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浅谈隔震技术
摘要:对于地震作用,结构设计历来都是以抗震为主,该设计方法已在以建筑基准法为基础的各项规范中给出了具体规定。与此相反,减小地震作用,不使地震能量传递到结构的“隔震”的方法开始进入结构设计领域,近年来已有许多应用实例,并在一些地震多发国家和地区有了一定的发展。本文通过对隔震技术基本原理的介绍,说明其在防震减灾中的优越性。
关键词:隔震结构抗震结构结构设计阻尼器橡胶支座

中图分类号: 文献标识码:A 文章编号:
1概述
“抗震结构”对于风和中小地震作用可以发挥较好的效果,“隔震结构”则在强烈地震作用时显示其优越性。所谓隔震结构就是不使地震产生的力直接作用于结构物,以避免结构物的破坏。具体地说,就是在结构物与地基之间加进一种特殊装置,用以吸收地震动的能量,把结构物的晃动控制在较小程度,使结构不易受损坏。洛杉矶地震和阪神·淡路大地震中,许多“抗震结构”建筑物受到损坏和倒塌,包括家具翻倒造成人员伤害。而采用“隔震技术”的建筑物,建筑物本身及其内部物品只受到很小的损坏,证实了其安全性和可靠性,得到了社会的高度评价。
2隔震结构的特征
隔震体系一般具有以下基本特征:
(1)足够的竖向承载力。隔震装置具有较大的竖向承载力,在使用状态下,支承上部结构传递的荷载,确保结构物在的绝对安全,满足相关的使用要求。
(2)隔震特性。隔震装置具有可变的水平刚度,在强风或微小地震时,具有足够的水平刚度,上部结构水平位移极小,不影响使用要求。在中等强度地震下,其水平刚度较小,上部结构水平滑动,使刚性的抗震结构体系变为柔性隔震结构体系,其固有自振周期大大延长,明显区别于上部结构的自振周期和地面的场地特征周期,从而把地面震动有效地隔开,显著地降低上部结构的地震反应。通常情况下,隔震体系上部结构的加速度反应值可降低为非隔震结构的1/4~l/12。由于隔震装置的水平刚度远远小于上部结构的层间水平刚度,所以,上部结构在地震中的水平变形,从传统结构的“放大晃动型”转变为隔震结构的“整体平动型”,使得上部结构在强烈地震中仍处于弹性状态,有效的保护结构本身,同时也能有效的保护结构内部装修和精密设备。
(3)复位特性。由于隔震装置具有水平弹性回复力,使隔震结构体系在地震中具有自动复位功能,可满足震后的使用要求。
(4)阻尼消能特性。隔震装置具有足够的阻尼,具有较大的消能能力。
现有的隔震技术
基础隔震技术
基础隔震是以“软化”结构、“以柔克刚”的方式来隔离地震使结构达到抗震目的,其实质是通过降低结构刚度,延长结构自振周期来减少结构的地震反应。基础隔震技术适用面很广,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。采用基础隔震技术建造的房屋,可以突破对房屋层数的限制。在保证高宽比的前提下可以加高一到两层,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。近代的基础隔震技术基本上可分为两大类,即弹(粘)性隔震和基础滑动隔震。目前应用、研究较广的隔震装置有:夹层橡胶垫隔震装置;滚珠(滚轴)加钢板消能装置;铅塞滞变阻尼器隔震装置;钢滞变阻尼器隔震装置;基底滑移隔震装置;悬挂基础隔震装置;混合隔震装置等。
层间隔震技术
层间隔震是结构隔震与抗震相结合的一种方法,它是在原结构上安