综述隔震技术

综述隔震技术

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； 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