综述隔震技术

开篇：润墨网以专业的文秘视角，为您筛选了一篇综述隔震技术范文，如需获取更多写作素材，在线客服老师一对一协助。欢迎您的阅读与分享！

摘要：本文阐述了隔震结构的基本概念和类别，隔震建筑的发展，以及隔震结构在我国的应用。最后提出关于隔震结构还存在有待于解决的问题。

关键词：隔震；基础隔震；层间隔震；

中图分类号：G267文献标识码：A 文章编号：

一、隔震结构的概念与分类

从1976年的唐山大地震到2008年的“5.12”汶川特大地震，无论是身心还是财产方面，给人们带来的伤害都是巨大的。我国的抗震设计主要体现在“抗”，“小震不坏，中震可修，大震不倒”的三水准设防目标和两阶段设计方法都是利用结构本身来对抗地震，为了避免建筑物在地震中不产生严重的破坏，必须加强结构的刚度，加强刚度提高造价，在不发生地震时，是一种浪费。目前，随着社会的快速发展，建筑物的装饰及内部设备的造价要远远高于建筑物本身的造价。而传统建筑在地震中，装饰及内部设备得不到好的保护进而损失严重。为了解决上述问题，相关人员提出了隔震结构的概念。近20年来，隔震技术得到了发展，它主要体现在“隔”，即将地震产生的能量与结构本身相隔离，地震的能量不能全部传到结构物中，这样就减小了地震对建筑物的影响。经事实证明，隔震结构在地震中，其内部设备及装饰几乎很少受到破坏。2008年汶川地震中甘肃武都县3栋隔震的6层砌体结构在地震中表现良好，屋中装饰、家具、花瓶等完好，墙体无裂缝，而临近的非隔震建筑，室内物品倾倒，墙体严重开裂[1]。从图1可以看出，传统的抗震房屋在地震中出现门窗开裂，家具倾倒，顶棚脱落，家具翻倒等情况，而隔震技术不仅可以保护结构本身的安全，同时也保护了结构内部非结构构件、装修、家居电器以及设备设施免遭破坏。

图1：隔震结构与传统结构抗震结构比较

隔震结构是指在建筑物上部与基础之间设置隔震层，利用隔震层来消耗地震产生的能量，以延长整个结构体系的自振周期，增大阻尼，减小输入上部结构的地震作用，以此达到隔震的效果。

隔震结构按照隔震层的位置分为基础隔震、层间隔震和顶层隔震。

基础隔震结构是指在结构底部设置隔震层的结构体系，隔震层的水平刚度远远小于上部结构的层间刚度，地震时上部结构的层间位移均很小，很大部分的位移都集中在刚度相对薄弱的隔震层。上部结构类似做平动。

图2：基础隔震（a） 层间隔震(b)

顶层隔震，其工作机理与调频质量阻尼器（TMD）系统相似[2]。TMD运用到建筑物中，已达到建筑物减震的效果。TMD系统本身是由弹簧、阻尼器和质量块所组成的振动系统是调频质量阻尼器系统的简称，TMD系统最早用在减少机器的振动，随着隔震技术的发展，将TMD系统。将其运用到建筑物中时，安装在建筑物顶层，屋盖隔震和水箱隔震都是利用TMD系统原理进行隔震。

层间隔震是在最近几年得到发展的，它的隔震层位于结构的基础之上，顶层之下的普通层处。

二、隔震结构的发展

隔震结构的发展从19世纪末期开始，从1881年提出基础隔震概念（滚轴隔振思想）的日本学者河合浩藏，到1909年，提出典型的滑移隔震思想的美国的J.A.卡兰特伦茨，结构师们都致力于隔震结构的新发展。有关隔震技术在大型土木工程中的实际应用列于下表[1]。

隔震结构的部分理论研究成果

时间 工程师 内容

1989年 Nagarajaiah等 对基础隔震结构进行了三维非线性动力分析，并开发了3D-DASIS计算程序。

1994年 Jangid 等人 采用了三维空间模型，对隔震结构双向地震动、偏向结构扭转等问题进行了研究

1994年 朱玉华 对采用铅锌橡胶隔震支座房屋的三维空间模型进行了振动台试验研究，分别对模型输入单向、双向和三向地震动，结果表明水平双向地震动输入时主轴方向结构地震反应比单向输入时小，而三向地震动作用下结构主轴方向地震反应较单向输入时有明显增加，竖向与水平地面运动的相关性对结构反应的影响不能忽视。

1998年 Kelly等 通过结构模型分析，对结构隔震层参数，特别是隔震层阻尼对结构最大位移反应和楼层最大加速度反应的影响进行了研究。

三、 我国隔震结构的应用

20世纪80年代以来，基础隔震研究开始在我国得到重视，国内很多学者对基础隔震体系进行研究，取得了长足的发展，目前国内已建成数百座隔震建筑物。一些利用隔震技术的建筑物已经经历过多次强烈地震的考验，隔震效果良好[7]。1993年，我国首幢叠层橡胶支座隔震技术的多层房屋在浙江汕头建成，由周福霖教授主持完成，第一幢橡胶隔震支座房屋为8层框架，并于1994年9月16日台湾海峡地震中经受考验，被誉为世界隔震史上的第3个里程碑[8]。在上海，几栋高层建筑用层间隔震的方法控制结构的第二振型反应，收到很好的效果。著名的Shanghai F1 Circle Press Center Building Mega-truss Structure 所采用的也是层间隔震技术。目前国内大底盘层间隔震技术的应用已经完成的建筑有北京通惠家园。北京通惠家园是为充分利用地铁车辆段上部空间而开发的政府安居工程，为北京地铁八号线八王坟车辆段平台上的住宅区[9]。南京地铁一号线南延线工程大学城段Ⅱ4区结构隔震设计，该工程为南京地铁一号线南延线车场及配套开发工程。建设地点位于一号线南延线末端，南京市江宁区大学城科技开发园区11-01号地块。Ⅱ4区开展结构隔震[10]。位于沈阳市浑南新区的沈阳地铁•丽水新城一期工程（公租房）项目正在建设中。

四、展望

基础隔震与顶层隔震技术的发展日趋成熟，而层间隔震技术目前仍有待于发展，现今层间隔震运用于工程实践，如北京惠通家园、沈阳丽水新城项目等，但其没有一套成熟的设计方法，亟需解决。此外，层间隔震技术的运用还不广泛，一方面在于其隔震层较为复杂的施工过程，另一方面在于其较高的造价[11]。如何在不影响隔震效果的基础上简化隔震层的设计及降低隔震建筑的造价需要我们进一步探讨。

参考文献：

[1] 谭平，周福霖. 隔震技术的研究与工程应用[J]. 施工技术, 2008,37（10）：5-8.

[2] 林云腾.层间隔震结构工作机理研究[D].福州大学硕士研究生学位论文2004.

[3] 张涛，张富有. 基础隔震技术国内外研究新进展[J]. 西部探矿工程, 2003,（12）：118-120.

注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。