中国建筑第二工程局有限公司 云南省昭通市 657000
摘要：随着社会经济的不断发展，城市化进程逐渐加快，高层建筑的规模和数量有了明显增加，隔震技术作为新型可以减震的一种技术，自身具备良好的竖向承载能力和水平隔震能力，被应用到了中国工程中产生了较大的效果。
关键词：地震减震隔震技术橡胶支墩
前言
地震是一种突发性且具有极大破坏力的自然灾害，在地震面前人类所能做的很有限。每次发生重大地震都会给人类社会带来惨重的损失。人类也在不断的努力去研究怎样才能准确预报地震的技术，但是至今为止也还不能准确的预报地震。在后来的统计发现中，地震带来的人员伤亡和财产损失90%以上都是建筑物倒塌所致的，可以说造成人员伤亡和财产损失不是地震的原因，是建筑物。因此世界各国都在致力于提高建筑物的抗震能力，在经过大量的抗震经验，抗震理论和技术都在不断的完善。
隔震技术与消能减震技术是一种新型技术，目前还处于发展阶段，但是以其良好的抗震效果，被世界各地广泛运用。
1、传统抗震技术原理
在国内把对建筑的抗震目标分为“小震不坏、中震可修、大震不倒”三个指标，所以为达到这一目标，就需要建筑结构比较牢靠，有足够的承载力来抵御地震的冲击，传统的抗震思想也可认为是“以刚制刚”，这种设计思想就对我们的建筑物要求比较苛刻。
在以往传统的抗震建筑中，都是把上部结构与基础紧紧的固定起来，在发生地震时，地震所有的能量都作用于该建筑的基础，通过基础作用与上部结构，超过建筑物的承载力时，会对建筑的结构造成破坏，严重时还会出现建筑坍塌现象。
2、隔震技术原理及分类
隔震技术是20世纪80年代快速发展起来的一种抗震技术，对于中低层结构建筑，其自身的自振周期位于地震能量最大的频谱段，为降低地震对建筑物的损害，在建筑中设置隔震层将建筑物的上部与基础柔性隔离，延长自振周期至长周期（2~4s）。从而减少上部分建筑物的反应加速度，并且通过增大结构的阻尼有效吸收了地震传导的能量，因而保证了建筑物的安全。不同的地震在低频段都有较高的反应加速度，结构建筑物和隔震建筑物在地震中有不同的震动状态。固定的结构建筑物自振周期处于低频段，地震发生时会产生剧烈晃动。与之相比，带有隔震体系的建筑物可以有效降低加速度反应和位移反应，减少地震对建筑物的损害。
目前主要研究的隔震技术体系有：叠层橡胶支座隔震体系、摩擦滑移隔震体系、滚动隔震体系、智能隔震体系以及复合隔震体系。
在经过隔震理论的不断完善以及反复的实验，叠层橡胶隔震支座在建筑物和桥梁减震中的应用十分广泛。常用的隔震支座有普通叠层橡胶支座、铅芯叠层橡胶支座、高阻尼叠层橡胶支座等。本文主要介绍普通叠层橡胶支座、铅芯叠层橡胶支座。
2.1 普通叠层橡胶支座
普通叠层橡胶支座（naturalrubberbearings，NRB）是由橡胶层和加强板层层交替经高温、高压整体硫化粘结而成。支座受竖向压力时，橡胶层的径向受到加强板的约束减小变形，因此可以提供较大的竖向承载力而不会产生较大的变形，当地震发生时，因为橡胶的柔性，可以有效隔离水平方向上的运动分量。叠层橡胶支座的橡胶层多为天然橡胶，加强层多为钢板，为减少成本，有的也使用塑料板或者碳纤维、玻璃纤维增强的塑料板。以天然橡胶为主体材料的普通叠层橡胶支座的等效阻尼比一般在2%~3%之间，因此在国内隔震设计中经常忽略天然橡胶的粘滞阻尼，在使用过程中配合粘滞阻尼器、粘弹阻尼器或油阻尼器来提升等效阻尼比，以实现震动过程中的能量吸收。
2.2 铅芯叠层橡胶支座
铅芯叠层橡胶支座（leadrubberbearings，LRB）是在普通叠层橡胶支座的基础上插入铅芯，由于铅芯的存在，可以提高支座的阻尼性能和初始刚度，提升支座的使用寿命，LRB可以提高天然橡胶支座的等效阻尼比至10%~15%。
但铅芯低温易结晶，常规低周期疲劳作用下，铅芯会产生剪切疲劳破坏，经测试，支座经5000次小位移疲劳试验后，等效阻尼比下降约25%。并且铅芯的冶炼、精炼以及使用过程中对环境的污染无法避免，因此制作高阻尼橡胶支座对环境和人类生命健康具有现实意义。
3、普通叠层橡胶支座与铅芯叠层橡胶支座实验对比
根据两种的橡胶支座的特性，主要做了剪切性能与温度的相关性、剪切性能与反复加载的相关性。LRB500为铅芯叠层橡胶支座，LNR500为水平分散型橡胶支座，实验样品规格如下。
表1样品规格表
3.1 剪切性能与温度的相关性
为了对比不同温度对橡胶隔震支座剪切性能的影响，选取温度为：-20℃、-10℃、0℃、23℃、40℃。查看不同温度下的变化率，可对比出不同温度对隔震支座剪切性能的影响。
可以看到铅芯叠层橡胶支座与天然橡胶隔震支座的抗震性能总体是要好一点。随着温度的上升两种隔震支座的刚度都趋于稳定。
3.2 剪切性能与反复加载
3.2.1 铅芯橡胶隔震支墩（LRB500）
首先查看铅芯橡胶隔震支墩屈服剪力与反复加载的相关性，不难从图中看出，随着加载次数的增大，隔震支墩的屈服剪力在减小，且逐渐趋于稳定。这种现象的原因是在经过多次反复加载后，铅芯会产生剪切疲劳破坏，从而使隔震支墩的屈服剪力减小，当铅芯破坏到一定程度后，隔震支墩的屈服剪力趋于稳定。
3.2.2 水平等效橡胶隔震支墩（LNR500）
可以看出天然橡胶的优越性，在经过反复加载后的抗震性能基本保持不变，只出现了很小的变化。
4、结论
4.1 隔震技术优点
隔震技术被美国地震专家称之为“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。”从“抗”到“隔”，虽然只是一字之差，却是人类抗震技术一次重大飞跃，对地震由被动防御变为主动防御。由于隔震层的“隔震”作用，上部结构的地震反应以第一振型为主，近似平动，地震作用可以减小到 1/4~1/8，大大提高了建筑的抗震安全性，降低了抵抗地震力所用材料，使建筑物的上部结构设计更加灵活。
隔着技术优点适用范围
（1）隔震橡胶支座只能隔离水平地震力，不能隔震竖向地震力。
（2）隔震技术只适用于结构抗震。
（3）隔震技术在低层和多层建筑中应用较多。
4.2总结
虽然隔震技术与消能减震技术适用部位不同，但从实际使用效果来看，建筑物的抗震能力都有了明显的提高。每一种隔震技术都有自己的优势与缺点，在同一隔震结构中利用不同的隔震装置以并联或串联的方式组合起来，并进行优化，称为复合隔震体系，它可以兼收各技术的优点，满足建筑物隔震需求，应用广泛。
参考文献
[1]岳猛. 建筑隔震与消能隔震技术[J]. 建材与装饰，2018（37）：128-129.
[2]赵秀英，王琪，张志，曹仁伟，张立群. 橡胶复合材料在建筑隔震领域的应用[J/OL]. 中国材料进展，2018（08）：597-604
[3]郑兴杰. 隔震技术在中国建筑中的运用[J]. 住宅与房地产，2018（12）：193
论文作者:谢洪涛
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第29期
论文发表时间:2018/12/29
标签：支座论文; 橡胶论文; 建筑物论文; 技术论文; 阻尼论文; 建筑论文; 结构论文; 《建筑学研究前沿》2018年第29期论文;