隔震方面需要用到的文字资料

1、1.2隔震技术的基本原理1.2.1 隔震体系组成 基础隔震结构体系通过建筑物的基础和上部结构之间设置隔震层，将建筑分为上部结构、隔震层和下部结构三部分。地震能量经由下部结构传到隔震层，大部分被隔震层的隔震装置吸收，仅有少部分传到上部结构，从而大大减轻地震作用，提高隔震建筑的安全性。 经过人们不断的探索，如今基础隔震技术已经系统化、实用化。常用隔震技术包括摩擦滑移隔震系统、叠层橡胶支座隔震系统、摩擦摆隔震系统等等，其中目前工程界最常用的是叠层橡胶支座隔震体系。这种隔震系统，性能稳定可靠，采用专门的叠层橡胶支座（Laminated Rubber Bearing）作为隔震元件。该支座由一层层的薄钢板

2、和橡胶相互叠置，经过专门的硫化工艺 黏合而成，其结构、配方、工艺需要特殊的设计，属于一种橡胶制品。目前常用的橡胶隔震支座有：天然橡胶支座（Natural Rubber Bearing，NB）、铅芯橡胶支座（Lead plug Rubber Bearing，LRB）、高阻尼橡胶支座（High Damping Rubber Bearing，HRB）等。 隔震层通常由隔震支座和阻尼器组成，图示为天然橡胶隔震支座和软刚阻尼器组成的隔震层。隔震层的大阻尼性能也可以通过采用高阻尼的铅芯橡胶隔震支座或高阻尼橡胶隔震支座来直接满足，这样施工更加简便，成本也更低。1.2.2 隔震技术原理 传统建筑物基础固结于地

3、面，地震时建筑物受到的地震作用由底向上逐渐放大，从而引起结构构件的破坏，建筑物内的人员也会感到强烈的震动，如图所示。这种建筑的抗震设防目标在现行建筑抗震设计规范中具体化为“小震不坏”、“中震可修”、“大震不倒”。这种设计思想抵御地震作用立足于“抗”，即是依靠建筑物本身的结构构件的强度和塑性变形能力，抵抗地震作用和吸收地震能量。为了保证建筑物的安全，必然加大结构构件的设计强度，耗用材料多，而地震力是一种惯性力，建筑物的构件断面大，所用材料多，质量大，其受到的地震作用也相应增大，想要在经济和安全之间找到一个平衡点往往是比较难的。 基础隔震技术的设防策略立足于“隔”，采用“拒敌于门外”的防御战术，“

4、以柔克刚”，利用专门的隔震元件，以集中发生在隔震层的较大相对位移，阻隔地震能量向上部结构传递，使建筑物有更高的可靠性和安全性，如图所示。可以说，从“抗”到“隔”，是建筑抗震设防策略的一次重大改变和飞跃。 目前工程界最常用的叠层橡胶支座隔震系统一般是在基础和上部结构之间，设置专门的橡胶隔震支座和耗能元件（如铅阻尼器、油阻尼器、钢棒阻尼器、黏弹性阻尼器和滑板支座），形成高度很低的柔性底层，称为隔震层，使基础和上部结构断开，延长上部结构的基本周期，从而避开地震地面运动的主频带范围，减小共振效应，阻断地震能量向上部结构的传递，将其直接吸收或反馈回地面，同时利用隔震层的高阻尼特性，消耗输入地震动的能量，

5、使传递到隔震结构上的地震作用进一步减小。 图示分别给出了普通建筑物的剪力反应谱和位移反应谱。一般砌体结构建筑物刚性大、周期短，所以在地震作用时建筑物的剪力反应大，而位移反应小，如图所示。如果我们采用隔震装置来延长建筑物周期，而保持阻尼不变，则剪力反应被大大降低，但位移反应却有所增加，如图所示。要是再增加隔震装置的阻尼，剪力反应持续减弱，位移反应得到明显抑制，这就是图中的C点。可见，隔震装置的设置可以起到延长结构自振周期并增大结构阻尼的效果。 采用隔震技术，上部结构的地震作用一般可减小40%80%，地震时建筑物上部结构的反应以第一振型为主，类似于刚体平动，基本上无反应放大作用，通过隔震层的相对大

6、位移可以降低上部结构所受的地震作用。采用基础隔震措施并按照较高标准进行设计以后，地震时上部结构的地震反应很小，结构构件和内部设备都不会发生明显破坏或丧失正常的使用功能，在房屋内部工作和生活的人员不仅不会遭受伤害，也不会感受到强烈的摇晃，强震发生后人员无需疏散，房屋无须修理或仅需一般修理。从而保证建筑物的安全甚至避免非结构构件如设备、装修破坏等次生灾害的发生。 隔震结构与传统结构的主要区别是在上部结构和下部结构之间增加了隔震层，在隔震层中设置了隔震系统。隔震系统主要由隔震装置、阻尼装置、地基微振动与风反应控制装置等部分组成，它们可以是各自独立的构件，也可以是同时具有几种功能的一个构件。 隔震装置

7、的作用一方面是支撑建筑物的全部重量，另一方面由于它具有弹性，能延长建筑物的自振周期，使结构的基频处于高能量地震频率范围之外，从而能够有效地降低建筑物的地震反应。隔震支座在支撑建筑物时不仅不能丧失它的承载能力，而且还要能够忍受基础与上部结构之间的较大位移。此外，隔震支座还应具有良好的恢复能力，使它在地震过后有能力恢复原先的位置。 阻尼装置的作用是吸收地震能量，抑制地震波中长周期成分可能给仅有隔震支座的建筑物带来的大变形，并且在地震结束后帮助隔震支座恢复到原先的位置。 设置地基微振动与风反应控制装置的目的是为了增加隔震系统的早期刚度，使建筑物在风荷载与轻微地震动作用下能够保持稳定。1.3建筑隔震的

8、分类 建筑各镇的分类方法不尽相同，一般可以根据采用的隔震技术类型和隔震层的位置对常用的建筑隔震类型进行分类。1.3.1 按隔震技术类型划分 1.3.1.1 叠层橡胶支座隔震技术 叠层橡胶支座由夹层薄钢板（内部钢板）和薄层橡胶片交替叠置而成。叠层橡胶支座受压时，橡胶会向外侧变形，但由于收到内部钢板的约束，以及考虑到橡胶材料的非压缩性（泊松比约为0.5），橡胶层中心会形成三向受压状态，其压缩时的竖向变形量很小。每层橡胶片约薄，钢板的相对约束能力越大，因此压缩变形也越小。而在叠层橡胶支座剪切变形时，钢板不会约束剪切变形，橡胶片可以发挥自身柔软的水平特性，从而通过自身较大的水平变形隔断地震作用。 叠层

9、橡胶隔震支座是目前技术成熟、应用较多的一种隔震类型。 1.3.1.2 摩擦滑移隔震技术 摩擦滑移隔震技术是开发应用最早的隔震措施之一，其基本原理是把建筑物上部结构做成一个整体，在上部结构和建筑物基础之间设置一个滑移面，允许建筑物在发生地震时相对于基础（地面）做整体水平滑动。由于摩擦滑移作用，削弱了地震作用向上部结构的传递，同时，建筑物在滑动过程中通过摩擦耗散了地震能量，从而达到隔离地震的效果。该技术具有简单易行、造价低廉、几乎不会出现共振现象等优点。 摩擦滑移隔震结构的隔震层通常由摩擦滑动机构和阻尼向心机构组成，其中摩擦滑移机构起隔离地震的作用，阻尼向心机构起限位复位作用。1.3.1.3滚动隔

10、震技术 滚动隔震是在基础与上层结构之间铺设一层用高强合金制成的滑动性能好的滚球或滚轴，从而隔离地震的水平作用。目前滚动隔震装置包括：双向滚轴加复位效能装置、滚球加复位消能装置、滚球带凹形复位板、蝶形和圆锥形支座等几种形式。研究表明，设计合理的滚动支座具有良好的稳定性、限位复位功能和显著地隔震效果。1.3.1.4蝶形弹簧竖向隔震技术 蝶形弹簧在荷载作用方向上尺寸较小，且能在很小变形时承受很大荷载，轴向空间紧凑，单位体积材料的变性能力较大，具有较好的缓冲吸震能力，特别是在采用叠合弹簧组时，由于表面摩擦阻尼作用，吸收冲击和消散能量的作用更加显著。采用蝶形弹簧作为竖向减震元件，利用蝶型弹簧的变刚独特性

11、和耗能能力，根据上部结构和场地特性选取不同的组合方式形成合适的竖向刚度，同时在装置内部设置黏弹性阻尼器，以期达到较好的竖向减震效果，可以设计出具有竖向隔震能力的蝶型弹簧竖向隔震装置。 研究表明，利用蝶形弹簧竖向隔震装置进行竖向减震以后，结构的各层最大轴力比未经隔震以前的建筑可以降低40%左右，具有较好的竖向隔震效果。1.3.1.5复合隔震技术 应用各种不同隔震技术所具有的各自不同的特点，在同一隔震结构中把不同的隔震装置以并联或串联的方式组合起来使用，并进行优化，则可兼收各技术的优点，这就是复合隔震技术。 另外，由于地震动本身具有多维特性，对于一些位于高烈度区和震中附近的重要建筑和基础设施，同时

12、考虑三维地震分量的三维基础隔震是非常必要和重要的。为此，将各种隔震技术进行有机组合，形成三维复合隔震装置，具有广阔的应用前景。目前，常用的三维复合隔震装置有1999年Kashiwazaki等提出的由液压装置和橡胶支座组合的三维隔震系统；苏经宇等人提出的叠层橡胶-碟簧三维隔震支座，薛素铎等人提出的摩擦-弹簧三维复合隔震支座等。1.3.2 按隔震技术类型划分 根据隔震层位置的不同可以将建筑隔震类型划分为基础隔震技术、层间隔震技术、屋架或网架支座隔震技术和房屋内部局部隔震技术等类型。 1.3.2.1 基础隔震 基础隔震是将隔震层设置于建筑的上部结构和基础之间。基础隔震技术室最早研究并得到广泛应用的隔

13、震类型。基础隔震技术可以最大限度隔离地震能量，具有构造相对简单，结构受力特征明确，技术相对成熟等特点。 1.3.2.2 层间隔震 层间隔震技术如图所示，位于结构中间层，是将隔震层设置于建筑的上部结构和下部结构之间的一种隔震形式，是在基础隔震结构的工程实践的基础上发展起来的一种新型隔震结构形式，是基础隔震的拓展。 层间隔震技术解决了在建筑结构竖向不规则等情况下基础隔震技术不便于应用的限制，可根据建筑结构自身特点，灵活设置隔震层的位置。 在层间隔震建筑中，建筑结构的动力特性随着隔震层位置的变化而显著不同，隔震建筑的工作机理出现新的特征。层间隔震结构设计的目的，不仅要减小上部结构的地震反应，同时要求

14、在不增加或减小下部结构地震反应的情况下，减小整体结构的地震反应，设计要求比基础隔震技术要复杂得多。 1.3.2.3 层间隔震 大跨空间屋架或网架结构的特点是：下部支撑柱由于使用要求往往具有较大的柱间距，并且不能设置过多柱间支撑，上部屋架或网架结构质量大，整体刚度大。这就造成了结构成为下柔上刚体系，在水平地震作用下下部支撑柱底会产生较大弯矩。 如果采用基础隔震基础，由于大跨度盖的柱顶于屋盖常常做成点式支撑，会使柱的两端接近铰接，抗侧刚度大大降低，在风荷载和常与地震作用下产生过大的位移。面对现有的屋盖支座进行改造，使其同时具有隔震性能，则形成了大跨空间屋架或网架的支座隔震技术。该技术不仅能保证柱的

15、抗侧刚度明显大于隔震层的水平刚度，而且易于实现。 1.3.2.4 房屋内部局部隔震 房屋内部局部隔震是建筑内部对震动敏感的重要机房、设备等设置局部隔震部件降低振动的方法，如设有隔震地板的机房等。这种隔震方法依赖于其所在的建筑物的安全性能。Ppt所需资料隔震部分1、结构振动控制传统的结构设计方法是通过改变结构自身性能例如增加结构的刚度、承载力、改变质量分布等来抵抗强震和强风的作用。但由于地震和风具有很大的随机确保安全。为了更经济、有效地提高结构的抗震（振）性能，近年来，在土木工程领域新兴起了一门通过“柔性耗能”的途径来减小结构振动反应的学科结构振动控制。结构振动控制根据是否需要外部能量输入可分为

16、被动控制、主动控制和半主动控制三种。主动控制需要外加能量，其控制力是控制装置按最优控制规律由外加能源主动施加。主动控制装置主要有：主动质量消能阻尼器（active mass dampers,AMD）、主动拉索（active tendons,AT）、主动变刚度（active variable stiffness,AVS）。2、减震建筑-基本概念 与隔震建筑在上部结构与基础之间设置隔震层不同，减震建筑直接对上部结构下功夫。如图所示是减震结构的经典概念图。人为地将一个整体结构分为主体结构和减震子结构两部分。主体结构是承受一般竖向荷载所必不可少的。建筑结构的倒塌也总是主体结构失效导致的。减震子结构阻尼

17、器构成，其任务是在地震作用下保护主体结构。通过自身的变形耗散地震能量从而降低整体结构的地震反应（如图所示）。从这个角度来说，减震子结构中的阻尼器有些像电力系统中的保险丝。一旦负荷超过了一定程度便以自我牺牲的方式保证系统其他部分的安全。延性结构也利用结构构件的塑性变形来耗散地震能量从而减轻地震反应。但它与减震结构的本质区别在于，它是利用主体结构的构件来耗散能量。比如延性框架结构的理想损伤是梁屈服机制。这样一来，框架梁本来一方面要承担竖向荷载，地震来了还要耗能，不但要“上得厅堂，下得厨房”，还要一边上厅堂一边下厨房，难免顾此失彼。1994年美国北岭地震后在延性钢框架结构中发现大量梁端脆性破坏。这一现象给鼓吹眼延性设计的工程师泼了冷水，但也催生出许多改善梁端塑性变形能力和耗能能力的方法。如图所示的削弱梁端的方法便是北岭地震后人为地将预期屈服部位从梁柱连接处移开以改善梁端受力状况的常见做法。 即使如此，在延性框架结构中预期屈服的框架梁与预期不屈服的框架柱串联在一起形成整体结构。一旦框架梁屈服，整体结构刚度将严重退化从而导致较大的塑性变形。主体结构构件（比如框架梁）的损伤本身更是直接的经济损失。这是业主不希望看到的。 对照采用延性设计的结构的这些不足，可将减震建筑中减震子结构的特点归纳如下：只下厨房，不上厅堂；与主体结构并联；损伤后易于修复或更换。 如果将整体结构视