装置利用滚动摩擦力比滑移摩擦力小的原理实现复位功能，当滚球与底板接触，且滚球与底板均完好时，上部结构的绝对加速度仅有0.005～0.05 m/s2，所以圆形滚轴结构的隔震效果很好；装置中的自由圆形滚轴隔震装置能够把大部分的地震作用和上部结构隔离开来，但是该装置没有复位功能，会导致基底的滚动位移大到不可接受，而且还会产生残余位移，影响建筑物的后期使用。

综上所述，现有的隔震装置存有结构复杂、施工不易操作、成本高和震后建筑物复位效果差的问题。

三、椭球体隔震装置介绍

这种自动复位椭球体建筑基础隔震装置，其特征在于，包括底板，该底板上开设有若干个椭球形凹槽，各椭球形凹槽中放置有椭圆形球体，底板上放置有上盖板，且该上盖板的底面与各椭圆形球体相切，若干个椭球形凹槽在底板上阵列式分布。在底板上开设有工作槽，该工作槽的底面开设有若干个椭球形凹槽。在工作槽中填充有细沙。工作槽的深度和椭球形凹槽的深度均等于椭圆形球体的短半轴，如图3.1。1为下盖板、2为凹槽、3为椭球体、4为上盖板、5为细沙、6为工作槽。

图3.1

四、椭球体隔震装置的优点

与现有技术相比，该装置的优点如下：

（1）椭球体与底板凹槽之间是滚动摩擦，摩擦力较小，椭球体的磨损较小.（2）椭球体材料多样，可以采用金属材料也可以采用混凝土材料.（3）成本较低，操作简单，施工方便。（4）装置汇总的椭球体本身具有自回复能力，能使震后的建筑物回复到震前的状态。

五、结束语

基础隔震能够有效地降低建筑物在地震中受到的破坏，在维持结构正常使用的同时保护人们的生命与财产安全。隔震装置将建筑基础和上部结构分开，减小了地震作用，改变了传统结构依赖增加自身结构的强度和刚度来抵抗地震作用的抗震模式。自动复位椭球体隔震装置能利用建筑物自身的重力完成复位的功能。又因为其成本低、操作简单、材料多样等特点，使其能有较好的推广。

参考文献:

[1]椭球体滚动基础隔震的可行性研究，赵安兴硕士论文2010年