隔震技術(shù)的特點及其工程應(yīng)用綜述

1、 Wuhan University of Technology 隔震技術(shù)的特點及其工程應(yīng)用綜述 隔震技術(shù)的特點及其工程應(yīng)用綜述摘要：隨著地震災(zāi)害的頻繁發(fā)生，世界各國對隔震研究越加深入。從最初的利用圓木作為隔震元件到今日的各種有效隔震支座，隔震技術(shù)發(fā)展越來越成熟。隔震技術(shù)作為一種有效抵御地震災(zāi)害的手段，對保護(hù)人民的生命財產(chǎn)安全有重要作用。本文主要講述隔震技術(shù)由來與原理并簡單介紹三種常見的隔震技術(shù)系統(tǒng)橡膠隔震支座、滑移隔震系統(tǒng)與阻尼器隔震的特點以及它們在工程應(yīng)用上的例子，并對這些例子進(jìn)行分析，總結(jié)出隔震技術(shù)對于結(jié)構(gòu)在抗震性能上的優(yōu)越性。關(guān)鍵詞：隔震；隔震技術(shù)；工程應(yīng)用；抗震性能The Summar

2、y of Characteristics and Engineering Application of Seismic-Isolation Technology Abstract: With the frequent occurrence of the earthquake disaster, the world do research on seismic isolation more deeply. From the use of logs  initially used as isolation components 

3、to a variety of effective isolation bearing today, seismic-isolation technology  becomes more and more mature. As an effective means to resist the earthquake disaster, seismic isolation technology has an important role in protecting the safety of people's

4、life and property. This paper will mainly tell the origin and the principle of seismic isolation technique as well as Introduce the characteristics and engineering application of three kinds of common seismic isolation technology system-rubber isolation bearin

5、g, sliding isolation system, damper. Then, it will analyze these examples and summed up the isolation technology for superiority in the seismic performance of the structure.Key words: seismic isolation ; seismic isolation technology ; engineering applicat

6、ion ; seismic performance1 引言隔震，顧名思義，就是隔離地震，從而減少地震對建筑物的損傷。由于地震的頻繁發(fā)生，結(jié)構(gòu)的隔震技術(shù)由來已久1。隔震技術(shù)通常都是在建筑物和其底部的某個適當(dāng)位置安裝一些耗能元件，來耗散地震能量，從而減少建筑物在地震作用下的響應(yīng)。傳統(tǒng)的建筑抗震設(shè)計主要是將建筑物設(shè)計成延性結(jié)構(gòu)，通過構(gòu)造措施使結(jié)構(gòu)中的梁柱構(gòu)件出現(xiàn)塑性鉸整個結(jié)構(gòu)形成一種耗能機(jī)構(gòu)；或是通過加設(shè)抗側(cè)構(gòu)件（如支撐剪力墻等）提高結(jié)構(gòu)的抗側(cè)剛度，從而減小建筑物在地震作用下的水平位移，來保證結(jié)構(gòu)不被破壞。但與此同時因為需要增加結(jié)構(gòu)的剛度，從而會導(dǎo)致結(jié)構(gòu)自身質(zhì)量無可避免地增加，致使地震力增加，導(dǎo)致經(jīng)

7、濟(jì)效益下降。眾多結(jié)構(gòu)在歷經(jīng)多次自然災(zāi)害的作用下證實，傳統(tǒng)的抗震設(shè)計方法存在很大的局限性2。結(jié)構(gòu)振動控制技術(shù)改變了這種采用承重結(jié)構(gòu)直接抵抗災(zāi)害作用的方法；而是通過在結(jié)構(gòu)的一些關(guān)鍵位置（如支撐，剪力墻，節(jié)點，聯(lián)結(jié)縫，樓層空間，相鄰建筑物，主附結(jié)構(gòu)）安裝耗能裝置，在發(fā)生振動時，通過耗能裝置的產(chǎn)生的摩擦，彎曲的彈塑性滯回變形來耗散或吸收振動時所輸入的能量，以減小主體結(jié)構(gòu)的動力響應(yīng)。在地震或風(fēng)災(zāi)作用下，耗能裝置會率先進(jìn)入工作狀態(tài)，為主結(jié)構(gòu)提供較大的阻尼，使主體結(jié)構(gòu)不需要產(chǎn)生塑性變形，從而保證了結(jié)構(gòu)在地震和強(qiáng)風(fēng)作用下的穩(wěn)定性和安全性。1.1早期的隔震研究基礎(chǔ)隔震的這個概念最早是日本的河合浩藏2在1881年

8、日本建筑雜志的“地震時不受大震動的結(jié)構(gòu)”一文中提出的。在這篇文章中，他提出一種在地震時，不會發(fā)生震動的房屋，具體做法是，把幾層交錯的圓木作為混凝土的基礎(chǔ)，再在混凝土上建造的房子。這個做法就是最早期隔震的思想，本質(zhì)上跟現(xiàn)代隔震理念是一致的。之后，各國都開始了對隔震技術(shù)的深入研究3，如德國的Jacob Bechtold在1906年提出了建造具有隔震作用房屋的一些想法4；英國J.A.Calantarients 在1909年利用滑石或云母作隔震層；而在1921年，F(xiàn).L懷特設(shè)計了被人稱為最早的隔震建筑帝國飯店，并在日本的東京建成，并成功地在1923年中的關(guān)東大地震中成功地經(jīng)受住嚴(yán)重的地震考驗，但是屹立

9、不倒。1.2 現(xiàn)代隔震技術(shù)的發(fā)展階段在上世紀(jì)60年起，世界各國加大了對隔震技術(shù)的研究，逐漸形成了現(xiàn)代的隔震技術(shù)。被認(rèn)為最早的利用現(xiàn)代隔震技術(shù)的建筑是在1969 年建成南斯拉夫的貝斯特洛奇小學(xué),它采用了純天然橡膠所制成的隔震支座。之后，新西蘭的學(xué)者W.H.Robinson 成功研制成鉛芯橡膠支座，極大地加速了隔震技術(shù)的發(fā)展。由于有著良好耗能性能的隔震元件，隔震技術(shù)的應(yīng)用范圍被大大地拓展，多被用于建筑物與橋梁方面。美國在1985年建成了美國首座隔震建筑，也是世界第一座利用高阻尼橡膠隔震支座的建筑的建筑物。之后，隨著各國的的深入研究，隔震技術(shù)進(jìn)入了成熟階段。1.3 隔震技術(shù)的成熟階段橡膠支座由于在1

10、994年的洛杉磯北嶺地震與1995年日本阪神地震中表現(xiàn)出卓越的隔震性能，國際上興起了對隔震深入研究的潮流。隨后，各個國家都陸續(xù)推出有關(guān)詳盡的隔震設(shè)計規(guī)范和隔震支座質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，使得隔震元件生產(chǎn)朝著工業(yè)化進(jìn)行。之后30年里，以各種隔震基礎(chǔ)的現(xiàn)代主流隔震技術(shù)得到系統(tǒng)性的研究，經(jīng)過不斷的試驗，研究，再到工程實踐，使現(xiàn)代隔震技術(shù)不斷完善和配套。1.4 我國的隔震技術(shù)研究與發(fā)展史在20世紀(jì)80年代初，我國對建筑隔震技術(shù)的研究逐漸重視。在國家的“八五”科技攻關(guān)項目中，哈爾濱建筑大學(xué)完成了對隔震技術(shù)的一系列研究：從橡膠支座產(chǎn)品開發(fā)到生產(chǎn)再到產(chǎn)品施工應(yīng)用。90年代初，為了擴(kuò)大隔震產(chǎn)品的應(yīng)用，周錫元等人根據(jù)工程應(yīng)用

11、，對橡膠支座的穩(wěn)定性與臨界荷載，以及橡膠支座在串聯(lián)時的水平剛度計算方法進(jìn)行了深入的研究，簡化了其計算方法。在1993年，汕頭建成了我國第一棟由橡膠隔震支座的8層鋼筋混凝土框架隔震建筑。2001年，我國首次將隔震技術(shù)相關(guān)規(guī)定納入抗震規(guī)范，為后續(xù)的隔震研究奠定基礎(chǔ)。之后，隨著技術(shù)的不斷發(fā)展與成熟，我國已經(jīng)能生產(chǎn)出性能良好，穩(wěn)定性高的各種隔震元件，并出口到其他國家。2 隔震結(jié)構(gòu)的隔震機(jī)理圖1 傳統(tǒng)抗震與隔震結(jié)構(gòu)的比較基礎(chǔ)隔震技術(shù)通常是通過在建筑物底部設(shè)置安裝隔震耗能元件5，安裝隔震元件后，可以增加建筑物的變形能力與滯變阻尼。變形能力增加，可以使結(jié)構(gòu)在地震時吸收更多的能量。結(jié)構(gòu)增加了變形能力之后，它就

12、能很好地在地震作用下維持不倒塌。而滯變阻尼的增大可以使結(jié)構(gòu)在地震作用中耗散更多的能量。與此同時，結(jié)構(gòu)變形能力的增大即剛度變小，會導(dǎo)致第一振型的頻率變小，周期會變大，這與增大的阻尼一起相結(jié)合，這樣就可以使地震影響系數(shù)變小，減少地震下的作用。除此以外，由于建筑物結(jié)構(gòu)有了足夠的變形能力和足夠大的滯變阻尼，使得建筑物底部產(chǎn)生較為均勻的應(yīng)力分布，這很好地利用了結(jié)構(gòu)材料的性能，同時還能避免一些常見的基礎(chǔ)底部破壞發(fā)生的可能性。2.1 隔震基本原理圖2 隔震體系結(jié)構(gòu)隔震的基本原理就是在結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)與其底部之間設(shè)置一層“隔離層”來控制在地震作用時地面?zhèn)鹘o上部結(jié)構(gòu)的的運動。整個隔震體系的簡化圖包括3部分：上部結(jié)構(gòu)、

13、隔震裝置與下部結(jié)構(gòu)，如圖2。在結(jié)構(gòu)體系中安裝了隔震裝置后，隔震裝置可以使結(jié)構(gòu)的自振周期變長，增加的阻尼值可以增加結(jié)構(gòu)在經(jīng)受地震作用時耗散地震傳給結(jié)構(gòu)的能量。地震傳給結(jié)構(gòu)的能量大部分讓隔震體系吸收，使得結(jié)構(gòu)自身吸收的能量變得較小，保證了結(jié)構(gòu)不會輕易被地震所帶來的巨大能量所破壞。圖3結(jié)構(gòu)變形比較增加了隔震體系之后，我們可以清楚地知道：與傳統(tǒng)抗震結(jié)構(gòu)相比，安裝隔震體系的結(jié)構(gòu)可以明顯減弱了結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)。抗震的思路十分明了，其機(jī)理也比傳統(tǒng)抗震體系簡單，可以用于已完成的建筑物中，對其進(jìn)行抗震加固改造。這里有一點值得注意的是，由于我們是在結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)與其底部之間設(shè)可隔離層，所以在地震作用下，地面的水平運動只

14、會讓上部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生一個整體的平動，而上部結(jié)構(gòu)之間并沒有太大的相對位移如左圖3，充分保證了結(jié)構(gòu)的安全性。即使是經(jīng)受地震作用后，結(jié)構(gòu)也不需要對上部結(jié)構(gòu)進(jìn)行很大的修整，只需要對隔震元件進(jìn)行修復(fù)。圖 3 位移比較隔震技術(shù)系統(tǒng)有很多類型，這里對在工程界最為廣泛使用的三種隔震技術(shù)橡膠隔震支座、滑移隔震、阻尼器以及它們的工程應(yīng)用例子6。3 橡膠隔震支座橡膠隔震支座7是現(xiàn)在世界上各類隔震結(jié)構(gòu)中最為常用的一類隔震裝置，主要包括了鉛芯橡膠隔震支座、天然橡膠隔震支座以及高阻尼橡膠隔震支座。3.1 橡膠隔震支座簡介圖4鉛芯橡膠支座實圖橡膠隔震支座是當(dāng)今工程界應(yīng)用最為廣泛和常用的一類隔震裝置。右圖4為鉛芯橡膠支座的一個三

15、維圖，它在天然橡膠支座的中心或者中心周圍豎直壓入一個或幾個純度為99.99%以上的鉛芯。這里值得提一點是，鉛是一種較為理想的彈塑性體，且對于塑性循環(huán)擁有良好的耐疲勞性能。同時, 由于鉛芯在中間的緣故，對于支座的初始剛度有了明顯的增加，在經(jīng)受一些常態(tài)荷載時，如風(fēng)荷載與制動力等非常有利，可以大大增強(qiáng)其隔震作用。鉛芯橡膠隔震支座具有多種優(yōu)點8，如構(gòu)造較為簡單、加工制造規(guī)范成熟、安裝方便、容易操作等。一般的鉛芯橡膠隔震支座具有以下一些特性9：（1）豎向承載特性，即鉛芯橡膠隔震支座具有優(yōu)秀豎向的承載力，能夠滿足結(jié)構(gòu)在發(fā)生橫向變形時所需要的豎向承載力10。3.2 橡膠隔震支座的研究現(xiàn)狀在1980年后，我國

16、的眾多學(xué)者已經(jīng)開始關(guān)注橡膠支座隔震技術(shù)。到了1990年以后，國家各個科研團(tuán)體開始承接橡膠隔震支座研制項目，并且在這段時間里進(jìn)行了對橡膠隔震支座一系列的試驗研究，總結(jié)了橡膠隔震支座的設(shè)計方法、產(chǎn)品的性能檢測手段與技術(shù)，得出了橡膠隔震支座建筑的成套技術(shù)。在1995年，周錫元等人根據(jù)實際工程的需要，對橡膠隔震支座的臨界荷載與穩(wěn)定性進(jìn)行的深入的研究，并對橡膠隔震支座在計算中的簡化問題給出了一系列的結(jié)論1996年起，全國各地的地震災(zāi)害頻繁發(fā)生的地區(qū)如江蘇、四川、廣東等地都相應(yīng)開展了對橡膠隔震支座的研究開發(fā)試驗，得出許多對以后隔震方面有重要影響的結(jié)論。3.2橡膠隔震支座的工程應(yīng)用這例子是建設(shè)部進(jìn)行隔震試點

17、工程11時，在鐵匠營小區(qū)建設(shè)試點的住宅，由南京大都市房產(chǎn)開發(fā)公司承擔(dān)開發(fā)。這工程為七棟多層建筑組成，而每個建筑都設(shè)置地下車庫1層。該開發(fā)公司在底部地下車庫的框架結(jié)構(gòu)柱頂端處將其與上部建筑結(jié)構(gòu)斷開, 安裝了鉛芯橡膠隔震支座。該鉛芯橡膠隔震支座由無錫圣豐減震器廠生產(chǎn)，其中試點使用的四種規(guī)格為GZY300 GZY600 橡膠隔震支座, 設(shè)計時按8 度設(shè)防考慮, 其目的主要是為了增加結(jié)構(gòu)的安全度。下表為四種鉛芯橡膠隔震支座的產(chǎn)品設(shè)計力學(xué)指標(biāo)。表1 產(chǎn)品設(shè)計力學(xué)指標(biāo)在隔震對于建筑物的上部結(jié)構(gòu)，開發(fā)公司使用了三種類型：一種為全框八層,一種為二托五底框結(jié)構(gòu), 另一種為一托六底框結(jié)構(gòu)。在工程竣工后，開發(fā)公司將

18、鋼構(gòu)件覆蓋或包封起來, 使之形成保護(hù)層，從而提高了結(jié)構(gòu)的耐火性能。之后建設(shè)部對建筑物進(jìn)行一系列的抗震試驗，并通過了抗震驗收。而在安裝鉛芯橡膠隔震支座前，工程人員進(jìn)行了對工程所用的各類型的原型元件抽樣送檢，而且每種類型抽出不少于3個的。檢測后，所有元件的檢測結(jié)果都是合格，即合格率達(dá)到100%，下表為鉛芯橡膠支座在實測后得出的相關(guān)數(shù)據(jù)。表2 鉛芯橡膠支座實測數(shù)據(jù)3.3 小結(jié)從實測結(jié)果我們可以看出，鉛芯橡膠隔震支座具有相當(dāng)?shù)淖冃文芰εc阻尼。在建筑物中能使鉛芯橡膠隔震支座，一般可以削弱地震作用對上部建筑結(jié)構(gòu)的作用，從而大大地確保了建筑物結(jié)構(gòu)的安全以及能夠避免非結(jié)構(gòu)構(gòu)件如設(shè)備、裝修破壞等次生災(zāi)害的發(fā)生1

19、2。4 滑移隔震滑移隔震的基本思路13與其他基礎(chǔ)隔震是相類似，其隔震原理的關(guān)鍵在于“滑動”。一般常見的有摩擦基底滑移隔震系統(tǒng)、恢復(fù)力-摩擦基底隔震系統(tǒng)、滑移恢復(fù)力-摩擦基底隔震系統(tǒng)、摩擦滑移擺系統(tǒng)等。這里簡單介紹基底滑移隔震系統(tǒng)。4.1 基底滑移隔震的概念及原理基底滑移隔震是非常適合我國建筑隔震基本情況的一種隔震手段，其原理是通過安裝控制隔震裝置14的性能大小,從而控制基礎(chǔ)傳給建筑物底部的摩擦力及限制輸入建筑物中的能量,并將已輸入到建筑物結(jié)構(gòu)的能量傳回到隔震縫中,使其大大減少上部結(jié)構(gòu)在地震作用下的響應(yīng)15。圖5滑移隔震裝置示意圖右圖5為一滑移隔震裝置示意圖，滑移元件是地基滑移隔震系統(tǒng)中關(guān)鍵的裝

20、置。因為它需要承受上部結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生的全部重力荷載，因此對滑移隔震裝置要求由足夠的豎向承載力。同時為了提高隔震的效果，滑移隔震裝置的必須具有比較低的摩擦系數(shù)，這樣建筑物安裝滑移隔震裝置之后會有顯著的隔震性能。除此以外，上滑移構(gòu)件還需具有一定的自由滑動的能力以保證裝置隔震時產(chǎn)生的滑移量。4.2 滑移隔震的研究現(xiàn)狀早于1909年，一位英國人就提出了在結(jié)構(gòu)與其基礎(chǔ)之間安設(shè)一種滑石層用作隔震，這個構(gòu)思在美國被獲得支持。之后一些由于在基礎(chǔ)設(shè)置了油氈防潮層導(dǎo)致了水平剪切縫從而使得上部結(jié)構(gòu)得以保存的例子被廣泛研究，滑移隔震有了進(jìn)一步的發(fā)展。近些年，一些發(fā)達(dá)國家如美國、英國、法國等的工業(yè)設(shè)備都應(yīng)用了滑移隔震技術(shù)。

21、對于滑移隔震技術(shù)的研究，我國也正在積極地嘗試應(yīng)用，并取得相當(dāng)不錯的研究成果。在1980年，我國冶金部建筑科學(xué)研究總院劉德馨、李立發(fā)展了多層房屋滑移隔震機(jī)構(gòu)的分析模型及其非線性地震反應(yīng)分析方法；1990年，稅國斌等人對附加了限位耗能裝置的摩擦滑移隔震體系和大開間體系進(jìn)行了分析與建模試驗，之后根據(jù)試點工程的試驗結(jié)果，總結(jié)出相當(dāng)有效的實用化設(shè)計要點與相關(guān)的施工配套措施。4.3 滑移隔震的工程應(yīng)用本例子15是選用位于西安市東南郊，距離古城墻東南角大約2000米青龍居的一個住宅小區(qū)（西區(qū)）中C組團(tuán)的3號樓。對于本工程的3號樓，地下一層以及地上七層，總建筑面積達(dá)2418平方米，每層為4戶，而地下室一共分成

22、28個小間，其平面形式如圖6（a）：圖6 (a)三號樓平面形式、圖6（b）試推圖滑移間在±0.00以下的500mm的位置，并一共設(shè)置滑移元件108個。而耗能裝置，限位裝置安裝在與滑移件相同的位置且都分布在房屋的四個角部。之后，按照基底滑移件的摩擦系數(shù)為0.06、0.10、以及無窮大三種情況對3號樓進(jìn)行了建筑物的橫向整體分析。在利用計算機(jī)計算時，輸入了當(dāng)?shù)氐奈靼驳貐^(qū)的人工模擬地震波，其結(jié)果如表3：表3 三號樓的橫向整體分析結(jié)果4.4 小結(jié)由上述的計算結(jié)果可以知道，基礎(chǔ)滑移隔震體系卻是具有良好的抗震性能，它能夠很好地削弱結(jié)構(gòu)在經(jīng)受地震作用時的反應(yīng)。同時，根據(jù)一般的工程算例，滑移隔震結(jié)構(gòu)在

23、設(shè)計中可以降低設(shè)計烈度來進(jìn)行第二次的隔震設(shè)計16。5 阻尼器隔震阻尼器是隔震技術(shù)中的一種重要方法，它是一種有效耗能減震裝置。這里主要介紹阻尼器中最常見的一種粘彈性阻尼器175.1 粘彈性阻尼器的原理圖7 典型粘彈性阻尼器構(gòu)造圖粘彈性阻尼器是一種應(yīng)用比較廣泛的被動耗能阻尼器，其結(jié)構(gòu)如圖8，由粘彈性材料和約束鋼板所組成。當(dāng)粘彈性阻尼器受到往復(fù)荷載作用下，中間鋼板與邊緣鋼板會產(chǎn)生相對運動，而處于它們之間的粘彈性材料通過發(fā)生變形來達(dá)到儲能和耗能的目的。其耗能減震機(jī)理源于粘彈性材料雙重特性，粘彈性材料具有粘性材料的儲能和彈性材料的耗能兩種特性。在受到交變應(yīng)力作用產(chǎn)生變形時，一部分能量如彈性材料儲存起來，

24、一部分能量如粘性材料被耗散或轉(zhuǎn)化為熱能，這種能量的耗散或轉(zhuǎn)化表現(xiàn)為機(jī)械阻尼，因此具有減震抗震的作用。早在上世紀(jì)50年代，粘彈性阻尼器已應(yīng)用在軍事、航空和機(jī)械工程等領(lǐng)域18-19的減振中。粘彈性阻尼器最早應(yīng)用于土木工程領(lǐng)域的是在1972年建成的美國紐約110層世貿(mào)大廈中用于控制高層建筑和高聳結(jié)構(gòu)風(fēng)振反應(yīng)。大廈共安裝10000個粘彈性阻尼器，經(jīng)大廈的風(fēng)振反應(yīng)觀察知，粘彈性阻尼器的控制效果極佳。作為最有效的被動耗能控制裝置，粘彈性阻尼器可設(shè)置在一些層數(shù)比較多，高度比較大，且水平位移明顯的建筑物中，如橋梁，管線，一些高聳結(jié)構(gòu)。同時，粘彈性阻尼器也可以用于抗風(fēng)中。大量的粘彈性阻尼器的風(fēng)洞試驗中表明，建筑

25、物在安裝了粘彈性阻尼器之后的風(fēng)振反應(yīng)能降低到原來沒有安裝粘彈性阻尼器反應(yīng)的40%80%，并能消除一些由于風(fēng)振反應(yīng)引起的不舒適感。5.2 粘彈性阻尼器的研究現(xiàn)狀據(jù)資料所示，被認(rèn)為最早的粘彈性阻尼器是由美國3M公司研制開發(fā)的，它的基本結(jié)構(gòu)就如圖7所示，由兩塊鋼板中間夾住一塊矩形鋼板，鋼板與鋼板之間有一層粘彈性材料，并利用硫化固定在相應(yīng)鋼板上。之后，各國都研制出性能優(yōu)越的粘彈性阻尼器。日本的Shimizu公司研制出BRC粘彈性阻尼器。這種阻尼器是用鋼板和復(fù)合粘彈性材料（石油瀝青和熱塑橡膠制成粘度很高的混合物）交替粘合而成，在傳遞剪力時可以吸收很多能量。它安裝在大梁和墻體之間，其層數(shù)可以根據(jù)所需提供的

26、彈性力和阻尼力確定。日本清水建設(shè)公司研制出條板式粘彈性阻尼器，其優(yōu)點：與同類阻尼器相比，具有很好減震性能，大震振動強(qiáng)度降低50%而成本降低了1/3-1/2。我國陳月明提出一種帶有杠桿的粘彈性阻尼器，它可以通過杠桿將小位移放大之后傳給阻尼器，使之產(chǎn)生很大的剪切變形，達(dá)到耗散大量能量的目的。吳波等人提出了液壓粘彈性控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)在普通的粘彈性阻尼器的基礎(chǔ)上串連一個可以作為位移放大器的液壓缸，可通過位移放大作用，使系統(tǒng)中的粘彈性阻尼器感受較大變形，從而耗散大量結(jié)構(gòu)振動能量，達(dá)到良好的控制效果。周云14等為了解決粘彈性阻尼器的阻尼力難以滿足實際工程的需要，提出了復(fù)合型鉛粘彈性阻尼器；試驗表明這種阻尼

27、器具有良好的工作性能，在很小的剪切變形（小于20%）下，其具有橢圓的粘彈性阻尼器性能，而在剪切變形大于20%后，呈現(xiàn)鉛阻尼器的特征。武漢理工大學(xué)魏文輝等人設(shè)計了粘彈性-摩擦阻尼器，通過增加智能的摩擦耗能裝置，達(dá)到阻尼器工作耗能的同時延長其壽命。5.3 粘彈性阻尼器的工程應(yīng)用圖7 粘彈性阻尼器布置圖作為被動控制中最為有效的耗能裝置，粘彈性阻尼器已被用于許多工程上并取得相當(dāng)不錯的效果。本工程例子20是潮汕星河大廈，利用粘彈性阻尼器進(jìn)行隔震減震。潮汕星河大廈總設(shè)計是地下一層，地上結(jié)構(gòu)為22層，旁裙樓層數(shù)為4層。其主樓的平面形式為橢圓形，主樓結(jié)構(gòu)形式采用框架-核心筒結(jié)構(gòu)，外表框架為鋼管混凝土柱，而核心

28、筒為鋼筋混凝土剪力墻。潮汕星河大廈的總占地面積為1495 平方米，總建筑面積為27976.8平方米。圖8 阻尼器布置圖這里應(yīng)用粘彈性阻尼器的原因是因為業(yè)主在施工過程中要求額外增加3層。為了滿足建筑增加3層后的抗震設(shè)計要求，經(jīng)過多翻討論，最后決定采用安裝28組鉛粘彈性阻尼器方案，其安裝布置如圖8。裝了鉛粘彈性阻尼器后，工程人員對其進(jìn)行了一系列的試驗測量，結(jié)果顯示，結(jié)構(gòu)的層間位移角和頂點位移明顯比沒有安裝粘彈性阻尼器時小，且滿足了建筑抗震設(shè)計規(guī)范以及高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程的一系列要求。同時，由于安裝了粘彈性阻尼器的緣故，原本的工程造價減小了，而且還提高了結(jié)構(gòu)的可靠度。5.4 小結(jié)我們可以從大量

29、資料、試驗研究與工程實際應(yīng)用得出粘彈性阻尼器在隔震減震方面上有巨大的優(yōu)越性：（1） 粘彈性阻尼器可以有效地減小結(jié)構(gòu)在地震作用下的響應(yīng)；（2） 在建筑物上設(shè)置粘彈性阻尼器可以減小工程造價；（3） 粘彈性阻尼器的性能穩(wěn)定，老化現(xiàn)象不明顯，使用年限較大；（4） 粘彈性阻尼器具有廣泛的適用是，可用于抗風(fēng)，抗震減震；既可以用于房屋建筑結(jié)構(gòu)，又可以用于橋梁結(jié)構(gòu)、塔桅結(jié)構(gòu)等；（5） 粘彈性阻尼器具有很高的社會經(jīng)濟(jì)效益，可以很有效地地震和風(fēng)災(zāi)所產(chǎn)生的次生災(zāi)害和經(jīng)濟(jì)損失。6 結(jié)語本文通過隔震技術(shù)中三種常見的隔震手段對隔震技術(shù)進(jìn)行了籠統(tǒng)地介紹，對于隔震技術(shù)還有很多的知識沒有涉及。利用三種隔震手段的工程例子，講述了

30、隔震技術(shù)在我們抗震領(lǐng)域中的重要作用。隔震技術(shù)的迅速發(fā)展，越來越多應(yīng)用了隔震技術(shù)的建筑物誕生。隔震技術(shù)的成熟標(biāo)志著人類在抵御強(qiáng)地震過程中邁出了重要的一步，隔震技術(shù)能夠更大程度上保證在經(jīng)受地震災(zāi)害時我們生命財產(chǎn)的安全。而我國對于建筑物在隔震技術(shù)研究方面已經(jīng)有了成套的規(guī)范與成熟的技術(shù)，但還是存在不少問題的，有待解決。參考文獻(xiàn)1 張百紅，靳會武. 隔震技術(shù)研究J. 徐州工程學(xué)院學(xué)報. 2007，22（2）：43-46.2 呂軍水. 國內(nèi)外隔震技術(shù)研究進(jìn)展及其工程應(yīng)用J. 山西建筑. 2012，38（23）：21-22.3 Niel C.Van Engelen. Recent advances on a

31、pplication of elastomeric isolators for bridges and buildings in JapanJ. Symposium of International Rubber Conference，Bangkok，Thailand，2004 ( 8 ) :52-64.4 蘇經(jīng)宇，曾德民. 我國建筑結(jié)構(gòu)隔震技術(shù)的研究和應(yīng)用J. 地震工程與工程振動. 2001，21（4）：94-100.5 劉華宇，楊帆. 淺析基礎(chǔ)隔震種類及其隔震原理J. 工程結(jié)構(gòu)與施工技術(shù). 2008，23（5）：101-102.6 薛彥濤. 建筑結(jié)構(gòu)隔震技術(shù)現(xiàn)狀與應(yīng)用J. 建筑結(jié)構(gòu). 2011，41（11）：82-87.7 許雅玲，曹加良. 橡膠隔震支座在建筑結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用J. 建筑結(jié)構(gòu). 2012，42：545-548.8 劉文光，馮德民等. 橡膠隔震支座豎向剛度簡化計算法J. 地震工程與工程振動. 2001，21（4）:111-116.9 曾德民. 橡膠隔震支座的剛度特征與隔震建筑的性能試驗研究D. 北京：中國建筑科學(xué)研究院博士學(xué)位論文，2007.10 Marko Brozovie, Matiaz Dolsek. Envelope-based pushover analysis procedu