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摘要：现代建筑结构抗震措施通常应用积极隔震、消能减震。无论积极隔震还是消能隔震，就是采取在基底和结构之间设置减振器或减振材料。隔震和消能减震技术在建筑工程结构设计中应用，需要经过计算，进行多方案比较选择最佳方案。
关键词：隔震；消能减震；传统抗震；建筑工程结构设计；应用
建筑工程结构设计中的抗震措施非常多，每一种装置和方法都是工程人员在实践中不断摸索总结出来的，通常为了达到更好的抗震防震效果，在建筑工程结构设计中相关抗震措施一般是混合使用，但是建筑工程结构设计最常用的方法还是隔震与消能隔震的设置。
一、隔震与消能减震的原理及其方法
1、隔震与消能减震原理的分析。隔振与减震的基本原理是在建筑结构构件之间或建筑物与基础之间设置隔震与减震装置，通过隔震与减震装置的耗能特性，减小振动能量向周围环境的传递，达到减小振动对周围环境影响的目的。
2、隔震与消能减震的方法。主要表现为：（1）吸能减震。吸能减震是通过附加子结构，使结构的震动发生位移，即使结构的振动能量在原结构与子结构之间重新分配，从而达到减小结构震动的目的。目前，工程结构应用的吸震减震装置主要有：调谐质量阻尼器（简称TMD），调液（柱）阻尼器（简称TLD或TLCD）悬吊质量摆阻尼器（简称SMPD）和质量放大器。屋面上的水箱也起到一定的减震效果，相当于TMD。（2）粘弹性阻尼结构。粘弹性阻尼结构的风洞试验、地震模拟振动台试验及大量的结构分析表明，在结构中安装粘弹性阻尼器可减小风振反应和地震反应40%～80%，可确保主体结构在强风和强震中的安全性，并使结构在强风作用下，结构的舒适度控制在规定的范围内。（3）金属阻尼器。是在框架中加屈曲约束支撑，在常规荷载下，起到支撑的作用，而在地震作用下，金属支撑通过塑性变形来消耗地震的能量，从而起到保护主体结构的作用。这在抗震加固的工程中得到广泛的应用。拟建的首都规划大厦设置了柱间“人”字型支撑，大大减小了地震力的影响。（4）先进的减震体系。随着科技的发展，主动和半主动控制也正在被广泛地研究中，其是在不同学科和专业之间开展合作和交叉研究，开发使用的感应和接收装置、结合控制专业的配套技术，形成新的产业，以支持新技术的推广应用。结构振动控制的研究和应用需要将传统的建造技术与高新技术相结合，使结构的安全保障系统成为智能结构的重要组成部分。如在建筑物基础安装像汽车安全气囊的感应气垫，一旦地震来临，纵波感应器启动，在横波能量对建筑物造成破坏前感应气垫膨胀并把来自于纵波的能量进行消能。真正实现了像汽车一样的智能减震体系。
二、建筑结构的传统抗震方法分析
地震具有不可预测性及危害性大等特征。过去为了抵御地震灾害，通常的建筑工程结构设计采用的是抗震设计，强调的是“抗”，即采用“延性结构体系”适当控制结构物的刚度，但容许结构构件（如梁、柱、墙、节点等等）在地震时，进入非弹性状态，并且具有较大的延性，以消耗地震能量，减轻地震反映，使结构物“裂而不倒”。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆这种体系在很多情况下是有效的，但也存在很多局限性：首先，由于结构物的承重构件在地震时进入非弹性状态，对某些重要的结构物是不容许的（纪念性建筑、装饰昂贵的现代化建筑、原子能发电站等）；其次，对于一般性建筑，当遭遇超过设防烈度地震时，由于主体结构已发生严重非弹性变形，在地震后难以修复或在强地震中严重破坏，甚至倒塌，其破坏程度难以控制；再次，随着地震强度的增大，结构的断面和配筋都相应增大，造成经济的“浪费”。
三、隔震和消能减震在建筑工程结构设计中的应用分析
1、建筑地基采用特殊材料进行隔震。地基是建筑物与地震接触的最直接的地带，也是地震的最直接作用区，所以对于地基的隔震设置是达到效果的最直接快速的手段。所谓建筑物地基隔震，主要是对建筑物的基础部分进行特殊处理，通过铺设的垫层来削弱地震时的地震波，从而减少地震对建筑物的损害，这种方法是一种历史最悠久的隔震方法，原理在于使地震的力量经过中介被消耗和削弱，达到保护建筑物的目的。随着科学技术的发展，近年来，国际上的科研人员和专家在这方面的研究已经取得了突破性进展，经过反复的试验和研究他们发现，以沥青为原料研究出的一种特殊材料设置的隔震层效果最好，所以这种材料将广泛的应用于以后的建筑物的隔震层。
2、建筑基础设置隔震装置减震的应用分析。基础设置隔震装置减震主要是在建筑物的基础与上部建筑之间设置特殊装置，它与地基隔震的最主要区别就在于隔震层的位置的变化，这种隔震层位置的改变可以减少地震向上传递，最高可减少地震对建筑物传递能量的2/3，这种隔震装置是一种非常传统的防震方法，因其历史悠久且效果优良，所以直到今天，仍被许多工程沿用。但是，这种措施的缺陷是不适用于高层建筑，因为在高层建筑设置这种装置会延长建筑结构自身的自振周期，起不到减小地震对建筑物损害的目的，反而增加了建筑物的自重，对隔震造成不利的影响。在进行建筑基础的隔震装置的设置时，通常采用的办法有：摩擦滑移隔震、粘弹性隔震等几种，设置的装置也比较灵活，不局限于建筑材料，其他材料有橡胶垫、混合隔震装置等也可用于做隔震层，可根据建筑物的具体情况进行选择。
3、建筑物结构悬挂隔震的应用分析。悬挂隔震是将建筑物的大部分或者整个结构悬挂起来，也就是通常所说的悬挂结构，这样，当地震来临时，地震的能量不会传递给悬挂起来的结构，从而达到减小地震损害的目的。这种隔震方式最常见于大型钢结构，大型钢结构总是采用钢结构悬挂体系，以此隔震。这种结构对于设计师的设计要求比较高，因为要将结构的主体框架和子框架的结合做到完美的结合，才能保证在地震来临时，子结构不受干扰。因为它的作用原理是，当地震来临时，主框架会随着地壳运动发生摇摆，但是子框架和主框架之间是能够活动的索链和吊杆，地震的能量到达这个部位的时候就会削弱，不至于传递到子结构产生惯性力，这种结构的优点是防震效果好，可以有效的阻断地震力对于建筑物的伤害，但是缺点是工程造价高，一般的住宅建筑不宜使用，因为大量的钢结构会大大增加建筑的成本。
4、建筑物层间隔震的应用分析。建筑层间隔震技术主要适用于旧房改建，在施工方面具有简单、易操作的特点。与建筑物基础部分设置隔震装置的办法相比，层间隔震的效果不是非常明显，减震的效果可以达到1/10～3/10的范围，因为层间隔震的作用无法参与到建筑物的整体结构中，所以达到的隔震效果也较其他方法差一些。这种方法主要是依靠设置在建筑结构各层间隔的减震装置吸收或者削弱地震能量，从而减小地震对建筑物的危害，设置的装置基本与基础隔震的相同，二者的区别主要在于该方法应用于旧房的改建施工中，而上述方法主要应用于新建筑的施工中。
结束语
综上所述，隔震与消能抗震同传统抗震体系相比，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，在建筑工程结构设计中得到广泛应用。
参考文献
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[4]王争兵.隔震减震在建筑结构设计中的措施探析[J].建筑工程技术与设计，2015（26）.
论文作者:贾香果
论文发表刊物:《防护工程》2017年第19期
论文发表时间:2017/12/7
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