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摘要：随着社会的进步，人们对建筑结构物提出了比以往更严格的抗震安全性和适用性要求，而传统的结构消极抗震设计方法，越来越难于满足这些要求，同传统抗震体系相比，隔震技术更加有效、安全、适用、可靠，并且可以降低造价，在突发性的地震中不破坏、不倒塌，既保护建筑结构本身，又保护建筑物内部设备及人员安全，经济适用，将成为建筑抗震的主体。
关键词：隔震技术；建筑结构；结构设计；应用
1.建筑隔震技术的概念
隔震和消能是提高建筑物体耐震抗震的两大途径。消能是利用形变或是可破坏的斜撑杆或是可恢复的阻尼器，将建筑物的震动周期拉长，阻尼比增加，最后达到提高建筑物抗震能力的目的。但是消能的方式并不能很好的解决因地震造成的建筑物楼层间变位造成的墙面破裂、斜撑破坏等问题。而隔震是利用隔震器将地震时所产生的建筑物摆动转换成建筑物对地面的横向位移，地震的能力由隔振器吸收。这样的隔震建筑很大程度的降低了因地震给建筑物带来的扭曲、弯曲变形，降低建筑物摇摆度，从而降低了地震对建筑物构造和设备的破坏。隔震结构就是利用这样的原理，在建筑物基础结构和上部结构之间设置带有阻尼器和隔震支座等隔震装置的隔震层。
2.建筑结构中隔震技术的分类
隔震技术的分类方法多种多样，按固定或绝缘的方法，在地基和上部结构之间进行分类，具体可根据其对象不同分为三类。
2.1地基隔震
地基隔震分为绝缘和屏蔽两种：绝缘是希望在地基自身中降低输入波的方法，从而达到隔震的目的。屏蔽是在建筑物周围挖深沟或埋入屏蔽板等将卓越长周期的剪切波（S波）隔断的方法，但这种方法不能屏蔽直下型输入波。
2.2上部结构隔震
上部结构的隔震方法分为能量吸收和附加振动体两种形式。能量吸收型是在建筑物的任意层设置弹塑性阻尼器、粘性体阻尼器、油阻尼器或摩擦阻尼器等各种阻尼器以吸收地震能量。附加振动体形式则是在建筑物的任意层上加设振动体，构成新的振动体系，将振动由结构物本身向附加振动体转移。
2.3基础隔震
基础隔震是指在结构物底部与基础顶面之间合理设置某种隔震装置来达到建筑物与地震隔离的目的。通过调整或改变结构的动力性能，由隔震层的隔震装置吸收并消耗主要地震能量后，仅有少部分能量传到上部结构，明显衰减结构的地震反应，地震发生时建筑物只产生较轻微运动，结构处于弹性阶段，从而保证建筑物内人员、设备的安全。基础隔震主要有以下几种：
2.3.1叠层橡胶垫基础隔震
利用叠层橡胶垫水平刚度小的特点，延长结构第一固有周期，避开地震波卓越周期，达到降低结构地震作用的目的。
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2.3.2摩擦滑移基础隔震
利用上部结构与基础之间的解耦，控制结构底部剪力，达到降低结构地震作用的目的。
2.3.3复合基础隔震
分为并联复合隔震体系和串联复合隔震体系，但均由滑板摩擦隔震支座和叠层橡胶支座并联或者是串联组成，随着叠层橡胶垫、铅芯叠层橡胶隔震垫、高阻尼橡胶隔震垫以及各种阻尼器的研发成功，橡胶支座隔震已逐步发展成为隔震技术的主流。
基础隔震技术是目前世界地震工程界推广应用较多的成熟的高新技术之一。被美国地震专家称为40年来世界地震工程最重要的成果之一，基础隔震技术的使用使建筑在地震中不倒塌真正成为可能，使其成为减轻地震灾害最有效的手段之一。
3.隔震技术在建筑结构设计中的应用
3.1隔震结构设计计算方法
计算减震系数时，隔震结构的分析要求采用时程分析法，该样对隔震支座的计算模拟较为准确，目前国内隔震结构的计算软件较成熟，程序都提供了普通橡胶支座、铅芯橡胶支座和滑动隔震支座的计算模型，普通橡胶计算模型为简单弹性模型，当计算需要考虑受拉时，应取折线形弹性模型，即受拉与受压时的弹性刚度取不同值，受拉刚度K1，小于受压刚度K0，比值取1/6-1/10。铅芯橡胶隔震支座采用双剪Wen模型。滑动隔震支座可采用库仑摩擦滞回曲线或双线性滞回曲线计算模型。
3.2隔震方案的选择
目前隔震设计已属于结构抗震设计的成熟技术，应能适合工程的具体情况，在符合相关规定的基础上，应根据抗震设防类别、设防烈度、场地条件、使用功能确定建筑、结构隔震设计方案。并进行技术可行、经济适用、安全可靠等方面论证，且应与采用抗震设计的方案进行对比分析。进行方案分析比选时，结果应显示出隔震设计方案比抗震设计方案在提高结构抗震能力上的优势。
3.3隔震结构的适用范围
3.3.1建筑方面，隔震层中，上部结构的层间位移比较小，一般都是钢体运动，扩大了上部结构在建筑设计上的自由度，大大缓解了结构设计对于建筑设计的限制约束，可以说隔震结构中上部结构的设计并没有什么特别的限制。
3.3.2结构方面，隔震结构也没有特别的限制，可以说，适合各种类型的结构设计。与传统结构设计相比，隔震结构在对上部结构的偏心、非结构构件和设备的抗震构造措施、结构和构件的延性等方面，其限制都比较宽松，使得隔震层上部建筑的结构形式可以有更为灵活的选择。不过，由于隔震技术是通过增大结构自振周期来实现结构地震反映的降低，因此，那些周期小而场地特征周期比较短的建筑，将会得到更佳的隔震效果。隔震技术如果应用在砌体房屋一级中低层混凝土建筑结构中，减震效果将更具优越。按照相关规定，砌体房屋、钢筋混凝土框架结构、钢筋混凝土框架——抗震墙结构中，都可以采用隔震的结构设计方案，房屋的高度和总高度应当符合规定要求。
3.4隔震建筑结构的设计步骤
3.4.1确定隔震结构的上部结构方案和结构布置。这些设计内容和非隔震建筑结构是一样的。那些偏心比较明显的建筑平面设计方案，采用隔震技术的话，会更加容易进行设计。在抗震建筑结构中，其上部结构和地基直接相连，将会产生一定的温度应力。隔震建筑，则不会和地基接触，其温度应力将伴随隔震层的变形而被释放。
3.4.2布置、设计隔震的支座。隔震层的各橡胶隔震支座，在永久荷载和可变荷载组合作用下产生竖向平均压应力，其设计值不应当超出下表的规定要求；而在罕遇地震作用下，不应当有拉应力的存在。
3.4.3确定隔震建筑的上部结构的水平换算烈度以及地震作用。水平换算烈度，应当通过隔震结构和非隔震结构的层间剪力最大值的对比分析后再做确定。层间剪力的对比分析，应当采用多遇地震作用下的时程分析。如果隔震后的结构各层的层间剪力小于降低烈度但不隔震的对应结构的各层最大层间剪力的80％时，可以取降低后的烈度作为水平换算烈度。
结束语：目前为止，地震的预测都和防止都具有一定的难度，因此，加强对各种建筑物抗震性能的增强具有十分重要的意义，加强对各种隔震技术的研究，并不断使其应用于建筑结构设计中来，这对保证建筑结构的抗震性能具有十分重要的意义。
参考文献
[1]骆红梅.刍议隔震技术在建筑结构设计中的应用[J].建筑知识.2011.
[2]于孝军.浅述高层建筑结构设计中的隔震措施[J].建筑工程技术与设计.2017.
[3]杨淑红.隔震技术在建筑结构中的发展与应用[J].山西建筑.2013.
论文作者:赵耀
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第10期
论文发表时间:2018/9/3
标签：结构论文; 支座论文; 建筑物论文; 建筑论文; 技术论文; 建筑结构论文; 橡胶论文; 《建筑学研究前沿》2018年第10期论文;