隔震技术的基本原理篇1

关键词：住宅建筑，抗震设计，抗震施工，建筑隔震技术

Abstract: earthquake is human society of face one of the worst natural disasters, in this paper the traditional shock-isolation technology on the basis of the review, this paper introduces the construction of shock-isolation technology principle, advantage, design methods in the application of high intensity earthquake.

Keywords: residential building, seismic design, seismic construction, the building of shock-isolation technology

中图分类号：TU973+.31文献标识码：A 文章编号：

1 引言

随着人类生活水平的日益提高，人们对自身居住安全的重视程度也越来越高，特别是在高烈度地震区，防震、抗震工作显得尤为重要。地震对建筑物的破坏，多数是由于地面的振动频率与建筑物主要结构构件的自然频率相偶合所致，它留给社会最惨烈的一幕莫过于建筑物的破坏和倒塌。近十年来，全世界平均每年约有1万人在地震中丧生，50万人无家可归。目前，一种以柔克刚的新型抗震技术-隔震技术，正日益受到人们的关注。

2 建筑隔震技术

2.1 “基础隔震”的基本原理

现代建筑“基础隔震”概念的基本原理是在建筑物上部结构与基础之间设置安全可靠的隔震柔性底层，使建筑物与基础隔开。这样，支撑在隔震系统上的整个建筑物在地震时便具有较大的剪切变形能力，使地震的各种破坏力对上部建筑物的直接拉力降至最小，减小上部结构的地震反应(一般可减小至1／5左右)，确保建筑物在任何突发强地震中不被破坏和倒塌，是一种立足于“隔”的以柔克剐、以隔减震的积极抗震的方法。可以说，从“抗”到“隔”，是抗震设防策略的一次重大改变和飞跃。

2.2 一隔震体系的优点。

2.2.1 明显有效地减轻结构的地震反应

由地震模拟试验结果可知：隔震体系的结构加速度反应只相当于传统结构(基础固定)加速度反应的l／3～1／10。这种减震效果是一般传统抗震结构所望尘莫及的。从而能非常有效地保护结构物或内部设备在强地震冲击下免遭任何毁坏j

2.2.2 确保安全

在地面剧烈震动时，上部结构仍能处于正常的弹性工作状态。这既适用于一般民用建筑

结构，确保居民在强地震中的绝对安全，也适用于某些重要结构物和重要设备。

2.2.3 减低房屋造价

据有关数据显示：采用隔震技术建造的房屋比传统抗震房屋节省房屋土建造价：7度区节省3％-6％，8度区节省8％～14％，9度区节省15％～20％。并且安全度大大提高。

2.2.4 抗震措施简单明了

抗震涉及的对象从考虑整个结构物的复杂的不明确的抗震措施转变为只考虑隔震装置，简单明了。结构物本身与一般非地震区的做法无疑，设计施工大大简化。

2.2.5 震后修复方便

地震后，只对隔震装置进行必要的检查更换。而无需考虑建筑结构物本身的修复，地震后可很快恢复正常生活或生产，这带来极明显的社会效益和经济效益。

2.3 建筑隔震橡胶支座隔震的基本原理

在众多基础隔震构件中，建筑隔震橡胶支座是应用比较广泛的。隔震橡胶支座是由柔软的薄橡胶板和坚硬的薄钢板分层交替叠合、模压硫化而成。其中橡胶层与钢板紧密黏结，当橡胶支座承受上部结构的自重和使用荷载时，橡胶层的横向伸展受到钢板的约束，竖向刚度增大，使橡胶支座具有足够的竖向刚度和承载能力，有利于稳定地支承建筑物；当橡胶支座承受水平荷载时，其橡胶层的相对位移大大减小，使橡胶支座可达到很大的位移而不致失稳，并且保持较小的水平刚度。

从“基础隔震”的基本原理和橡胶支座结构功能分析可知，建筑隔震橡胶支座隔震的基本原理是在建筑物或构筑物基底或某个位置上设置橡胶支座，利用橡胶支座水平柔性的隔震层，通过此层吸收和耗散地震能量，以集中发生在隔震层的较大相对位移为代价，阻止或减轻地震能量向上部结构传递，减轻了上部结构地震反应，最终达到减轻上部结构遭受地震破坏的目。的。这种隔震技术不仅可以保证建筑物结构的整体安全，并且能够防止非结构部件的破坏，避免建筑物内部装修、室内设备的损坏及由此引发的次生灾害。

3 结构设计

3.1 结构设计参数

建筑隔震橡胶支座结构设计时的主要参数有：

(1)形状系数，第一形状系数S1主要体现薄钢板对橡胶板的约束效果，第二形状系数S2主要反映橡胶支座在受压时的稳定性。根据国内外研究成果和工程经验，一般取S1≥15，S2=3～6。

(2)外形尺寸。已有研究结果表明：橡胶支座发生的水平变形在高达支座平面尺寸的60％时也是安全的，因此推荐的支座直径为D=DT/O．6(DT为最大水平位移)。实际应用中，一般取D=DT／O．55。橡胶支座的高度日可以根据形状系数和其他有关参数设定，对于Φ400、Φ500、Φ600的支座，一般H分别采用150mm、175mm和200mm比较合适。

(3)夹层钢板厚度。橡胶支座的破坏表现为夹层钢板的断裂，钢板越厚，钢板发生屈服强度和屈服的位移量越大。钢板的厚度t。一般为2～4mm。

(4)胶层厚度及层数。在一定范围内，橡胶支座夹层钢板与胶层厚度之比越大，则支座的竖向承载力越大。

(5)铅芯直径。铅芯的大小直接影响到支座的阻尼，可以根据设计的阻尼性能选定。

3.2 性能设计参数

橡胶支座的性能设计指标主要是指承载能力、刚度、阻尼特性等。

(1)竖向承载力。橡胶支座的S1越大，或者钢板抗拉强度越高、钢板与橡胶板的厚度比越大，则竖向承载力越大。

(2)压剪承载力与水平位移。压剪承载力是指橡胶支座在发生某一规定的水平变形下的竖向承载力。在竖向压应力为10～15MPa情况下，一般要求当支座的极限水平剪切变形达到350％时，橡胶支座也不会出现压剪破坏。

(3)水平刚度。橡胶支座的水平刚度KH．受橡胶材料性能、支座形状系数及压剪条件等诸多因素的影响。当支座S1≥15，S2≥5，竖向压应力≥15MPa，设计剪切应变≤350％时，可以按剪切情况计算KH。

(4)竖向刚度。为确保支座在使用中不产生过大的竖向压缩变形，必须保证支座有足够大的竖向刚度Kv，一般由建筑结构设计时提出。影响Kv的主要因素有橡胶的硬度及弹性模量、支座形状系数(S1、S2)，以及竖向压应力和水平剪切变形。

(5)阻尼特性(阻尼比)。橡胶支座的阻尼比基本上代表了隔震结构体系的阻尼比。MRB、HD-MRB和LRB的阻尼比分别为3％～5％、10％～15％、20％～30％，因此LRB不需匹配阻尼器便可单独使用。

3.3 橡胶与钢板的黏合技术

隔震橡胶支座是由薄钢板和薄橡胶板交互叠合、模压硫化而成，钢板与橡胶板的黏合强度关系到支座在承载时钢板对胶层的约束效果及在发生地震时的变形能力，因此黏合强度极为重要。目前钢板采用喷砂处理，涂上由含卤聚合物弹性体、黏合增进剂和偶联剂等组成的热硫化胶黏剂。双涂比单涂更佳，黏合强度一般都在15kN・m-1以上。

4 结语

由于我国幅员辽阔，许多省、市都位于高烈度地区，所以抗震减灾的形势非常严峻，防震、抗震工作量大。用橡胶支座进行建筑物基础隔震的技术已比较成熟，其实际应用价值已得到了验证。加快这一技术的推广应用，特别是在高烈度地震区的应用具有重要意义，市场前景也十分广阔。

参考文献：

[1] 曹广明, 何嘉焱. 浅谈多层砖混建筑抗震设计的几点要求[J]. 黑龙江科技信息, 2010,(18).

隔震技术的基本原理篇2

关键词：房屋基础隔震 原理 技术要点 优势 现状

2008年的5・12汶川地震在给我们带来伤痛的同时也引起了各界对房屋建设的关注，对于每一名房屋设计和建设者来说如何提高房屋的抗震能力成了必须思考和探索的问题。广木线穿心店站的货运楼在其周围房屋基本倒塌的情况下仍然可以保持房屋上部结构的基本完整性这一特殊的现象为我们有效提高房屋抗震性能提供了一种可能。经过调查发现该楼房在修建过程中应用房屋基础隔震技术，这就提示我们房屋基础隔震技术能有效提供房屋抗震性能，而这一点在国家现行的GB 50011.2001建筑抗震设计规范中得到证明。下面就介绍一下房屋基础隔震技术的基本原理和优越性，并且探讨一下其应用的方法。

1、房屋基础隔震技术的基本原理

房屋基础隔震技术的基本原理就是在房屋的上部结构同地基之间实现柔性连接――一般是在上下结构的中间增加水平刚度低且具有适当的隔震和增加结构系统的柔性，使上部结构得以同可能造成破坏的地面运动分离，以达到降低房屋上部结构的地震能量加速，且提高房屋对于地震的抵抗能力的目的。可以说基础隔震技术通过“以柔克刚”的方式使得房屋的抗震性能大大提高。当地震破坏程度较小时，“隔震装置的初始刚度足以使房屋屹立不动”，在遇到破坏性大的地震时这种设计就可以保持房屋的基本结构让房屋不至完全倒塌，就像5・12地震中的广木线穿心店站的货运楼。

房屋结构应用基础隔震措施后，其周期是没有应用基础隔震结构的2～3倍，依据反应谱理论可知较长的隔震建筑的周期可以使地震对房屋的影响大幅度减小。但就传统对原理的解释来看，这种隔震设计一般多用于层数较少的楼房，而目前我国在高层建筑中也开始了基础隔震技术的使用。虽然，这用传统的理论很难解释其合理性，但是从实际运用中来看，我们仍旧可以发现其合理因素所在，即就隔震能力本身而言基础隔震技术降低房屋上部结构的地震能量加速。

2、房屋基础隔震设计的优越性

无论是从理论上还是实践中基础抗震设计较传统抗震设计在抗震能力和节约成本方面都有很大的优势。

2.1 抗震能力更好 明显有效地提高了地震对房屋结构的影响。基础隔震技术使得房屋结构的加速度降低60%左右，也就是相当于没有运用基础抗震技术结构的1/10～1/4。如此一来房屋上部结构的地震反应也刚体平动十分类似，从而能让房屋的整体结构得到有效的保护，同时也因结构的震动得以保持在较为轻微的水品内而让房屋的内部设施。同时在地震时，应用了基础抗震设计的房屋能够保持上部结构的弹性工作状态的正常运作，这可以给某些重要的建筑物以可靠的保护。

2.2 节约成本 从目前国内的房屋建设实例来看，采用了基础隔震设计的房屋在初始造价上往往较非基础隔震设计的房屋高，但是我们在计算隔震设计的经济性时不能只考虑初始的工程费用，而应该从其抗震性能、抗震安全性、震后维护等方面来进行评估。首先，房屋基础隔震可以有效的保护房屋内部的浮放设备，防止内部物品的破损，减少了受灾群众的经济损失和次生灾害的发生。其次，抗震措施简单明了，隔震设计仅考虑隔震装置，“这样就可以把设计、试验、制造的注意力集中到这些构件上”，因此建筑结构的设计与施工得以简化。最后，地震后无需对隔震建筑进行过多的维修。

3、房屋基础隔震设计的应用方法

3.1 隔震装置的选择 现阶段常用的隔震装置有：加铅芯的多层橡胶支座、橡胶隔震支座、摩擦滑动层隔震装置、阻尼器。这些隔震装置都各有其优缺点，具体什么选择还得按照房屋的总体设计需要来，但总的来讲要想隔震装置在地震中发挥作用，保证房屋整体的抗震性能和安全性，就必须就有适当的阻尼及消能能力基础隔震装置必须具有一定的阻尼、消能能力和竖向承载能力。下面我们就以叠层橡胶隔震支座为例。叠层橡胶隔震支座一般用天然橡胶或者人工合成橡胶制作，呈圆柱形，直径在300mm以上1000mm以下，单个可以承重500KN到700KN。其有点是有很好的自复能力。其缺点是“由于上部结构的粱是由叠层橡胶支座为其竖向支座的，为了减小梁的跨度，就需要放置比较多的叠层橡胶支座，那么就提高了整个隔震体系的成本。”

3.2 确定水平向减震系数 水平向减震系数取值必须大于等于0.25，而且隔震作用发挥后，地震作用的总水平应该是隔震结构相对的减震系数的百分之七十。

3.3 基础设计要点 当我们进行抗震设计的基础设计时可以不考虑隔震产生的减震效果，只需按原设防烈度着手设计即可。

3.4 隔震层设计要点 隔震层能在地震中起到应有作用是设计的根本，因而就必须确保整体隔震结构得以协调工作，这样一来我们在将具有合适刚度的梁板体系安排在隔震结构的项部的同时要做到让该层隔震装置的两种负荷――永久、可变负荷的“竖向平均压应力限值不超过相关规范规定，且在罕遇地震下不出现拉应力。”还有一点需要我们注意，就是虽然在前面已经列出了防烈度的相应系数，但是考虑到在遇到竖向地震是隔震层的相对无力，在上部结构设计是我们有必要把水平向换算烈度提高。基础隔震设计不是单靠哪一个部分就能够完成的，要想使得隔震设计的性能得到良好的发挥，就必须保证设计的每个部分都不能脱节，要重视连接点的重要性，从全局出发着手设计。

3.5 隔震层设计注意事项 隔震层的抗震性能还收其以下结构的影响，因此我们要注意一下的设计要点：①对于支柱、支墩等地相连且有相当大的承重任务的结构，在设计时要以高标注也就是罕见破坏性地震作为隔震底部相关力如竖向力和水平力的计算依据。②要具体问题具体分析，不同的地区对于隔震建筑地基有这不同的要求和标准，所以我们在作出精确计算和设计时不能忽略相应地区抗震防烈度。

参考文献：

[1]张文福.房屋基础隔震的概念与设计方法.石油规划设计.1998年第3期

隔震技术的基本原理篇3

关键词：建筑工程；结构抗震；技术

1.建筑工程结构抗震技术的基本原理与设计原则

建筑工程结构抗震技术的基本原理是：通过增加建筑物的阻尼来增大对地震所释放能量的吸收和消耗，从而达到减轻振动，减少损害的目的。建筑工程结构抗震技术与传统抗震技术区别是：结构抗震技术是将地震看作一种能量的释放过程，透过增加建筑物的阻尼的方式主动抗震，从而减轻地震对建筑物的破坏。而传统的抗震方法只是将地震看作是一种力的作用，透过增强建筑物的刚度和强度的方式实行被动防震[1]。

建筑工程结构抗震技术设计应该遵循以下原则：

（1）结构应具有连续性。在对建筑物进行设计时，应该使建筑物在结构上具备完整的连续性，这样就能够使建筑物在地震中保持为一个整体，促进其抗震功能的发挥。

（2）保证构件间的可靠连接。在建筑物的设计和施工过程中，应该注重加强建筑物各构件之间的稳固连接，这样就能够使建筑物在地震的能量传递中保持一定的强度和建筑物变形时保持一定的延展性，从而加大建筑物的抗震性能。

（3）增强房屋的竖向刚度。在设计和对建筑物进行施工时，应该使建筑物在横竖两个方向上都具备足够的竖向刚度，同时确保建筑物基础部分的整体性，以避免或者降低地震时建筑物所遭受的损害。

2.两种可靠度的结构体系目标功能水平优化决策模型

已知结构抗震设计的要求为：P（G≥0）≥Pa，（Pa为与结构抗震可靠指标相应的可靠度）。

2.1模型1参数规划法

其中，X为结构设计方案的设计变量向量（其维数假定为n），根据优化层次的不同，可以是与结构布局、拓扑、形状、尺寸等有关的变量。目标函数中，C0（X）为结构的初始造价[2]。方案X的函数，第二项结构失效损失期望中；Psi为设计方案X基于功能i的结构体系可靠度；Cfi为该功能失效的损失值。约束条件中gj（X）≤0为与设计方案有关的约束条件，如构件的强度约束、构造要求约束等；[Psk]-Psk（X）≤0为基于功能的结构体系可靠度约束。

模型1包括两类设计变量：设计方案和基于功能的结构体系目标可靠度。把目标可靠度处理为参数，从而模型1转化为一系列包含目标可靠度参数的优化问题。求解时，首先对目标可靠度取若干不同的值，分别对模型1进行优化设计，选出相应的优化设计方案。利用这些优化设计方案拟合出目标函数对目标可靠度的变化曲线，曲线上目标函数最小值所对应的目标可靠度就是所求的最优目标可靠度。

2.2模型2约束放松法

比较模型1与模型2可以看出：模型2实际上就是在模型1的基础上去掉基于功能的结构体系可靠度所对应的约束条件。即：首先对整个优化模型的约束条件进行放松，然后对结构进行优化设计，以得到相应的优化设计方案，最后从最优设计方案计算出的基于功能的结构体系可靠度，也就是最优目标可靠度。

3四种建筑工程结构抗震控制的常用技术

3.1被动控制

被动控制的防震技术并不包含外部能源的抗震技术，通常是在建筑物的某个部位增加子系统或者对建筑物的某些构建进行结构上的处理以改变其动力特性，被动控制抗震技术可以分为基础隔震以及耗能减震两个类别：

（1）基础隔震。建筑物的基础隔震技术指的是：在建筑物的基础部分构建控制机构来阻隔地震时能量的向上传送，达到减轻建筑物的振动，降低地震破坏的效果[3]。当前研究应用的建筑物隔震技术主要有：摩擦滑移隔震、层橡胶垫隔支撑式摆动隔震珠、滚轴隔震以及混合隔震等。

（2）耗能减震。建筑物耗能减震技术的原理是：将地震能量导向特别的元件或者机构并加以吸收和消耗进而减轻建筑物主体的损耗。建筑物耗能减震技术是：将建筑物的一些部件设计成耗能元件，或者在建筑物的一些部位装配阻尼器在小震以及荷载作用下，这些阻尼器和耗能元件都处于弹性状态，使建筑物的整个结构具各很强的刚度，进而在地震中发挥重要作用。在强烈地震发生时，阻尼器和耗能元件会进入非弹性状态，使建筑物的阻尼大大增加，大量吸收和消耗地震能量，使建筑物的主体振动大大减小，进而达到保护建筑物的效果。

3.2主动控制

建筑工程中的主动控制抗震技术需要外部能源来实现，它需要透过施加和振动力向相反的作用力来进行建筑物减震，这种技术的原理是：传感器对建筑物的外部激励以及动力响应进行监测，然后将信号传送到计算机，计算机再依据程序计算应该施加的作用力的大小，然后经过外部的能源驱动控制系统产生所需求的作用力。当前建筑业已经研究和开发的建筑物主动控制抗震装置主要有：主动拉索系统、主动质量阻尼系统、主动空气动力挡风板系统、主动支撑系统以及气体水冲发生器等。

3.3半主动控制

建筑物半主动控制抗震技术是：使用控制机构来调节建筑物在地震发生时的结构参数来实现减震日的，这项技术对于外部能源的要求不高，只需要弱电装置来供应就可以了。比如，蓄电池等半主动控制抗震技术通常使用开关来控制，透过开关来调节控制器的状态，进而改变建筑物的动力特性。当前建筑业比较常用的建筑物半主动控制减震装置有[4]：可变阻尼系统、可变刚度系统、可控液体阻尼器、主动调节参数质量阻尼系统以及可控摩擦式隔震系统等。

3.4混合控制

建筑物混合控制抗震技术是被动控制与主动控制的综合应用，这种抗震技术充分运用了被动控制与主动控制的抗震优点，它既能够透过被动控制抗震系统吸收和耗散地震能量，又能够运用主动控制抗震系统来达到抗震效果，所以混合控制抗震技术具有非常高的应用价值。当前建筑业比较常用的混合控制抗震装置主要有：阻尼耗能抗震与主动控制抗震相结合的混合控制抗震系统[5]、调谐质量阻尼系统与主动质量阻尼系统组合的混合控制、滑掀体阻尼系统与主动质量阻尼系统结合的混合控制抗震系统，基础隔震抗震与主动控制抗震结合的混合控制抗震系统等

以上四种建筑工程结构抗震技术，主动控制抗震技术拥有最好的抗震效果，但是因为它所需外部能量大，再加上控制系统比较复杂，所以在实际运用上反而不够普遍。被动控制抗震技术实用性比较大，发展迅速，应用最为广泛，加上主动控制抗震技术由于其精确度比较高，价格相对低廉，所以有着很好的市场前景。混合控制抗震技术具各了几种抗震技术的优势所以效果十分突出，前景也非常广阔。

参考文献：

[1]宋雪.关于地震的发生与结构抗震的浅谈[J].硅谷.2008（23）

[2]王光远等著.工程结构与系统抗震优化设计的实用方法[M].中国建筑工业出版社，1999

[3]刘如山，胡少卿，石宏彬.地下结构抗震计算中拟静力法的地震荷载施加方法研究[J].岩土工程学报.2007（02）

[4]苏启旺，孙玉平，赵世春.基于震害的多层砌体结构抗震性能评估方法[J].西南交通大学学报.2011（01）

隔震技术的基本原理篇4

关键词：防震减灾；减震控制；基础隔震；计算理论

[中图分类号]TU352.12[文献标识码]A [文章编号]1009-9646（2011）07-0092-02

一、引言

地震是一种危害性极大的随机性的自然灾害，会给人类带来巨大的灾害。人们在与其长期抗争的过程中不断地总结经验，寻求着更好的抗震减灾措施，而其中建筑结构基础隔震又在其中扮演着一个重要的角色。

二、工程抗震技术的发展

1.工程抗震技术的演变与发展

工程抗震防灾技术从2O世纪初日本明确提出的静力理论阶段(将建筑物视为刚性结构体系，将地震作用简化为一个等效水平静力作用)逐步发展到大大减小结构体系的刚度而形成的柔性结构体系，进而发展为增大上部结构刚度，减少结构底层刚度的柔性底层结构体系，后来又发展到目前我国及世界各国普遍采用的延性结构体系的传统抗震方法。传统抗震技术充分发展至今日，已形成一套完整系统的抗震防灾体系，在很多情况下也是有效的。

2.工程结构减震控制技术的应用现状

目前，基础隔震及耗能减震技术研究已经趋于成熟，已进入试点应用和推广应用阶段，其它减震控制技术尚处于前期探索或试验及理论研究阶段，本文重点介绍基础隔震技术及其应用。

三、建筑结构基础隔震技术

1.基础隔震技术的产生

基础隔震作为一种地震防护措施的思想具有相当悠久的历史，早在1406年明成祖永乐年问修建的紫禁城采用”煮过的糯米石灰膏”地基，1881年日本河合浩藏提出地震时不受到大震动的”横竖交错的多层原木地基”，1909年英国医生J．A．calantarients申请了在建筑物和基础之间设云母层滑移隔震专利。这些例子说明，隔震的思考方法在古代早已存在。叠层橡胶隔震支座的出现使现代隔震结构进入到实用化时代。最早采用天然橡胶垫隔震的建筑是1969年南斯拉夫斯考比市的柏斯坦劳奇小学震后重建工程。之后，世界各国学者对基础隔震开展了广泛深入的研究，取得了令人瞩目的成果，并且正在形成一个新的学科分支。基础隔震技术以其优良的隔着效果、安全性、经济性和适用性正在导致地震防护技术的一场革命，它不仅适用于新建房屋设计，而且也为既有建筑加固改造及珍贵历史文物保护开辟了新的途径。截至目前，世界范围内已经建造了上千幢基础隔震建筑，每年还在以数百幢的速度增加。其中一些已经经受了实际地震的考验，我国新的抗震设计规范(GB50011―2001)正式将隔震技术纳入其中，标志着基础隔震技术已进入推广应用阶段。基础隔震技术改变了传统抗震方法的思路，变”硬抗”为”柔隔”，是一种动态的防护方法，必将成为结构耐震技术发展的新趋势。

2.基础隔震技术的基本原理

基础隔震是通过在结构物上部结构底部与基础之间设置柔性隔震层，在风荷载或小震作用时，隔震层有足够的刚度，几乎不产生什么位移；当强震发生时，隔震系统产生水平位移和变形，吸收大量的地震能量，而上部结构只吸收到有限的能量，从而降低了地震反应。由于隔震层使结构物与基础顶面分开，从而阻隔地震作用向上部结构传递，再则基础隔震体系延长了结构周期，避开由于结构物自振周期和地震周期接近而产生的共振，同时给予适当阻尼使结构的加速度反应大大衰减，上部结构的加速度反应(或地震作用)降低为传统结构加速度反应的1/4~1/12，并且，由于隔震装置的水平刚度远远小于上部结构，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”变为隔震结构的”整体平动型”(图1)这样既能保证结构本身的安全性，也能保护结构内部的装饰、贵重设备仪器不遭破坏，确保结构和生命财产在地震中的安全和正常使用。

3.基础隔震技术的基本特征

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，在建筑结构物使用状态下，安全的支承上部结构的所有荷载，竖向承载力安全系数必须大于6，确保建筑结构物在使用状态下的绝对安全和满足使用要求。

(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，远离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，明显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1/4~1/12。

(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瞬时自动复位功能，可满足震后的使用功能。

(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。

(5)隔震结构体系能有效保护上部结构

基础隔震结构的层间变形很小，这样不仅建筑结构不会破坏，而且建筑内的装修、设施也保持完好，因此在各种生命线工程、宿舍楼、商场、精密仪器室等重要建筑中得到了广泛的应用。

四、结论与展望

基础隔震技术的成熟及广泛推广应用，标志着人类住上在强地震中确保安全的房屋时代的到来，为人类减轻地震灾害提供了一条更加合理有效安全的新途径，将广泛应用于防灾指挥中心、生命线工程、避难中心、救护中心以及量大面广工业与民用建筑的建设，并将在防震减灾事业中起到巨大的积极作用。

[1]赵斌,梅占馨.日本建筑隔震技术的研究现状与发展[J].西北建筑工程学院学报,1997.

[2]徐忠根,周福霖,孔玲.国内外建筑隔震改造加固概述[J].华南建设学院西院学报,1999.

隔震技术的基本原理篇5

关键词：结构抗震技术；建筑工程；应用

中图分类号：TU973+.31 文献标识码：A 文章编号：

一、 结构抗震技术的基本原理

发生地震时，地壳内部要释放巨大能量，相应的能量通过能量波形式向四周传递。地震所波及的范围之内，利用输入能量形式对周围的建筑物进行破坏，相应的建筑物就会发生非常激烈的震动，部分建筑会严重破坏或者倒塌。地震的时候，相应建筑物震动的剧烈程度同自身阻尼有关，阻尼小，建筑物对相应地震能量的吸收及消耗就小，就会发生剧烈的震动，反之则会比较轻。

因而，在建筑结构中应用结构抗震技术所坚持的思想就是增加相应建筑物的阻尼，从而能更好的吸收并消耗地震释放的能量，这样才能最大限度的减轻震动，降低损害程度。这也正是工程结构抗震技术同传统的抗震技术的区别，结构抗震技术把地震看成是一种释放能量的过程，通过增加相应建筑物阻尼的方法进行主动抗震，降低地震对于建筑物造成的破坏程度。传统的抗震则是把地震当成一种力的作用，通过增强相应建筑物刚度及强度的手段进行被动的防震，因而防震效果并不好。

二、建筑工程结构抗震设计的基本原则

为了保证达到理想的建筑物抗震效果，在建筑物中应用结构抗震技术的时候应坚持这样三个原则：

保证结构的连续性。相应设计人员设计建筑物的时候，要确保相应建筑物结构方面具有比较完整的连续性，从而保证在发生地震的时候建筑物可以保持为一个有机整体，这样能够更好的发挥抗震功能。一旦建筑物无法在地震当中保持结构上的连续性，就很难对地震能量进行有效的吸收及消耗，造成相应建筑物要遭到非常大的损坏。

确保可靠连接各个构件。进行建筑物设计及施工的时候，相应的设计人员和施工人员必须高度重视强化建筑物内部各个构件的稳固连接，从而确保相应建筑物在发生地震的时候，在地震能量传递的过程中保持相应的强度，并可以在建筑物变形的时候确保相应的延展性，最终较好的吸收并消耗相应的地震能量，降低建筑物因地震所早到破坏的程度。

强化建筑房屋在竖向上的刚度。在对建筑物进行设计和施工的时候，应确保建筑物横、竖方向都具有重组的竖向刚度，保证建筑物地基的整体性，从而使建筑物在地震当中具有较强的竖向韧性及延展性，这样可以有效降低或者避免相应建筑物在地震当中遭受到的损害。

三、对结构抗震控制的技术分析

（一）被动控制防震技术

所谓被动控制方针技术就是不包括外部能源的一种抗震技术，一般情况先是在相应建筑物的特定部位增加相应的子系统，或是对相应建筑物中的一些构造在结构上进行相应的处理，从而改变建筑物的动力特性。现阶段，相关技术人员都热衷于研究建筑物被动控制的抗震技术，并被广泛应用到各类工程当中，该技术包含基础隔震和耗能减震两种。

基础隔震。所谓的基础隔震技术就是在相应建筑物基础部位构建相应的控制机构从而阻隔地震能量向上传送，最终减轻建筑物发生振动的频率，减轻地震损害效果。隔震技术的特点如下：首先，该项技术在建筑工程中的运用频率越来越高，范围越来越广。建筑物的隔震技术不仅广泛的应用于那些新的建筑物，而且也经常被应用到对旧建筑物进行的防震加固当中。其次，隔震技术在结构样式设计方面也越来越多样，由传统的砌体结构和钢筋混凝土结构转变为相应的组合结构、木结构、钢结构。最后，隔震技术能够采用的装置越来越多。现阶段，应用在隔震技术当中的装置一般为以下几种：层橡胶垫隔震、摩擦滑移隔震、珠及滚轴隔震、支撑式摆动隔震、混合隔震等等。

耗能减震技术。所谓的耗能减震就是把建筑物的某些部件设计为相应的耗能原件，火灾相应建筑物的某个部位装配相应的阻尼器。在风荷及小震作用下，相应的耗能原件及阻尼器就会处于相应的弹性状态，这样相应建筑物的结构就会有较强的侧向刚度，然后在地震当中充分发挥作用。发生比较强烈的地震的时候，相应的耗能原件及阻尼器就会进入非弹性的状态，有效增加建筑物阻尼，从而吸收并消耗大量的地震能量，减小建筑物主体的震动，实现对建筑物的保护作用。耗能减震的原理就是把地震能量导向相应的机构及元件进行吸收及消耗，从而降低建筑物的损伤，具有这样几个特点：首先，非常安全，通过相应的耗能装置对地震能量进行消耗，对建筑物进行保护；其次，比较经济，成本比较低；再次，比较合理；最后，维护的费用不高，适用的范围比较广。现阶段，通常选用的耗能减震装置有这样集中：摩擦耗能减震装置、复合型耗能器、金属阻尼器、粘滞阻尼器、粘弹性阻尼器等等。

主动控制的防震技术

所谓的主动控制防震技术就是需要某些外部能源支持来实现的，通过施加同震动相反方向作用力对建筑物进行减震。工作原理为：相应的传感器对于建筑物外部激励和动力相应实行检测，再把相应的信号传送给计算机，计算机按照一定程序来计算要施加的作用力，再通过外部能源驱动控制系统产生需要的作用力。现阶段通常采用的主动控制抗震装置为：主动质量阻尼系统、主动拉索系统、主动支撑系统、主动空气动力挡风板系统、气体脉冲发生器等等。

结束语：

近年来，频发的地质灾害为人们的生命财产带来巨大的损耗，因而建筑工程的防震成为人们广为关注的问题。良好的结构防震技术可以有效吸收并消耗地震能量，从而在最大限度内减轻或者避免地震对建筑物造成的损害。因而相应的施工单位必须坚持相应的原则，遵循结构防震技术工作原理，进行科学防震，有效提高建筑质量。

参考文献:

[1]王力军.土木工程施工中的结构抗震技术研究[J].中国建设信息，2011(6)

[2]刘青山.浅论我国建筑物施工中的抗震技术创新[J].华章，2010(4)

[3]张丽霞.高层建筑的结构抗震技术分析[J].建筑技术开发，2011(16)

[4]杜大成.论建筑物抗震中的问题与对策[J].国际地震动态，2011(4)

隔震技术的基本原理篇6

关键词： 结构减震， 隔震， 消震， 土木工程

中图分类号：TQ336.4文献标识码： A

前言：传统的结构抗震是弹塑性设计方法， 采用增强结构本身的抗震性能（ 强度、刚度、延性） 来抵御地震作用， 这是被动消极的抗震对策。由于人们对未来地震灾害作用的强度和特性尚不能准确地估计， 按传统抗震方法设计的结构不具备自我调节的能力。因此， 结构很可能不满足安全性的要求， 而产生严重破坏或倒塌， 鉴于结构减震控制技术涵盖范围太大， 下面讨论其中的隔震控制技术及耗能减震技术。

一、结构减震控制的概念及分类

应用结构控制系统是解决结构工程安全性问题的一个可替代的方法，从而为结构控制理论在土木工程中的应用指出了光明的前景。结构控制的概念可以简单表述为： 通过对结构施加控制机构， 由控制机构与结构共同承受振动作用， 以调谐和减轻结构的振动反应， 使其在外界干扰作用下的各项反应值被控制在允许范围内。结构减震控制根据是否需要外部能源输入可分为被动控制、主动控制和混合控制。被动控制是指不需要能源输入提供控制力， 控制过程不依赖于结构反应和外界干扰信息的控制方法。文中所讨论的基础隔震、耗能减震等均为被动控制。

一、隔震控制技术

1 隔震控制技术的基本原理

由地震反应谱知， 随周期的增大， 加速度反应谱逐渐减小， 通常低层建筑物的刚度很大， 因而周期短， 地震时输入其中的加速度较大， 所以如果采取措施加大延长结构基本自振周期， 使其远离场地的卓越周期， 使结构的基频处于地震能量高的频段之外， 将会有效地降低建筑物的输入加速度。同时由地震反应谱还可看出， 当周期增大时， 位移反应谱逐渐增大， 这就是说地震时由于建筑物周期的增大， 反应位移将增加， 若同时再加上阻尼， 反应位移将不会过大， 而且反应加速度下降的效果将更好。

2 常用的隔震装置及其应用

2. 1 橡胶支座的应用

现代用于隔震的橡胶支座由橡胶片和薄片增强钢板粘合硫化加工而成， 容易采用现代橡胶化工技术制造， 如图1 所示。它的水平向刚度较低， 而垂直向刚度则很高。这种形式的橡胶支座首先在桥梁上使用。建筑与桥梁所用的橡胶支座结构基本相同，有类似的结构动力学要求， 也同样具有耐久性、可靠性和包括防火在内的环境耐受性问题， 在地震荷载作用下， 橡胶支座可以隔离水平向的运动分量但在垂直向保持不动。因而既可以隔离由于地铁或公共交通产生的高频振动， 也可以保护结构免受地震或其他振动的伤害。

2. 2 铅芯橡胶支座的应用

铅芯橡胶支座是在叠层橡胶支座中部圆形孔中压入铅而成的， 是对橡胶支座的一大改进。由于铅具有较低的屈服点和较高的塑性变形能力。铅芯具有提高支座的吸能能力， 确保支座有适度的阻尼， 同时又具有增加支座的初始刚度， 控制风反应和抵抗微震的作用。铅芯橡胶支座既具有隔震作用， 又具有阻尼作用， 因此可单独使用， 无需另设阻尼器， 使隔震系统的组成变得比较简单， 可以节省空间， 在施工上也较为有利。

三、耗能减震技术

1 耗能减震技术的基本原理

结构耗能减震技术是在结构物某些部位设置耗能装置， 通过耗能装置产生摩擦， 弯曲弹塑性滞回变形耗能来耗能或吸收地震输入结构中的能量， 以减小主体结构地震反应， 从而避免结构产生破坏或倒塌， 达到减震控震的目的。而装有耗能（ 阻尼） 装置的结构称为耗能减震结构。耗能减震结构具有减震机理明确、减震效果明显、安全可靠、经济合理、技术先进、适用范围广等特点。

2 常用的耗能减震装置及应用

2. 1 摩擦耗能装置

摩擦耗能器是根据摩擦做功而耗散能量的原理而设计的， 目前已有多种不同构造的摩擦耗能器， 如Pall 型摩擦耗能器， 摩擦筒制震器， 限位摩擦耗能器， 摩擦滑动螺栓节点及摩擦剪切铰耗能器等。摩擦阻尼器种类很多， 但都具有很好的滞回特性， 滞回环呈矩形， 耗能能力强， 工作性质稳定等， 图2 即为回复力特性曲线。

2.2 钢弹塑性耗能器

软钢具有较好的屈服后性能， 利用其进入弹塑性范围后的良好滞回特性， 目前已研究开发了多种耗能装置， 如加劲阻尼装置、锥形钢耗能器、圆形（ 或方框） 钢耗能器、双环耗能器、加劲圆环耗能器、低屈服点钢耗能器等。这类耗能器具有滞回性能稳定、耗能能力大， 长期可靠并不受环境与温度影响的特点。图3 即为典型的回复力特性曲线。

2.3 粘弹性阻尼器

典型的粘弹性阻尼器是由两个T 型约束钢板夹一块矩形钢板而组成， T 型约束钢板与中间钢板之间夹了一层粘弹性材料， 在反复轴向力作用下， 约束T 型钢板与中间钢板产生相对运动， 使粘弹性材料产生往复剪切滞回变形来增加结构的阻尼， 耗散输入的振动能量， 从而减小结构的振动反应。

四、结构减震控制的最新研究及未来发展趋势

由地震反应谱知，随周期的增大，加速度反应谱逐渐减小，通常低层建筑物的刚度很大，因而周期短，地震时输入其中的加速度较大，所以如果采取措施加大延长结构基本自振周期，使其远离场地的卓越周期，使结构的基频处于地震能量高的频段之外，将会有效地降低建筑物的输入加速度，从而达到减震的作用。基础隔震是在建筑结构底部与基础顶面之间设置隔震控制体系，使上部结构与基础分离。通过隔震体系隔离地震波向上部结构的输入，延长结构基本周期，减小输入上部结构的地震能量，降低建筑物地震反应，使结构加速度反应减小，实现地震时建筑物只发生较轻微的运动和变形，从而保障建筑物的安全。目前隔震研究的重点和今后的发展在以下两个问题上：

1 近场强地震条件下， 沿断层破裂方向有一个很强的加速度与位移脉冲。当位移脉冲超出隔震系统的最大允许位移时， 结构会与限位装置发生碰撞， 对结构产生冲击。这种冲击对结构的安全是有害的。

2 结构阻尼的分布影响结构动力特征已经为人们所认识， 通过在结构的特定部位设置阻尼器控制结构的动力特性， 减弱结构在地震中的动力反应使结构更安全是目前隔震研究中的热点， 目前主要集中在新型阻尼器的研究上， 如何使阻尼器在小位移下就可以有效地产生所需的阻尼。

五、 结语

目前， 世界上许多国家开展了结构减震技术与理论的研究，并致力于该技术的推广应用。结构减震控制技术是一门科学性和技术性很强的应用科学，在结构设计中应用减震控制技术， 能很好地减小地震反应从而降低抗震等级， 同时建筑物的总造价增大不多。另外， 随着结构减震技术的发展， 减震系统造价不断减低， 减震房屋的经济效益会越来越突现。结构减震技术代表着未来抗震技术的发展方向， 值得大力推广应用。

参考文献：

[1] 周福霖. 工程结构减震控制[M] . 北京： 地震出版社， 1977.

[2] GB 5001122001， 建筑抗震设计规范[S] .

隔震技术的基本原理篇7

关键词：高层建筑；结构设计；隔震

建筑的诞生之初就被认为是技术与审美融合的产物。这就意味着一个好的建筑，它必经得起适用性、经济性与美观性这三重考验。而伴随着高层建筑在我国的迅速发展和建筑高度的不断增加，高层建筑的安全性，坚固耐用性亦成为人们所追求的目标。

一、高层建筑的结构与设计理念

现代的高层建筑变得越来越纤细，产生更大侧移的可能性比以往大体积的多层高楼要大。建筑愈高，自然界所产生的重力荷载、风荷载和地震荷载的影响愈大。正因为如此，抵消这些荷载的结构作用成为高层建筑设计的一个重要方面。高层建筑对侧向荷载的动力反应，可以通过改进结构系统以及选择有效建筑形式的措施加以控制。因此，高层建筑的形式在很大程度上和结构的有效性有关，这也就决定了建筑的经济性。建筑的结构性能可以定义为建筑承受荷载以及抵抗侧移的能力，同时也决定着建筑各体量的组成。

从表象层面看，建筑表现为空间方面的概念的形式是表现总体环境的。对于某个建筑物最初方案设计.建筑师考虑更多的是它的空间组成特点，而不是详细地确定它的具体结构。但是，关于空间形式的整体设想，也要求建筑师必须考虑建筑形式中有关荷载与抗力之间关系的某些准则.即结构概念。所以，在进行高层建筑设计时，建筑师的基本任务是；一方面要与结构工程师及其他工程技术人员协调合作，另一方面要根据建筑功能要求、建筑立意，场地情况、外力特征，施工条件及效率等因素，寻找出最经济、合理、美观的建筑方案。

二、房屋基础隔震技术的基本原理

房屋基础隔震技术的基本原理就是在房屋的上部结构同地基之间实现柔性连接，一般是在上下结构的中间增加水平刚度低且具有适当的隔震和增加结构系统的柔性，使上部结构得以同可能造成破坏的地面运动分离，以达到降低房屋上部结构的地震能量加速，且提高房屋对于地震的抵抗能力的目的。可以说基础隔震技术通过“以柔克刚”的方式使得房屋的抗震性能大大提高。当地震破坏程度较小时，“隔震装置的初始刚度足以使房屋屹立不动”，在遇到破坏性大的地震时这种设计就可以保持房屋的基本结构让房屋不至完全倒塌。

三、房屋基础隔震设计的优越性

1.抗震能力。基础隔震技术能让房屋的整体结构得到有效的保护，同时也因结构的震动得以保持在较为轻微的水品内而让房屋的内部设施。同时在地震时，应用了基础抗震设计的房屋能够保持上部结构的弹性工作状态的正常运作，这可以给某些重要的建筑物以可靠的保护。

2.节约成本。首先，房屋基础隔震可以有效的保护房屋内部的浮放设备，防止内部物品的破损，减少了受灾群众的经济损失和次生灾害的发生。其次，抗震措施简单明了，隔震设计仅考虑隔震装置，“这样就可以把设计、试验、制造的注意力集中到这些构件上”因此建筑结构的设计与施工得以简化。最后，地震后无需对隔震建筑进行过多的维修。

四、高层建筑结构设计的特殊性

1.水平荷载成为决定因素。一方面。因为楼房自重和楼面使用荷载在竖构件中所引起的轴力和弯矩的数值，仅与楼房高度的一次方成正比，而水平荷载对结构产生的倾覆力矩，以及由此在竖构件中引起的轴力，是与楼房高度的两次方成正比；另一方面，对某一定高度楼房来说，竖向荷载大体上是定值，而作为水平荷载的风荷载和地震作用，其数值是随结构动力特性的不同而有较大幅度的变化。

2.轴向变形不容忽视。高层建筑中，竖向荷载数值很大，能够在柱中引起较大的轴向变形，从而会对连续粱弯矩产生影响，造成连续梁中间支座处的负弯矩值减小，跨中正弯矩之和端支座负弯矩值增大，还会对预制构件的下料长度产生影响，要求根据轴向变形计算值，对下料长度进行调整。另外对构件剪力和侧移产生影响，与考虑构件竖向变形比较，会得出偏于不安全的结果。

3.侧移成为控制指标。与较低楼房不同，结构侧移已成为高楼结构设计中的关键因素。随着楼房高度的增加，水平荷载下结构的侧移变形迅速增大，因而结构在水平荷载作用下的侧移应被控制在某一限度之内。

4.结构延性是重要设计指标。相对于较低楼房而言，高楼结构更柔一些，在地震作用下的变形更大一些。为了使结构在进入塑性变形阶段后仍具有较强的变形能力，避免倒塌，特别需要在构造上采取恰当的措施，来保证结构具有足够的延性。

五、高层基础隔震系统组成

基础隔震建筑体系通过在建筑物的基础和上部结构之间设置隔震层，将建筑物分为上部结构、隔震层和下部结构3部分。地震能量经由下部分结构传到隔震层，大部分被隔震层的隔震装置吸收，仅有少部分传到上部结构，从而大大减轻地震作用，提高隔震建筑的安全性。经过人们不断的探索，如今基础隔震技术已经系统化、实用化，它包括摩擦滑移系统，叠层橡胶支座系统、摩擦摆系统等。目前工程最常用的是叠层像胶支座隔震系统。这种隔震系统.性能稳定可靠，采用专门的叠层橡胶支座作为隔震元件，该支座是由一层层的薄钢板和橡胶相互盛置，经过专门的硫化工艺粘合而成，其结构、配方、工艺需要特殊的设计，属于一种橡胶厚制品。目前常用的橡胶隔震支座有：天然橡胶支座、铅芯橡胶支座、高阻尼橡胶支座等。

六、房屋基础隔震设计的应用方法

1.现阶段常用的隔震装置有：加铅芯的多层橡胶支座、橡胶隔震支座、摩擦滑动层隔震装置、阻尼器。这些隔震装置都各有其优缺点，具体什么选择还得按照房屋的总体设计需要来，但总的来讲要想隔震装置在地震中发挥作用，保证房屋整体的抗震性能和安全性，就必须就有适当的阻尼及消能能力基础隔震装置必须具有一定的阻尼、消能能力和竖向承载能力。

2.基础设计要点。当我们进行抗震设计的基础设计时可以不考虑隔震产生的减震效果，只需按原设防烈度着手设计即可。

3.隔震层设计要点。隔震层能在地震中起到应有作用是设计的根本，因而就必须确保整体隔震结构得以协调工作，这样一来我们在将具有合适刚度的梁板体系安排在隔震结构的项部的同时要做到让该层隔震装置的两种负荷——永久、可变负荷的“竖向平均压应力限值不超过相关规范规定，且在罕遇地震下不出现拉应力。”还有一点需要我们注意，就是虽然在前面已经列出了防烈度的相应系数，但是考虑到在遇到竖向地震是隔震层的相对无力，在上部结构设计是我们有必要把水平向换算烈度提高。基础隔震设计不是单靠哪一个部分就能够完成的，要想使得隔震设计的性能得到良好的发挥，就必须保证设计的每个部分都不能脱节，要重视连接点的重要性，从全局出发着手设计。

七、结语

隔震技术的基本原理篇8

关键词：抗震设计；基本原则；隔震技术

Abstract: At present, a new type of seismic isolation technology -- a killing with kindness, people pay more and more attention. Based on the analysis of the basic principle of seismic structure design, mainly introduced the principle, advantages and application of seismic isolation technology architecture design method in seismic zone.

Key words: seismic design; basic principle; isolation technology

中图分类号：TU74

1、建筑抗震结构设计的基本原则

1.1 结构构件应具有必要的承载力、刚度、稳定性、延性等方面的性能。①结构构件应遵守“强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱构件、强底层柱（墙）”的原则。②对可能造成结构的相对薄弱部位，应采取措施提高抗震能力。③承受竖向荷载的主要构件不宜作为主要耗能构件。

1.2 尽可能设置多道抗震防线。①一个抗震结构体系应由若干个延性较好的分体系组成，并由延性较好的结构构件连接协同工作。例如框架―剪力墙结构由延性框架和剪力墙两个分体组成，双肢或多肢剪力墙体系组成。②强烈地震之后往往伴随多次余震，如只有一道防线，则在第一次破坏后再遭余震，将会因损伤积累导致倒塌。抗震结构体系应有最大可能数量的内部、外部冗余度，有意识地建立一系列分布的屈服区，主要耗能构件应有较高的延性和适当刚度，以使结构能吸收和耗散大量的地震能量，提高结构抗震性能，避免大震时倒塌。③适当处理结构构件的强弱关系，同一楼层内宜使主要耗能构件屈服后，其他抗侧力构件仍处于弹性阶段，使“有效屈服”保持较长阶段，保证结构的延性和抗倒塌能力。④在抗震设计中某一部分结构设计超强，可能造成结构的其他部位相对薄弱，因此在设计中不合理的加强以及在施工中以大带小，改变抗侧力构件配筋的做法，都需要慎重考虑。

1.3 对可能出现的薄弱部位，应采取措施提高其抗震能力。①构件在强烈地震下不存在强度安全储备，构件的实际承载能力分析是判断薄弱部位的基础。②要使楼层（部位）的实际承载能力和设计计算的弹性受力的比值在总体上保持一个相对均匀的变化，一旦楼层（部位）的比值有突变时，会由于塑性内力重分布导致塑性变形的集中。③要防止在局部上加强而忽视了整个结构各部位刚度、承载力的协调。④在抗震设计中有意识、有目的地控制薄弱层（部位），使之有足够的变形能力又不使薄弱层发生转移，这是提高结构总体抗震性能的有效手段。

2、建筑隔震结构设计分析

2.1 结构设计参数。建筑隔震橡胶支座结构设计时的主要参数有：

①形状系数，第一形状系数S1主要体现薄钢板对橡胶板的约束效果，第二形状系数S2主要反映橡胶支座在受压时的稳定性。根据国内外研究成果和工程经验，一般取S1≥15，S2=3～6。

②外形尺寸。已有研究结果表明：橡胶支座发生的水平变形在高达支座平面尺寸的60％时也是安全的，因此推荐的支座直径为D=DT/O．6(DT为最大水平位移)。实际应用中，一般取D=DT／O．55。橡胶支座的高度日可以根据形状系数和其他有关参数设定，对于Φ400、Φ500、Φ600的支座，一般H分别采用150mm、175mm和200mm比较合适。

③夹层钢板厚度。橡胶支座的破坏表现为夹层钢板的断裂，钢板越厚，钢板发生屈服强度和屈服的位移量越大。钢板的厚度t。一般为2～4mm。

④胶层厚度及层数。在一定范围内，橡胶支座夹层钢板与胶层厚度之比越大，则支座的竖向承载力越大。

⑤铅芯直径。铅芯的大小直接影响到支座的阻尼，可以根据设计的阻尼性能选定。

2.2 性能设计参数。橡胶支座的性能设计指标主要是指承载能力、刚度、阻尼特性等。

①竖向承载力。橡胶支座的S1越大，或者钢板抗拉强度越高、钢板与橡胶板的厚度比越大，则竖向承载力越大。

②压剪承载力与水平位移。压剪承载力是指橡胶支座在发生某一规定的水平变形下的竖向承载力。在竖向压应力为10～15MPa情况下，一般要求当支座的极限水平剪切变形达到350％时，橡胶支座也不会出现压剪破坏。

③水平刚度。橡胶支座的水平刚度KH．受橡胶材料性能、支座形状系数及压剪条件等诸多因素的影响。当支座S1≥15，S2≥5，竖向压应力≥15MPa，设计剪切应变≤350％时，可以按剪切情况计算KH。

④竖向刚度。为确保支座在使用中不产生过大的竖向压缩变形，必须保证支座有足够大的竖向刚度Kv，一般由建筑结构设计时提出。影响Kv的主要因素有橡胶的硬度及弹性模量、支座形状系数（S1、S2），以及竖向压应力和水平剪切变形。

⑤阻尼特性（阻尼比）。橡胶支座的阻尼比基本上代表了隔震结构体系的阻尼比。MRB、HD-MRB和LRB的阻尼比分别为3％～5％、10％～15％、20％～30％，因此LRB不需匹配阻尼器便可单独使用。

2.3 橡胶与钢板的黏合技术。隔震橡胶支座是由薄钢板和薄橡胶板交互叠合、模压硫化而成，钢板与橡胶板的黏合强度关系到支座在承载时钢板对胶层的约束效果及在发生地震时的变形能力，因此黏合强度极为重要。目前钢板采用喷砂处理，涂上由含卤聚合物弹性体、黏合增进剂和偶联剂等组成的热硫化胶黏剂。双涂比单涂更佳，黏合强度一般都在15kN・m-1以上。

3、建筑隔震技术设计要点

3.1 “基础隔震”的基本原理

现代建筑“基础隔震”概念的基本原理是在建筑物上部结构与基础之间设置安全可靠的隔震柔性底层，使建筑物与基础隔开。这样，支撑在隔震系统上的整个建筑物在地震时便具有较大的剪切变形能力，使地震的各种破坏力对上部建筑物的直接拉力降至最小，减小上部结构的地震反应（一般可减小至1／5左右），确保建筑物在任何突发强地震中不被破坏和倒塌，是一种立足于“隔”的以柔克剐、以隔减震的积极抗震的方法。可以说，从“抗”到“隔”，是抗震设防策略的一次重大改变和飞跃。

3.2 隔震体系的优点。

①明显有效地减轻结构的地震反应。隔震体系的结构加速度反应只相当于传统结构（基础固定）加速度反应的l／3～1／10。这种减震效果是一般传统抗震结构所望尘莫及的。从而能非常有效地保护结构物或内部设备在强地震冲击下免遭任何毁坏。

②确保安全。在地面剧烈震动时，上部结构仍能处于正常的弹性工作状态。这既适用于一般民用建筑结构，确保居民在强地震中的绝对安全，也适用于某些重要结构物和重要设备。

③减低房屋造价。采用隔震技术建造的房屋比传统抗震房屋节省房屋土建造价：7度区节省3％-6％，8度区节省8％～14％，9度区节省15％～20％。并且安全度大大提高。

④抗震措施简单明了。抗震涉及的对象从考虑整个结构物的复杂的不明确的抗震措施转变为只考虑隔震装置，简单明了。结构物本身与一般非地震区的做法无疑，设计施工大大简化。

⑤震后修复方便。地震后，只对隔震装置进行必要的检查更换。而无需考虑建筑结构物本身的修复，地震后可很快恢复正常生活或生产，这带来极明显的社会效益和经济效益。

3.3 建筑隔震橡胶支座隔震的基本原理

在众多基础隔震构件中，建筑隔震橡胶支座是应用比较广泛的。隔震橡胶支座是由柔软的薄橡胶板和坚硬的薄钢板分层交替叠合、模压硫化而成。其中橡胶层与钢板紧密黏结，当橡胶支座承受上部结构的自重和使用荷载时，橡胶层的横向伸展受到钢板的约束，竖向刚度增大，使橡胶支座具有足够的竖向刚度和承载能力，有利于稳定地支承建筑物；当橡胶支座承受水平荷载时，其橡胶层的相对位移大大减小，使橡胶支座可达到很大的位移而不致失稳，并且保持较小的水平刚度。

4、结束语

综上所述，建筑隔震橡胶支座隔震技术不仅可以保证建筑物结构的整体安全，并且能够防止非结构部件的破坏，避免建筑物内部装修、室内设备的损坏及由此引发的次生灾害。加快这一技术的推广应用，特别是在高烈度地震区的应用具有重要意义，市场前景也十分广阔。

参考文献：

[1] 曹广明, 何嘉焱. 浅谈多层砖混建筑抗震设计的几点要求[J]. 黑龙江科技信息, 2010,(18).