浅谈工程抗震隔震技术.doc

浅谈工程抗震隔震技术    摘要:本文简要回顾了我国地震灾害情况及传统抗震结构与隔震结构的设计思路的不同,阐述了隔震结构的基本原理。然后从安全性、适用性、经济性和灵活性四个方面全面地阐述了隔震结构有别于传统抗震结构的优点,并据此及国内外资料和隔震技术的当前发展状况认为,隔震技术的发展前景不可限量。    关键词:抗震结构;隔震结构;工程抗震     地震是一种突发性的自然灾害,给人类社会造成了不同程度的伤亡事故及经济损失。我国是世界上多地震国家之一。随着城市化进程的加速,城市人口和城市财富以极快的速度积聚,一旦发生地震,其破坏程度可想而知。迄今为止,抗御地震作用,传统的结构设计是采用抗震的方法,即通过结构的强度设计,提高建筑的抗破坏能力;通过结构的刚度设计,提高建筑的抗变形能力;通过结构的塑性设计,来提高建筑的延性和防倒塌能力。抗震设计方法以“小震不坏,大震不倒”为目标。过去的几十年间,各国政府在地震预报方面不惜斥巨资,花费了大量的人才和物力,但收效甚微。因为地球内部构造及地壳运动的复杂性大大增加了地震的不可预知性和不确定性,因此防患于未然很困难。另一方面,对于地震作用,建筑物的结构设计历来都是以抗震设计为主。然而,这种传统的结构设计方法是基于在强震时结构产生损坏为前提的。隔震结构就是指在建筑物底部与基础之上设置隔震层,其水平刚度相对于上部结构来说很小,这样隔震层的变形可以隔离传向上部结构的震动,使得上部结构的运动相对较小,上部结构的动力变形也因此大大减小,从而保证了地震时建筑物自身及其灵敏设备的安全和正常使用,达到了提高上部结构抗震能力,使上部结构免遭地震破坏的目的。建筑物对地震反应有重要影响的因素主要有两个,一个是建筑物的基本周期,一个是阻尼比。普通中、低层建筑物的刚度大,基本周期正好在地震输入能量最大的频段上,因此其加速度反应比地面运动放大若干倍。采用隔震技术,即在结构与地面之间设置柔性层,使结构物的基本周期大大延长,避开了地震输入的周期段,从而降低了结构在地震中的加速度反应。由于这种结构的反应以第一振型为主,而且该振型不与其他振型耦联,整个上部结构像一个刚体,加速度沿结构高度近似均匀分布,上部结构自身的相对位移很小;同时,结构周期延长后,建筑物的位移必然增大,必须采用适当的阻尼元件,增大整个结构的阻尼,以控制上部结构与基础之间的相对位移。隔震结构的优越性: 与传统的抗震结构体系相比较,隔震结构的优越性体现在以下几点:安全性。这是隔震结构最显著的特点。首先,隔震装置具有较大的竖向承载能力及很大的竖向承载力安全系数,确保了建筑结构物在使用状况下的绝对安全。其次,隔震装置具有可变的水平刚度和合适的竖向刚度。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,这就使得建筑物的上部结构在地震中的水平变形从传统抗震结构的“放大晃动型”变为隔震结构的“整体平动型”,因而上部结构在强地震中处于弹性状态。这样,既能保护结构本身,又能保护结构内部的机械、器具等不遭受任何损坏,确保了建筑结构物和生命财产在强震中的安全,提高了安定性和居住性。最后,隔震装置具有阻尼消能特性,这一特性极大地减少了上部结构的位移,为结构和生命财产安全提供了又一得力保障。适用性。由于隔震装置具有水平弹性恢复力,使得隔震装置在经受多次连续地震冲击后,上部结构仍然能够自动复位,并且隔震结构在