隔震结构技术

《隔震结构技术》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、隔震结构技术　　摘要：地震是中国最严重的自然灾害之一，近几年发生在中国的地震灾害，让中国工程人员更加重视抗震的设计.隔震技术是采用特殊的措施来隔离地震对上部结构的影响，使建筑物在地震时只产生很小振动，这种振动不致造成结构和设施破坏，还能保证结构物上的重要设备、仪器表的正常运行。本文从原理、装置、规划设计等方面介绍了隔震技术的优越性。隔震技术在中国的应用虽然较晚，但从目前的发展趋势看，它具有广阔的应用前景。　　关键词：阻尼比多层橡胶隔震层　　传统的建筑抗震设计是靠建筑物结构本身的强度、刚度和延性抵抗地震破坏，一般建筑物容易

2、发生脆性破坏，造成人员伤亡，即使发生塑性破坏，灾后的结构物也会有着不同程度的损坏，以致不能继续发挥其功能。如果采用隔震结构，在发生地震时，结构物和地面被隔离开，即使地面震动，建筑物也不会受到影响。可以说隔震结构使抗震结构的不足得到了补充，目前在日本得到了广泛的应用，我国建筑界关于隔震结构的开发竞争也日异激烈。　　1、隔震结构的发展　　隔震结构的构想来源于日本，早在100年前就已经被提出，由于当时技术不够成熟，因此没能立即实现。直到地震工程学和计算机简析技术的发展进步，并且积层橡胶被用于桥梁工程之后隔震技术才开始。5　　隔

3、震结构受到特别关注是在日本阪神大地震之后，建设数量猛增。但随着经济的不景气，大地震带来的巨大伤痛被人们逐渐遗忘，隔震结构建筑的建设数量慢慢减少。然而最近几年地震灾害接连发生，人们意识到地震灾害随时都可能发生也可能发生在任何地方，对处于高频发地震区进行隔震结构设计是必要的。　　2、隔震结构的原理　　概念设计是从总体上把握抗震设计的基本原则。基本原则中的设置多到防线和利用结构延性，传统抗震设计通过结构本身的破坏来消耗掉地震时输入结构的能量。而有了隔震结构以后，当地震波还没有传到建筑物本身时，在基础结构与上部结构交接处大部分能

4、量都因为隔震层的变形或者破坏消耗掉，最终到达建筑的地震能量小了很多。美国北岭地震（1994）中的南加利福尼亚大学医院，兵库县南部地震（1995）中的WEST大楼等隔震结构的强震观测记录，证实了地震时上部结构产生的水平加速度在地表加速度的1/3以下。而通过传统抗震设计的结构加速度反应是地表加速度的2～3倍，因此隔震建筑内部的摇动程度比传统的建筑大约要小一个数量级，最终增加了建筑物内部空间的安全。　　3、隔震装置　　隔震装置主要有两大类，即隔震支座和阻尼器。　　3.1隔震支座系列5　　目前隔震支座最常用的材料为多层橡胶，并且

5、橡胶结合钢板相互交叉叠置在一起，才能充分发挥功能。因为橡胶的弹性模量很小，几乎不具有压缩性，把橡胶做成薄层，用钢板来约束轴向压力产生的横向膨胀，使橡胶处于三向受压状态，从而产生很强的抗压能力。当橡胶支座受到水平方向的作用力，会根据自身的弹性模量变形，形成一种竖向坚固，水平柔软的支座。　　多层橡胶支座的支承性能非常重要，它支持者建筑物的全部重量。为了使建筑物的周期变长，就必须使多层橡胶的水平刚度变小，这样，建筑物的加速度反应随之减小，而隔震装置以上部分的整体变形随之变大。但是，为了使支座具有足够的水平变形能力，采取增加橡胶

6、的层数的措施，会使竖向的支承力降低，水平刚度的轴力相关性会变大。因此，应综合考虑多层橡胶支座的水平变形能力和支承性能设置橡胶层的层数等。　　3.2阻尼器系列　　阻尼器的主要作用是消耗地震能量和限制结构的整体变形，一般不要求用来承受竖向荷载。　　目前广泛应用于国际工程上的阻尼器有钢棒阻尼器、粘性阻尼器、摩擦阻尼器和铅阻尼器。它们各有优缺点，设计时设计者必须根据需要的阻尼力、最大允许变形量、环境温度、建筑用途等设计条件进行评估和选择。另外，为了增大扭转刚度，要尽可能在隔震层的周边布置阻尼器装置。　　4、规划与结构设计　　4.

7、1基本思路5　　进行隔震结构的原则是尽可能的使上部结构受到的地震作用小，上部吸收的能量与隔震层相比非常少，并且将隔震支座的变形控制在允许极限变形范围内，让其变形后仍有部分变形可以恢复。在抗震设计中应由设计者根据对减震结构的把握，充分考虑地质条件、设防类别、社会要求等因素确定地震动输入的大小。传统抗震结构分析中的许多不确定因素，相对于隔震结构明显减少了。但影响隔震结构设计的建筑参数还是很多，应该充分考虑这些参数的变化范围。隔震结构的分析模型应由简单到精密，可以进行阶段性设定，利用这些模型进行时程反应分析，能够有效地把握建筑

8、在地震时的实际状态。　　4.2设计方针　　隔震建筑由基础结构、隔震支座和阻尼器构成的隔震层、以及上部结构组成。对于地震作用以外的荷载和受力，进行的相关相关设计隔震结构与传统结构相同。通过地震动输入时的建筑反应，进行隔震层和上部结构的设计。地震作用时可能来自不同方向，都可以分解成横向和纵向两个方向，而这些分析研究可以对