建筑结构基础隔震技术的研究和应用震灾防御技术.PDFVIP

第1 卷 第1 期 震灾防御技术 Vol. 1, No. 1 2006 年3 月 Technology for Earthquake Disaster Prevention Mar. , 2006 建筑结构基础隔震技术的研究和应用1 陆鸣 田学民 王笃国 李丽媛 （中国地震局地震工程研究中心，北京 100036 ） 摘要 本文介绍了建筑结构基础隔震基本原理、隔震系统分类、隔震技术进展、隔震设计一般流 程、隔震相关专著、隔震规范和应用软件，并提出隔震技术推广中有待解决的几个问题。 关键词：建筑结构 基础隔震 研究和应用 1 隔震结构基本原理和特性 建筑结构隔震技术原理简单，减震效果显著，与传统的抗震结构体系相比具有很多优越 性，已逐渐被人们认同和接收。 传统的房屋上部结构和地基连为一体，地震时地面运动的能量经过地基传输到上部房屋 结构，结构通过振动和变形耗散能量。而隔震技术则是在房屋的地基与上部结构之间增加一 层隔震装置，地震时地面运动的能量部分被隔 震装置耗散，从而减少了地震产生的能量向地 上建筑物的传输，保障了上部结构和内部人员、 设备的安全。 图1 为地震影响系数曲线，一般房屋结构 的自振周期在T0 附近，通过增加隔震系统，隔 T 震结构的自振周期将被延长至T1 附近，地震影 T0 T1 响系数 将明显降低，从而上部结构的地震反 图1 地震影响系数曲线 应将减少。 Fig.1 The curve of seismic influence modulus 隔震体系具有如下基本特征： （1）水平具有可变的刚度。在风荷载和较小地震作用时，隔震系统具有足够的水平刚度 使上部结构相对于地面保持不动；在中强地震发生时，隔震层发生较大变形，耗散了地震的 绝大部分能量，而上部结构相对于地面只有少许整体平动，处于基本弹性状态。 （2 ）水平具有自动复位能力。在地震发生后，隔震结构体系自动回复到初始状态，满足 正常使用要求。 （3 ）适当调整阻尼，使隔震层的位移控制在设计范围内。 1 [收稿日期]2005-12-10 作者简介[ ]陆鸣，男，生于1957 年。1988 年获得硕士学位，研究员。主要研究领域：生命线工程抗震、房屋抗震、结构 隔震等。E-mail:luming6@yeah.net 32 震灾防御技术 1 卷 与传统的抗震结构体系相比，隔震体系具有下述优越性： （1）明显有效地减轻结构的地震反应，保障了结构、人身和设备的安全； （2 ）上部结构建筑设计自由度大。 2 隔震系统分类 2.1 橡胶支座隔震系统 橡胶支座隔震体系的理论研究、试验研究及工程应用已较为成熟1, 2, 3, 4 （周福霖，2004 ； 苏经宇等，1999；苏经宇等，1996），这种隔震体系主要采用橡胶隔震支座作为隔震装置，单 独或与阻尼器共同作用，吸收并消耗地震能量。 橡胶隔震支座主要有普通橡胶支座、铅芯橡胶支座和高阻尼橡胶支座（Naeim F. 等， 1999）。普通橡胶支座阻尼较小，在水平地震力较大时变形大，故一般与阻尼器（如铅阻尼器、 油阻尼器、钢棒阻尼器、粘弹性阻尼器、滑板支座等）、铅芯橡胶支座或高阻尼橡胶支座配合 使用。铅芯橡胶支座和高阻尼橡胶支座可以单独使用。 橡胶支座隔震系统的特点是上部结构具有可变的自振周期，在大震时结构自振周期可以 远离场地卓越周期，使结构的基频处于地震高能量频段之外，从而有效地降低建筑物