隔震结构的强震观测进展

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1、隔震结构的强震观测进展　　(内蒙古建筑职业技术学院，内蒙古呼和浩特010070) 　　摘要：文章介绍了国外几栋隔震结构的强震观测结果，证实了隔震结构与传统结构相比的优越性。 关键词：隔震结构；强震观测；地震 　　中图分类号：P315.966文献标识码：A文章编号：1007—6921(XX)24—0096—02 　　20世纪末的20多年里，结构减震控制技术在工程抗震领域内的有效性得到了工程界的认可。在已经开发应用的结构减震控制技术中，隔震结构是概念简单、性能稳定、造价相对低廉的一种减震控制技术。它通过在建筑物和基础之间设置柔性层，有效地将地震能量隔离和消耗，减小地面运动向上部结

2、构的传递，从而保护上部结构的安全。隔震结构的基本原理是延长结构周期，使地震引起的变形集中在隔震系统，从而有效地降低建筑物的地震反应［1］［2］。 　　20世纪70年代末至80年代末，美国、日本、新西兰等国的学者开展了较为系统的隔震技术相关的理论、试验研究和工程应用试点工作，先后取得了系列的成果。20世纪80年代末至90年代初，我国的学者逐渐在隔震结构分析和设计方法、结构模型振动台试验、橡胶支座产品性能检验检测技术、施工技术，特别是橡胶隔震支座国产化等方面开展了系统的研究和试验工作，逐步在我国形成了橡胶支座隔震结构的成套技术。新抗震规范也将隔震和消能减震设计列为独立的一章，标志着隔震和

3、消能在我国已迈入推广应用阶段。 　　到目前为止，世界上已经有2千余幢建筑采用了隔震技术，我国也已建成数百栋隔震建筑。但是，隔震结构经历过实际地震考验并取得地震响应的观测资料非常少，以下是为数不多的隔震结构强震观测和相应的数值分析结果。 1隔震结构强震观测分析 　　强震观测是人们认识地震特征和结构地震反应特性的主要手段［1］，也是为研究地震地面运动规律和结构抗震性能而发展起来的一个研究方向，它已经发展成为震灾预防与地震应急的重要基础。 　　对隔震结构进行强震观测，研究隔震结构在实际地震中的反应过程是提高结构分析和设计水平的一种非常好的手段，可以直接评估建筑物的抗震性能并分析结构

4、的非线性动力特性。同时，观测数据中包含着隔震结构抗震性能方面的大量信息。利用这些资料，可以开展隔震结构相关的系统参数识别、抗震性能研究、结构－土动力相互作用、结构动力反应分析方法、结构设计规范适当性等研究。 2隔震结构强震观测 　　自1932年美国研制出世界上第一台强震仪并建设了第一个强震观测站以来，多个地震国家加强了强震的观测和研究。1994年1月，美国南加州北岭6.7级地震获得加速度记录230条，1995年1月日本阪神地震中，在165个观测点获得了276个主震加速度记录［1］，其中最有意义的是获得了隔震结构的强震观测记录。 　　2003和XX年以来，随着隔震结构在日本、美国

5、和中国的推广使用，在日本的仙台地震和北海道地震中，又获得了许多隔震结构的强震加速度记录和位移反应纪录，其中具有代表性的如下所述。 2.1洛杉矶地震 　　1994年1月17日，美国圣菲尔南多发生洛杉矶地震，震级M=6.7，直下型地震，死亡56人，伤7300人，损失很大。本次地震中观测到的南加州大学医院是一栋橡胶支座隔震结构。地下一层，地上7层，建筑面积：33000m2；占地：4100m2；最高高度：36m；铅芯橡胶隔震支座68个，橡胶隔震支座81个。 　　在这栋八层医院上观测到的基础加速度为0.49g，而顶层加速度只有0.21g,加速度折减系数为1.8。在这次地震及其其后的余

6、震中，南加州大学医院6～8英尺高的花瓶等没有一个掉下来，建筑物内的各种机器等均未损坏，医院功能得到维持，成为防灾中心，起到十分重要的作用。由此可见橡胶支座隔震结构的优越性。 2.2仙台地震 　　2003年5月26日，日本仙台发生了里氏7级的强震，持续时间约为1min。地震的剧烈程度与1995年的阪神大地震相近，震灾和人员伤亡却没有像阪神大地震那样严重。本次地震中观测到日本的第一栋高层隔震建筑——仙台森大厦隔震层的地震动、最大加速度反应和隔震层位移反应等。 　　该建筑地上18层，地下2层，建筑面积43193m2，最高高度84.9m，隔震层采用弹性滑动支承与叠合橡胶并用的方法。隔

7、震层设置于首层和地下室之间,共使用了36个隔震支座。其中直径1100mm(RB1100)的叠层橡胶支座20个,布置于隔震层四周,直径1200mm(RB1200)的叠层橡胶支座6个,在隔震层两边和中间各布置2个,在中间轴力较大位置布置了10个直径1300mm(SLD1300)的弹性滑板支座。 　　在该建筑物上观测到的地震动比规范中规定的发生罕遇地震的地震动要小，建筑物的周期实测值与理论值基本一致。一层横向的最大加速度为35.7c