建筑隔震技术特点

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建筑隔震技术特点范文第1篇

【关键词】隔震结构；通信建筑

1 引言

近年来，我国多地发生了破坏力极强的特大地震，造成了巨大的人身伤亡及经济损失，并且由于地震影响导致通信局房及其设备发生破坏，从而影响了抗震救灾的及时性，使损失进一步加大。如何保证通信局房及设备在地震中的使用功能，保障通信生命线的畅通，成为通信局房设计中迫切解决的问题。本文紧扣通信局房的特点，对隔震结构方案阶段应注意和考虑的问题进行研究和探讨，为通信局房隔震方案的确定给出建议性结论。

2 隔震设计方案的基本原则

2.1 隔震设计用于对抗震安全性和使用功能有较高要求或专门要求的建筑，具体而言，包括甲、乙类建筑及使用功能有特殊或专门要求的丙类建筑、要求提高抗震设防目标的丙类建筑。相对2003年版中的描述，强调了隔震技术在提高结构抗震性能上具备优势，放宽了对该技术的应用范围。

2.2 由于隔震设计具有满足提高抗震性能要求的优势，故可按高于抗震规范基本设防目标进行设计。

2.3 建筑结构确定隔震设计方案时，应根据建筑的抗震设防类别、抗震设防烈度、建筑高度、场地条件、建筑使用功能、工艺要求、隔震产品和施工等因素，并与采用传统抗震设计的方案进行对比分析，经技术、经济和使用条件综合比较确定。

3 隔震设计方案要点

3.1 隔震结构适用范围

隔震技术主要适用于自振周期比较短的建筑结构，采用隔震技术的结构宜符合下列要求：

3.1.1 结构体型基本规则；高宽比、长宽比均不宜过大，过大的高宽比容易造成上部结构转动，引起隔震支座受拉。

3.1.2 不隔震时可在两个主轴方向分别采用《建筑抗震设计规范》GB 50011―2010所规定的底部剪力法的结构，亦即高度不超过40m、以剪切变形为主的结构以及近似于单质点体系的结构。

3.1.3 结构基本周期小于1.0s的结构。

3.1.4 隔震结构所在建筑场地宜为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类。

3.1.5 宜选择对抗震有利地段作为隔震结构的场地，避开不利地段。当无法避开时应采取有效措施。不应选用危险地段作为隔震结构的场地。

3.1.6 隔震建筑应选用稳定性较好的基础类型。

3.1.7 隔震建筑的风荷载和其他非地震作用的水平荷载标准值产生的总水平力不宜超过结构总重力的10％。

由以上条件可以看出，虽然隔震结构具备有效提高结构抗震性能的优势，但其结构特点决定了建筑结构及场地地基需满足上述一些基本的要求（非强制条文，但如若突破，需进行更为详细的分析计算），才能充分的发挥隔震结构的优势，否则相对传统抗震结构来说，建设成本有可能会提高，甚至抗震性能可能会降低。

对于中国移动在集团内推广的标准化通信机房，从建筑体型来看，标准化局房方案结构平面规则，高度小于40m，高宽比均小于1，属于以剪切变形为主的结构；从大量实际工程的结构计算结果来看，结构基本周期大多小于1s或接近1s，且由于高度较小，风荷载作用基本可以忽略，其结构有着基本自振周期小，整体刚度大的特点。结合上述隔震方案适范围可以看出，从标准化局房建筑重要性及结构自身特点方面来讲，隔震结构是一种较为适用于标准化局房的抗震设计方案。对于场地地基方面的要求，须根据隔震方案的要求在选址时加以考虑。

3.2 隔震方案与传统抗震方案的选择

传统抗震结构通过增加结构强度的办法抵御地震、是提高结构地震安全性的传统设计方法。传统抗震结构建筑设计理论完善，建筑施工的工艺与经验成熟。但建筑抗震的能力是不可以无限增加，对于通信局房而言，较大的楼面荷载决定了，同等破坏力的地震所带来的地震反应较一般建筑要大得多，为抵御增大的地震反应需要增大建筑结构受力构件，显然是极其不经济的。

隔震结构建筑用隔震层隔离传向建筑的地震力，降低建筑结构元件的动力反应，从而增加了结构的地震安全性，是以柔克刚的办法。隔震建筑在强震中的地震反应降低后，不仅建筑自身的安全得到保证，同时建筑的内部装饰盒设备安全也得到不同程度的保护。

3.3 隔震方案与消能减震方案的选择

相对传统抗震设计方法来说，消能减震也是一种抗震设计的新技术和新思路。与隔震方案主动减震的思路不同，消能减震结构采用被动减震的思路，没有减小传给上部的地震力，而是通过在上部结构内部设置合适的阻尼器，来部分替代结构自身对地震能量的消耗，并先于结构构件破坏，有效降低了震后建筑的维修难度和成本。相对隔震方案，消能减震方案适用范围更广，对结构自身的条件要求较少，但目前国内应用实例相对较少，且主要用于旧房改造加固方面的工程。结合通信局房的特点，从概念上判断隔震方案比消能减震方案更适用。

3.4 隔震层的设置

隔震建筑的结构体系一般由下部结构、隔震装置、上部结构组成。根据隔震层设置的位置不同, 分为基础隔震、层间隔震以及悬挂隔震。从三种形式的特点及应用情况来看，对于隔震层设置于第一层以上的隔震（层间隔震、悬挂隔震）体系特点与普通隔震结构（基础隔震）差异较大，且层间隔震、悬挂隔震隔震层以下的结构设计计算更为复杂，并且结合通信局房的特点，显然基础隔震更为适用，故本文讨论的隔震结构均为基础隔震形式。

3.5 隔震装置布置要点

3.5.1 隔震装置的布置要同时考虑竖向和水平向要求。首先要承担上部结构的竖向荷载，为提高上部结构的减震效果，隔震层的总水平刚度应尽量降低。

3.5.2 为减小结构的扭转效应，隔震装置的布置应尽量使隔震层的刚心与上部结构的质心重合，阻尼器应尽量设置在建筑物四周，以减少扭转。

3.5.3 隔震支座顶部宜设置在同一标高处，以降低隔震构造的复杂性。

对于标准化通信局房这种多层框架结构来说，通常可采用一柱一支座的形式，

3.6 隔震建筑的设计应确保在罕遇地震时发生大变形情况下其运动不受阻碍。应按相关设计要求设置防震缝和水平隔离缝。同时，由于通信局房地下管道、线缆较多，建筑设计中应充分考虑地震作用时隔震层发生变形时对地下管道、线缆的影响，采取必要的有效防护措施，以保证地下管道、线缆在地震作用下隔震结构发生较大水平位移时可以正常运行和工作，同时应具备足够的耐久性。

4 结论

4.1 结合通信局房特别是标准化局房的特点，隔震结构具有有效提高建筑抗震性能的优势，对于地震高烈度地区的通信局房抗震设计不失为一种较好的设计思路。

4.2 相对于消能减震设计方案，隔震方案更适用于通信局房的抗震设计。

4.3 相对层间隔震、悬挂隔震的隔震方案，基础隔震方案更适用于通信局房设计，即将隔震层设置在第一层以下，基础与上部结构之间。

4.4 设计阶段中应充分考虑由于采取隔震方案而带来的对地下管道、线缆的影响。

参考文献：

[1]许杰，黄永林，赵蕊; 隔震建筑概念设计的基本问题. 防灾减灾工程学报 2003.6

[2]黄永林; 基础隔震研究与应用的回顾与前瞻. 1998.4

[3]GB500011-2010 建筑结构抗震规范 2010.12

建筑隔震技术特点范文第2篇

【关键词】橡胶支座；隔震技术；结构设计

1.引言

日本东北地区宫城县北部于北京时间3月11日发生了里氏9.0级强震。震源深度达20余公里，该次地震引发了海啸，导致核物质泄漏，近1/3自来水被污染，造成了大量人员伤亡。地震频发的日本一直被公认为世界的抗震强国。在本次强震中，日本虽然损失惨重，但多数坚挺不倒的高层建筑物，以顽强的形象，展示了日本较强的抗震能力。这些高层建筑之所以能在多次特强地震中屹立不动，这与日本房屋建筑上的防震技术和措施密不可分。为了抵御地震的破坏，日本的高层建筑普遍采用了一种地基地震隔绝的技术。这种技术，就是在建筑的底部安装弹性橡胶垫，或者摩擦滑动承重座缓冲装置来抵抗地震。

2.橡胶支座的分类

2.1 公路桥梁板式橡胶支座

公路桥梁板式橡胶支座分为板式橡胶支座和四氟滑板式支座。

板式橡胶支座由多层橡胶与薄钢板镶嵌、粘合、硫化而成。它具有足够的竖向刚度以承受垂直荷载，且能将上部构造的压力可靠地传递给墩台；有良好的弹性以适应梁端的转动；有较大的剪切变形以满足上部构造的水平位移；具有构造简单、安全方便、节省钢材、价格低廉、养护简便、易于更换等特点。

聚四氟乙烯滑板式橡胶支座简称四氟滑板式支座，是于普通板式橡胶支座上按照支座尺寸大小粘复一层厚2-4mm的聚四氟乙烯板而成。四氟滑板式支座除具有普通板式橡胶支座的竖向刚度与弹性变形，且能承受垂直荷载及适应梁端转动。对于30米的大跨度桥梁、简支梁连续板桥和多跨连续梁桥可作活动支座使用；对于连续梁顶推、T型梁横移和大型设备滑移可作滑块使用。

2.2 球冠圆板式橡胶支座

球冠圆板式橡胶支座在平面上各向同性，并以其球冠调节受力状况。不但适用于一般桥梁，也适用于各种布置复杂、纵横较大的立交桥及高架桥，其坡度使用范围为3～5%，也可根据不同坡度需要调整球冠半径。球冠圆板式橡胶支座分为球冠圆板式橡胶支座和聚四氟乙烯球冠圆板式橡胶支座。若在支座底面粘贴一块与支座平面尺寸相同的聚四氟乙烯板则称为聚四氟乙烯球冠圆板式橡胶支座。

2.3 坡型板式橡胶支座

随着交通运输业的发展，各种斜桥越来越多，梁桥坡度从1～4%不等，有的特殊桥梁设计坡度甚至达8%左右。斜桥由于倾斜或桥面逐渐升高，就给支座的设计准则增添了更多的因素，一部分垂直于桥面的作用力作用于支座的剪切面上，如果设计未迎合这些力的需要，支座就会产生过大变形，影响其使用性能和寿命。

以往对梁体纵坡1%

由此，坡型支座应运而生。目前，支座生产厂家可根据设计使用要求，加工制造不同规格、不同坡度、不同弹性模量（形状系数）的坡型板式橡胶支座。

坡型支座安装、施工时只按普通板式橡胶支座的安装方法既可。无须准备楔块或对梁底做相应处理，省工省料，施工方便。

2.4 GPZ盆式橡胶支座

盆式橡胶支座是由钢构件和橡胶构件组合而成的新型桥梁支座。它具有承载力大，水平位移量大、转动灵活等特点。与同类的其他型号盆式支座和铸钢辊轴支座相比，具有重量轻、结构紧凑、构造简单、建筑高度低，加工方便、节省钢材、降低造价等优点，是适宜于大跨径桥梁使用的较理想的支座。

2.5 TPZ型桥梁盆式橡胶支座

TPZ型盆式橡胶支座由聚四氟乙烯板、橡胶垫板、钢盆和滑动顶板组成。具有承载能力大、水平位移量大、转动灵活等特点，且重量轻、结构紧凑、构造简单、建筑高度低，加工方便、节省钢材、降低造价等优点，是适用于支座承载力为1000KN以上的大跨径桥梁使用的较理想的支座。

3.隔震技术原理

传统的房屋上部结构和地基牢牢地连在一起，地震时地面运动的能量经过地基毫无障碍地传输到上部房屋结构，使房屋发生震动和变形，当结构变形过大，达到某个极限时，房屋便发生破坏甚至倒塌。建筑隔震减震技术是通过在建筑物底部或某高度处设置侧向刚度较小且变形能力大的隔震装置，以减小地震对上部楼层的能量输入，从而减小上部楼层的地震响应。早在一百多年前，人类就曾利用滚木、球和沙等作为隔震装置实现了建筑隔震减震[1]，但直到约30年前夹层橡胶隔震垫发明后，现代建筑隔震技术才开始在实际工程中逐渐得到推广应用。目前，隔震建筑已经被地震国家广泛接受。

由于隔震支座组成的隔震层的水平向大变形运动能消耗掉大部分地震能量，减轻上部结构所受到的惯性地震作用，有效降低地震引起的结构加速度反应，减小层间剪力及相应的剪切变形。如图2.1所示：

图2.1 传统结构和隔震结构对比[2]

我国自1993年在汕头建成首幢橡胶垫隔震建筑以来，橡胶垫隔震装置已在多地的工程中得到应用。建筑结构采用隔震措施后，与相同的非隔震结构相比，将具有较长的周期（通常是原周期的2-3倍）。根据反应谱理论，层数较少的非隔震结构周期较短，地震作用较大，而隔震建筑的周期明显延长，使得地震作用显著减小。这是目前对隔震建筑原理的一般解释，并由此认为隔震建筑一般适用于层数不多的建筑[3]。

4.橡胶隔震支座结构设计方法

4.1 隔震结构分布设计

《规范》中采用分部设计方法和水平向减震系数这两个概念来考虑隔震结构。隔震结构分部设计法是将隔震体系分为上部结构、隔震层、下部结构以及基础四个部分[4]。

4.1.1 上部结构设计

上部结构的设计是利用水平向减震系数来实现的。水平向减震系数定义为设防烈度下，结构隔震与非隔震时各层层间剪力比的最大值，它代表了采用隔震设计时的减震效果。

（4.1）

式中ψ为剪力比的最大值；Qgi、Qi分别为设防烈度下结构隔震与非隔震时第i层的层间剪力。

为提高抗震设防目标，设计时水平向减震系数φ取层间剪力比最大值1/0.7倍，且不宜低于0.25。

（4.2）

4.1.2 隔震层的设计

隔震层的设计应根据预期的水平向减震系数和位移控制要求，选择适当的隔震支座以及为抵抗地震微震动与风荷载提供的部件组成隔震层。隔震层的平面布置应对称，并设置在受力较大的位置。

隔震层的验算包括竖向的承载能力和水平向的位移。《规范》规定：隔震支座永久荷载和可变荷载组合的竖向平均压应力设计值：甲类建筑不应超过10MPa，乙类建筑不应超过12MPa，丙类建筑不应超过15MPa，且支座中不宜出现拉应力。隔震支座在罕遇地震下水平位移，应符合下列要求：

（4.3）

4.1.3 下部结构及地基基础设计

下部结构墙、柱地震作用和抗震验算，应采用罕遇地震下隔震支座底部的竖向力、水平力和力矩进行计算。隔震建筑地基基础的抗震验算和地基处理仍应按本地区抗震设防烈度进行。

4.2 隔震结构概念设计

隔震结构概念设计主要包括两个方面，隔震层刚度的设计和上部结构强度的设计。

4.2.1 隔震层刚度的设计

隔震层总体刚度范围的估计是隔震概念设计中最重要的方面。在确定隔震层的总体刚度范围以后，才可以选用合适的隔震支座，估计结构反应的其它参数，继而进行隔震层和上部结构的初步设计。隔震建筑可简化成单质点模型，根据单质点模型将隔震结构加速度反应衰减比η表达成：

（4.4）

式中Xs为结构加速度反应；Xg为地面加速度输入；ω为场地特征频率；ωn为隔震结构的固有频率。

根据式（4.4）可以估算出隔震层总体刚度的上限值，超过该值将达不到所要求的隔震效果，而总体刚度的下限值由（4.5）式估算，小于此下限值时，隔震层会因刚度太小产生较大的位移而不安全。

（4.5）

式中Dk为近场系数；Fek为结构总水平地震作用标准值；uh为隔震层允许的水平位移。

4.2.2 上部结构强度的设计

隔震建筑上部结构概念设计与抗震结构基本上相同，应避免应力集中，选择有利房型，设立多道防线等，不同的是上部结构强度设计上存在差异。由于隔震建筑上部结构的地震反应比同一环境下抗震结构要小，因此可以减小梁柱的尺寸和配筋，但材料过分节省时，就可能达不到使用隔震结构提高建筑地震安全性的目的。所以，必须按规范规定，使得隔震建筑安全等级高于抗震建筑。

5.橡胶隔震支座的发展展望

从20世纪90年代初开始，我国铁道部交通部建设部先后颁布了橡胶支座的产品标准，生产厂家应严格按照产品标准生产。然而，由于橡胶支座的生产利润高，出现了一哄而上，生产厂家日益增多的情况。橡胶隔震支座发展至今已较为成熟，但仍存在不够完善的地方。其中包括：（1）选用用的橡胶材料和金属板材料的品种规格不规范，不遵守国家产品标准规定。构造不合理，许多橡胶层厚度不均匀金属板厚度层数不规范制作工艺不合理表现在橡胶层与金属板粘接力不够。一些生产厂家不了解橡胶支座的技术性能不懂生产工艺盲目生产。（2）橡胶支座隔震效果对体型基本规则的低层和多层建筑比较有效，而对于高层建筑效果不大，通常情况下不隔震时基本周期小于1.0s的建筑采用隔震方案效果较佳；而目前为了节约土地资源，有效利用上部空间，高层建筑越来越多，研制出一种新型的用于高层隔震的橡胶隔震装置已非常有必要。（3）工程中运用的橡胶隔震支座都是为了减小结构水平向地震作用而设计的，对结构竖向地震作用几乎没有减震效果。对于没有竖向隔震能力的的隔震结构，尤其是大跨度、长悬臂以及高耸结构，在竖向地震作用下，上部结构可能会产生较大的轴向拉压力，这种拉压力可能会导致结构的破坏。如何既能水平向隔震，又能对竖向减震的多维隔震支座已倍受关注。

参考文献：

[1]Farad Naeim,James M Kelly.Design of Seismic Isolated Structures-From Theory to Practice[M].John Wiley＆Sons,Inc,1999.

[2]李圃.橡胶支座隔震技术在灾区重建工程中的应用[B].福建建筑,2010,9(147):24-26.

[3]曲哲,叶列平,潘鹏.高层建筑的隔震原理与技术[A].工程抗震与加固改造,2009,10(31):58-63.

[4]时本强,徐赵东.橡胶支座隔震结构的分析模型与方法[A].

[5]李国强,李杰,苏小卒.建筑结构抗震设计[M].北京:中国建筑工业出版社,2002.

建筑隔震技术特点范文第3篇

关键词：框架隔震；建筑设计；方法；应用

1前言

我国是个多地震国家，随着地震频发现象的日益突出，人们的防震减灾意识不断提高，建筑隔震技术受到了人们的高度重视。与传统框架结构的抗震设计相比，隔震设计主要是通过隔震层的设置来吸收地震能量，延长结构体系的自震周期，从而降低上部结构的地震响应。目前，随着社会的发展以及科技的进步，建筑隔震技术已经在一些地震频发的高烈度区得到了广泛应用。

2 基础隔震结构的应用

范围隔震体系通过延长上部结构的自振周期来减小结构水平地震作用，即减小上部结构的损坏，从而达到减震效果，保证建筑物的安全可靠使用，其隔震效果与结构的高度、体型、刚度、变形情况、场地条件等因素有关.因此，从减震效果考虑，采用隔震建筑时最好满足以下的几个条件：尽量选在场地土比较坚硬的场地上，因为软弱地基对于隔震建筑来说，输入地震动时会使上部结构的振动周期较长，增加上部结构的破坏，不利于结构减震；隔震建筑的结构不宜过高，过高会使得结构在隔震前周期较短，而隔震后周期较长，隔震效果就会非常明显，一般要求建筑物的结构高度不超过40 m；由于过大的高宽比易造成上部结构转动，引起隔震支座受拉，因此要求对于钢筋混凝土结构和钢结构高宽比不大于2.5；为保证隔震建筑在地震作用能够有来回移动空间，隔震建筑与其他建筑物之间至少要有20 cm的距离；隔震装置应设置在基础和上部结构之间，以确保将地震作用最大限度的隔离在结构的外部.

3框架隔震技术的前期咨询工作

建筑工程在尚未进行隔震设计之前，还处于建筑方案阶段时，建设单位可组织有经验的专家或委托专门的咨询机构展开框架隔震技术的前期咨询工作。主要针对当地抗震设防烈度、结构高度、高宽比、结构形式以及有无地下室等情况，就框架隔震结构设计的相关问题展开详细的咨询，对该项目采用框架隔震方案技术上的可行性和经济上的合理性进行评估，指出建筑、结构、水电等各个专业在设计中的注意事项，并对构造措施提出相应的意见和建议。

3.1前期咨询工作中，应注意以下问题

（1）框架隔震建筑的经济性问题。对业主来说采用框架隔震技术是否经济是非常重要的问题，采用隔震技术，增加了隔震支座费用、隔震构造措施的费用，但是减小了上部结构梁柱截面，节约了钢材和混凝土用量，同时增加了房屋的使用面积，在前期工作中尽可能的对隔震建筑的经济性进行合理分析。根据大量的工程经验，在抗震设防烈度高的地区采用隔震技术具有比较明显的经济性。

（2）隔震建筑的适用性问题。隔震技术目前在我国主要应用于使用功能有特殊要求的建筑，例如安全性要求较高的学校、银行、高档住宅等，使用功能不能间断的医院、通讯、消防等建筑，以及存放存放珍贵物品的建筑或珍贵建筑，如博物馆、档案馆、纪念性建筑等。由于隔震装置仅对抵抗地震作用有效，在风荷载或其他水平荷载的作用下，隔震建筑更宜倾覆，因此隔震技术的应用还应满足我国规范规定的非地震作用水平荷载产生的总水平力不超过总重力10%的要求。同时，隔震建筑宜建在场地类别为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类场地，且选用稳定性较好的基础类型。

（3）隔震建筑的高宽比问题。在方案确定之初，应考虑结构体型的规则性，鉴于我国目前的技术条件，对于隔震结构的抗倾覆问题，限制其高宽比是一种有效的方法。根据橡胶隔震支座抗拉屈服屈服强度低的特点，结构的变形特点需符合剪切变形为主且房屋高宽比小于4或有关规范、规程对非隔震结构的高宽比限制要求。因此，在建筑方案阶段，需请教专家或委托相关咨询机构进行前期咨询，对框架隔震方案设计进行合理评估，指出问题，提供解决措施。

3.2框架隔震设计思路

咨询工作结束以后，在进行隔震设计时，需要对建筑工程的抗震设防烈度、场地条件、使用功能及建筑、结构方案，从安全和经济两方面进行综合分析。若该工程宜采用隔震技术，应先进行初步设计，除应满足规范的相关条文外，还应合理确定隔震支座的类型和布置位置。目前，国内的框架隔震设计多采用分部设计的方法，即整个框架隔震设计分为四步：上部结构设计、隔震层设计、下部结构设计和基础部分设计。

4框架隔震建筑设计要点

4.1框架隔震层的设置位置

确定隔震层的位置是隔震设计的第一步。对于没有地下室的建筑，需要增加一层作为隔震层，隔震层的层高不宜过高，过高对结构不利也不经济，但也不能过低，过低不便于日后隔震层的维护和检修。对于有地下室的建筑，框架隔震层可以设置在地下室这一层，框架隔震支座放置在地下室柱顶或墙顶、柱中或墙中、柱底或墙底均可，可根据地下室的实际使用功能来确定框架隔震支座放置的位置。根据工程经验，大部分是放置在地下室柱顶或墙顶，这样避免了单独设置支座造成的费用增加，保证框架隔震建筑的经济性。然而，隔震支座设置在柱顶，必然会导致下支柱很粗大，不利于地下室的使用，因此可以将下支填做成牛腿，也可以在下柱顶部设置拉梁。

4.2隔震支座的数量、规格和布置

隔震层隔震支座的布置应使隔震层刚度中心与上部结构的质量重心重合，减少系统的扭转效应；其规格、数量应根据竖向承载力、侧向刚度和阻尼的要求通过计算确定。选用多种规格的隔震支座时，应注意充分发挥每个隔震支座的承载能力和水平变形能力；设置在隔震层的抗风装置宜对称、分散地布置在建筑物的周边。

4.3框架隔震结构的计算

建筑结构隔震设计的计算分析，包含计算模型、地震波选取、地震作用计算等内容。对于框架结构，其隔震体系的计算简图采用剪切型结构模型，一般情况下，宜采用时程分析法进行计算，输入地震波的反应谱特性和数量，按建筑场地类别和设计地震分组分别选用人工模拟的加速度时程曲线和不少于总数2/3的实际强震记录，多组时程曲线的平均地震影响系数曲线应与振型分解反应谱法所采用的地震影响系数曲线在统计意义上相符，计算结果宜取时程法的平均值和振型分解反应谱法的较大者。求水平向减震系数时，多层框架隔震结构的层间剪力按多遇地震作用下用时程分析法计算求得。水平向减震系数应根据结构隔震与非隔震两种情况下各层层间剪力的最大比值。

5框架隔震建筑设计应用的目标

框架隔震设计的关键是确定初步的隔震设计目标。需要说明的是：第一，进行上部结构设计时，抗震设计方法还沿用传统抗震设计的方法，只是水平地震作用应采用降低后的值，当地的抗震设防烈度并没有降低；第二，叠层橡胶支座不能隔离竖向地震作用，所以上部结构设计时竖向地震作用仍保持不变，特别是对于高烈度地区，隔震建筑设计中考虑的竖向地震作用比传统抗震建筑大得多。

依据以往大量隔震工程项目的经验，场地条件好，属于I、II类场地，上部结构规则、质量和刚度分布均匆，层数在6层以下时，多采用框架结构，可以初步确定隔震目标为降低一度半；6～12层时，位于高烈度区，一般会采用框剪结构或者剪力墙结构，可以确定隔震目标降低一度或者一度以上。总的来说，隔震建筑的抗震设防目标要高于非隔震建筑，也只有高于非隔震建筑的设防目标才能体现隔震建筑的安全性。

建筑隔震技术特点范文第4篇

理论研究和强震检验都表明，这种方法可以大大地减少地震时上部建筑物的加速度和层间变形，从而可以大大减少建筑物的内部破坏。分析数据表明，隔震后各层最大层间位移和最大加速度相对于未隔震时有50%～75%的降低，相当于降低地震烈度约1～2度。隔震层解除了结构与地面的直接耦连关系，增加体系的柔度，降低上部结构所受的地震作用，耗散能量，从而降低对结构变形和延性的要求。

隔震技术的分类

隔震技术的发展和应用是现代科技进步，特别是地震工程研究成果促成的特定场址地震反应谱分析技术的发展，使人们可以相当准确地提出用于结构动力分析的地震动参数。用计算机进行结构动力反应分析的技术，使设计人员可以对所设计的结构进行各种模拟分析，从而获得结构的和隔震层的动力反应，正确选择各项设计参数。目前，结构的隔震方法可分成三大类，即地基隔震、建筑物基础隔震和上部结构隔震。1地基隔震方法地基隔震可分为绝缘和屏蔽。绝缘是利用软弱地基或像人工地基那样较软的地基有降低输入加速度的性质，在地基自身中降低输入波的方法，但设计时首先必须保证地基对建筑物的支承强度和基础沉降量不超过允许值。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。这两种方法都是以地基为对象，用以减少地震波输入，实际工程设计中应用较少。FrandLloydWright于1921年主持设计建造的日本东京帝国饭店就是利用此种方法，该工程的建设场地地表土层厚约25m，有良好的承载力，在该层的下面是一层软弱淤泥层，Wright使用了与当时的设计思想完全不同的方法，把软弱层用作地基下的软垫，以消除东京地区可怕的地震动作用，通过设计特殊的短桩基础，把紧密排列的短桩穿透持力层到达软弱淤泥层的表面，这样，建在短桩基础上的帝国饭店就象战舰浮在海洋上一样浮在软弱淤泥层上。这个建筑的隔震设计是十分成功的，在1923年关东大地震中，该饭店显示了良好的隔震性能，在其它建筑普遍受到严重破坏时，该建筑保持完好。由于目前房屋建筑向多高层发展，地基隔震技术的推广应用受到了很大的局限。2建筑物基础的隔震方法基础隔震是在上部结构与基础之间设置某种隔震消能装置，以减小地震能量向上部结构传输，从而达到减小上部结构振动的目的。隔震装置由支承和减震阻尼器两部分组成，前者稳定地支承建筑物的自重，后者在地震时抑制较大的变形，地震结束时则起到迅速中止晃动的作用。有时，隔震装置是兼有支承和减震阻尼两种作用的特殊支座。自从南斯拉夫于1969年采用纯天然橡胶隔震支座所建成的现代最早的隔震建筑贝斯特洛奇小学及1981年世界上首座铅芯橡胶垫作为基础隔震装置的新西兰WillianClayton政府办公大楼以来，迄今为止，伴随着材料技术的发展，以性能可靠的橡胶隔震支座为代表的隔震元件的诞生，隔震技术越来越多地应用到建筑物和桥梁上。在1994年洛杉矶北岭地震和1995年阪神地震中，采用橡胶支座的隔震建筑表现了令人惊叹的隔震效果。从国内外隔震研究和应用的历程看，以橡胶隔震支座为主流和其它诸如:复位弹簧和平面滑板并联机构、摩擦摆体系(FPS)和隔震、减振复合体系等的现代隔震技术，通过大量的研究、试验、工程应用，特别是经受强震的考验之后，已由研究阶段逐渐进入到一个推广应用阶段。基础隔震的研究已趋于成熟，隔震效果也十分明显，其水平向减震系数最小可达0．25。但基础隔震也存在着一定的局限性，如:建筑物的周期须小于1．0s，建筑物的层数和高度因此受到限制，对建筑体型和场地土的要求较高，对竖向地震作用尚无有效的隔震方法等。3建筑物上部结构的隔震方法主要有能量吸收和附加振动体两种方法。能量吸收法是在上部结构的任意层设置阻尼器，通过阻尼器以吸收地震能量来控制预期的结构变形，从而使主体结构构件在罕遇地震下不发生破坏，此外，可变形的抗震墙亦属能量吸收型。附加振动体方法是在任意层楼面上附加摆动式的振动体，在屋面上附加弹簧质量系的振动体，构成新的振动体系，将振动由结构本身向附加振动体转移，这种附加振动体对地震和风等外力的抑制都有效。

消能减震技术

消能减震技术主要通过提高结构的附加阻尼来减少结构的地震反应。其应用十分广泛:可用于新建结构的减震设计，也可用于现有结构的抗震加固;适用于钢筋混凝土结构，更适适合钢结构、高耸结构。一般应用于上部结构，也可应用于基础隔震建筑中的隔震层。消能减振技术是用特别设置的机构和元件将地震动的能量加以吸收和耗散，以保护主体结构的安全。从另一方面考虑，减振消能也可以看作是增加结构阻尼的方法。消能减震技术的实际应用效果与所选用的消能装置关系较大，消能装置的种类繁多，主要有摩擦阻尼器、粘滞阻尼器、磁流变阻尼器等。从阻尼器的工作原理方面可分为滞回型和粘滞型两类，亦可称为位移相关型和速度相关型。滞回型阻尼器是利用材料变形滞回来消耗能量，其中有:(1)钢阻尼器:此类阻尼器属于弹塑性阻尼器，具有丰满的滞回特性，可以串联在支撑构件中，也可以设置在剪力墙顶部、梁的中间部位以及其他相对变形较大的部位。目前已研究开发了多种耗能装置，如锥形钢耗能装置、圆环钢耗能器、双环钢耗能器等。这类耗能器具有滞回性能稳定、耗能能力大、长期可靠及不受环境与温度影响等特点。(2)铅阻尼器:铅具有密度大、熔点低、强度低、耐腐蚀、能力强等特点，因其具有较高的延性和柔性，故在变形过程中可以吸收大量的能量，并有较强的变形跟踪能力。同时，通过动态回复与再结晶过程，其组织性能还可恢复至变形前的状态。铅阻尼器具有理想的弹塑性性质，其滞回特性呈矩形，与摩擦阻尼器很相似，虽然屈服极限可调，但一经设定就不能改变。目前开发出来的铅阻尼器类型主要有铅挤压阻尼器、铅剪切阻尼器、铅节点阻尼器等。(3)摩擦阻尼器:这种阻尼器本身虽只具有理想弹塑性的特点，但可以通过与主体结构串、并联使用，获得具有接近双线性滞回特性的阻尼耗能效果。摩擦阻尼器是一种性能良好的耗能减震装置，由于它具有较好的库仑特性，耗能明显，可提供较大的附加尼，且构造简单，取材容易，因而具有广泛的应用前景。已研制开发的摩擦阻尼器主要有Pall型摩擦装置、滑移型长孔螺栓节点耗能器、双向摩擦耗能装置等。粘滞型阻尼器是利用与速度有关粘性抵抗作用，从小振幅到大振幅的变化来获得衰减力的。设计时的注意事项与滞回型阻尼器类似。(1)油阻尼器(粘滞流体阻尼器):这种阻尼器利用活塞推动油缸中的油通过节流孔时产生阻尼力的原理制成。粘滞流体阻尼器曾广泛应用于军事和航空领域，目前已在建筑和桥梁的振动控制中应用。已研制开发的粘滞流体阻尼器有筒式流体阻尼器、油动式阻尼器等。(2)粘弹性阻尼器:粘弹性阻尼器是由粘弹性材料与约束钢板交替叠合而成的，是一种主要与速度相关的减震装置。它通过粘弹性材料的剪切滞形来增加结构的阻尼，耗散输入的振动能量，从而减小结构的振动反应。近年来开发的装置有粘弹性橡胶剪切阻尼器、超塑性硅氧橡胶粘弹剪切阻尼制震系统等。此外，还有复合型阻尼器，它是利用两种以上的耗能元件或耗能机制设计而成的新型耗能减震装置。已研制开发的复合耗能器有:弹塑性摩擦阻尼器、摩擦粘弹性阻尼器、流体粘弹性阻尼器等。

建筑隔震技术特点范文第5篇

【关键词】建筑结构；设计；隔震；消能减震

中图分类号： S611 文献标识码： A 文章编号：

引言

因为建筑物的抗震功能直接关系着人们的人身财产安全，所以，可以说是建筑物建筑中的一个基本建筑指标，也是每一个建筑商和施工人员都应该认真思考的问题。但是，从最近几年的两次大型地震灾害后的情况来看，我国的建筑物的抗震能力并不尽如人意，没有达到预期的保护人们的人身和财产安全的目的和效果。造成这种现象的原因是多方面的，有建筑材料的问题，也有施工工艺上的问题，所以处理起来也是非常复杂的，但是要从建筑工程的根源上解决这种建筑物抗震能力方面的问题的话，必须从建筑物的设计环节抓起，只有这样，才能将各种因素统筹和控制好，才能保证建筑物的抗震结果和效果。

1、建筑结构的主要隔震措施

建筑物的抗震措施是非常多的，如对地基进行特殊处理、设置抗震装置、对建筑的上部结构进行防震设计等等，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，一般情况下为了达到更好的抗震防震效果,在工程中这几种措施通常是混合使用的。虽然一项工程可能涉及到许多种防震装置的使用，但是工程中最常用的方法还是隔震层的设置,工程中我们根据建筑物的特点和建筑区域的地震特点选择不同的隔震层配合施工，下面我们根据隔震层的位置的不同，对其进行分类，并做简单介绍：

1.1建筑物地基采用特殊材料隔震

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。传统的施工工艺是在建筑物的基础部分交替铺上粘土和砂子,或者直接设置粘土或砂子垫层。在中国建筑史上,曾经有人以糯米为原材料,在建筑物的基础部分设置垫层,减少地震对建筑物的损害，虽然这种方法现在看起来非常荒谬，但是对于当时的建筑技术来说，这种方法无疑是一种创新，且研发者认识到了垫层材料的选择要具有相当程度的粘着性，无论如何，这种精神是值得我们建筑工作者学习的。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在以后的建筑物的隔震层中。

1.2建筑物基础设置隔震装置减震

这一种隔震措施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。

1.3建筑物层间隔震措施

层间隔震这种方法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。

1.4建筑物结构悬挂隔震

悬挂隔震是将建筑物的大部分或者整个结构悬挂起来,也就是我们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。

2建筑结构设计中常用的减震技术

以上我们所说的几种措施主要是对建筑结构本身的基础部分或者关键节点进行特殊设计,或者采用特殊材料,或者设计安装减震装置减少地震的能量向建筑物传递。我们这里所说的建筑物结构设计中常用的消能减震技术是借助建筑物意外的部件来增加建筑物的阻尼,消耗地震传递给建筑物结构的能量,避免建筑物因地震而受到损害。用于减小地震对建筑物损坏、保护建筑物安全的装置和元件很多,通常都是各式各样的消能器和阻尼器,我们习惯上把这些装置分为滞回型和粘滞型两种。这种技术的使用非常广泛,主要有以下几种情况。

2.1新建建筑物的结构设计

随着人们安全意识的不断增强,建筑结构设计理念的不断更新,人们对建筑结构的减震、隔震设计越来越重视。我们在设计的时候,除了对建筑物的基础部分采用特殊处理之外,还可以借助消能减震装置或者元件削弱地震对建筑物的作用力,保护人们的生命财产安全，这些减震装置和元件是为一些建筑工程的后期防震工作的加强而研发的，也就是可以在施工后期对建筑物的防震功能进行一定的弥补，但是其作用往往较隔震层要差一些。

2.2对建成建筑物的抗震加固

在对建筑物的地基或基础进行隔震设计时,我们一定要在建筑物没有动工以前按照隔震设计的措施,完成相应的工作。最迟也是在建筑物的施工过程当中,在建筑物的关键部位设置特殊的隔震装置，否则就达不到隔震的效果。一旦建筑物建成以后,如果想对其进行抗震加固,就要采用增加阻尼的办法,在建筑物的结构上重新添加消能减震装置，这样的话不仅会增加施工成本，导致工程造价的增加，还给施工造成了不便，因为增加阻尼的施工程序要较隔震层的施工复杂的多。

综上所述，建筑物的抗震减震功能直接关系到建筑物抗击地震的能力和保护人们财产和生命健康的能力，所以，是施工中必须要重视的重点问题之一。而做好建筑物隔震和减震工作的最佳施工环节就是建筑物的结构设计环节，所以本文中笔者从几个方面举了一些可以优化建筑物隔震减震设计的措施，希望能为工程建筑提供一些有效的意见和建议，当然文中仍有许多不足之处，还望业内同仁批评指正。

参考文献

[1] 建筑地基基础设计规范 GB 50007-2002.