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1、第20卷第2期内陆地震Vol.20No.22006年6月INLANDEARTHQUAKEJune2006文章编号:10018956(2006)02017206中图分类号:P315.9文献标识码:A建筑物基础隔震技术的进展123王文斌,赵小霞,陈玉元(1.石河子大学水利建筑工程学院,新疆石河子832003;2.93886部队司令部设计室,新疆乌鲁木齐830005;3.昌吉州建筑勘察设计有限责任公司,新疆昌吉831100)摘要:介绍了建筑物基础隔震技术的原理。基础隔震技术是通过设置在结构物底部与
2、基础顶面之间的隔震消能装置,来增加结构的变形能力和滞变阻尼。目前结构基础隔震体系按隔震机理不同划分类型,主要有橡胶垫隔震体系、滑动摩擦隔震体系、复合基础隔震体系等类型。总结了基础隔震技术应用和理论研究的发展,指出隔震技术的未来发展趋势。关键词:建筑物;基础隔震技术;主要类型地震是一种严重威胁人类生命、财产安全的自然灾害,抗震一直是结构工程领域的重要课题。全世界每年平均发生破坏性地震近1000次,其中震级达7级或7级以上的大地震约10[l]几次。1976年7月28日唐山发生7.8级大地震,瞬间把一座百万人口的工业城市毁为一片[2]废墟,死伤40余万人,震惊中外。
3、1995年1月17日日本阪神发生了7.2级大地震,给神户市及其附近的芦屋市、西宫市、淡路岛等地区造成了极其严重的损失,近100000幢房屋被摧毁,另有100000幢房屋遭受了程度不等的破坏,高速公路及桥梁整线倒塌,交通通信、供水供[34]电中断,死亡5000多人,300000人无家可归,经济损失达1000亿美元。传统的抗震结构体系是通过增大结构刚度的方式来抗御小震作用,而在大震下需要利用结构的延性破坏来消耗地震能量。由于地震作用具有很强的不确定性,人们尚不能准确地估计结构在未来可能遭遇的地震动的强度和特性,所以当结构所承受的地震作用力超过一定限度后,传统的抗震结
4、构不但不经济而且很可能满足不了安全性的要求。此外,随着建筑功能的现代化,尤其是象医院和通讯中心等建筑物内还配备了很多高灵敏度且价格昂贵的设备,如采用传统抗震结构,即使结构本身不倒塌,建筑物内的贵重设备在中等加速度水平的地震作用下就可能无法正常发挥功能,在稍高水平地震的作用下,甚至会毁坏。由此可见,单纯强调结构在大震下不严重破坏和不倒塌,已经不是一种完善的抗震思想。采用建筑结构隔震减震技术,可在大震下结构不损坏或者仅有轻微损坏,从而保证了罕遇地震发生时人员、设备和装修的安全,符合基于性能的抗震设计思想。1基础隔震的基本原理基础隔震技术是通过设置在结构物底部与基础顶
5、面之间的隔震消能装置,来增加结构的收稿日期:20060106;修回日期:20060404.作者简介:王文斌,男,石河子大学2003级在读硕士研究生,研究方向是建筑物的防震减震.2期王文斌等:建筑物基础隔震技术的进展173变形能力和滞变阻尼。变形能力的增加,可以使得结构在地震作用下保持不倒,而阻尼的增大可以吸收更多的地震能量,从而大大减小地震作用。同时,结构变形能力的增大导致了结构产生的第一振型周期变长,这与增大的阻尼相结合,就可以大大降低地震影响系数,并且结构物底部有足够的横向变形能力和滞变阻尼,使得结
6、构底部的应力分布较为均匀,避免了常见的结[5]构底部首先破坏的可能性。[57]2基础隔震体系的主要类型结构基础隔震体系按隔震机理的不同划分,目前主要有叠层橡胶垫隔震体系、滑动摩擦隔震体系、组合隔震体系、摩擦摆体系、滚轴或滚珠摩擦隔震体系及新近出现的滑动凹面基础隔震体系等。由于结构安全性、结构可行性和造价的经济性等各方面的原因,研究和应用较为广泛的主要是叠层橡胶垫隔震体系、滑动摩擦隔震体系和复合隔震体系。2.1橡胶支座隔震系统橡胶支座隔震系统的支座常用的主要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。它们利用了叠层橡胶支座对阻尼材料的约束力,使
7、之仅产生剪切变形,充分发挥了阻尼材料的吸能性能,有效吸收了水平运动的能量。橡胶隔震体系结构初始刚度不大,隔震效果良好,构造简单,性能稳定,是目前各国应用最多的一种隔震体系,但造价较高。2.2摩擦滑移隔震系统摩擦滑移隔震系统是在隔震结构中设置摩擦阻尼器组成的隔震系统。该方法是在基础面上设滑移层或滑动层,利用滑移层使上部结构与基础解耦,产生一定滑擦力。当建筑受到小震作用时,滑擦力能阻止上部结构滑动。当地震强度大到一定程度时,滑移层受地震作用大于摩擦力,滑动面滑移,通过滑移消耗和阻止地震能量上传起到隔震作用,从而达到地震强度增大而上部结构内力不增加的目的。摩擦滑移隔震
8、系统包括纯
