【隔震专题一】 隔震的概念及隔震技术发展现状

建筑隔震属于最新的结构设计方法，对设计及施工均有较高的要求。为此，计划采用三个专题分别对隔震的概念及隔震技术的发展现状、隔震系统的基本组成和隔震工程的施工方法进行介绍。...



我公司承接的新西兰驻华使馆翻建使馆馆舍项目采用隔震设计，建筑隔震属于最新的结构设计方法，对设计及施工均有较高的要求。为此，计划采用三个专题分别对隔震的概念及隔震技术的发展现状、隔震系统的基本组成和隔震工程的施工方法进行介绍。

1、建筑隔震概念

1.1传统建筑的结构设计概念

传统建筑结构设计采用抗震设计的方式，用钢材、混凝土或木材等结构材料，设计到足够的强度和韧性来抵抗地震力的破坏。抗震结构虽然可以消散地震的破坏能量，但强度大到一定程度时，仍难免对非结构构件的墙，甚或结构体（如梁柱等）造成破坏。一般而言，大地震后墙的修补是很正常的，因为墙的刚度比柱子大，地震时墙会比柱先吸收地震力的冲击而遭破坏，墙先行被破坏后再由梁柱结构来抵抗余震。传统结构设计通过增大构件尺寸，材料强度或优化结构形式进行“抗震”设计，正面抵抗地震的作用。

1.2提高建筑抗震能力的方式之消能减震

一般而言，提高建筑抗震能力之方式主要可分为两大类：一是消能减震、一是隔震。消能减震结构是把建筑物的某些非承重构件（如支撑、剪力墙等）设计成“消能”构件或在建筑物的某些部位（节点、连接缝或连接件）装设阻尼器，以及在楼层空间、相邻建筑间、主附结构间设置消能装置。在轻微地震作用时，这些消能构件或消能装置处于刚弹性状态，结构物具有足够的侧向刚度以满足正常使用的要求；在强烈地震发生时，随着结构受力和变形的增大，这些消能构件和装置率先进入非弹性变形状态，产生较大阻尼，大量消耗输入结构的地震能量，避免主体结构进入明显的非弹性状态并迅速减小结构的地震反应，从而保护主体结构在强地震中免遭损伤。

1.3提高建筑抗震能力的方式之建筑隔震“隔震”即隔离地震。在建筑物上部结构与基础之间以及上部建筑层间设置的隔震层能隔离地震能量向上部传递，降低上部结构的地震作用，达到预期的防震要求，使建筑物的安全得到可靠保证。隔震系统是在建筑物基础与上部建筑结构间或上部建筑层间设置隔震装置（或系统）形成隔震层，把上部结构与基础隔离开来，同时，上部建筑结构通过层间建筑隔震也可以减小下部结构的振动，利用隔离装置来隔离或耗散地震能量，以避免或减少地震能量向上部结构传输，从而减轻建筑物的地震反应，实现地震时隔震层以上主体结构只发生微小的相对运动和变形，使建筑物在地震作用下不损坏或倒塌。

2、建筑隔震技术的起源及现状隔震设计的思想产生于19世纪，但直至20世纪70年代，新西兰学者才研发出了铅芯橡胶支座，基础隔震技术才开始逐步受到人们的关注。

1969年，现代第一座隔震建筑出现在南斯拉夫，建筑结构为3层钢筋混凝土结构，隔震装置采用天然橡胶支座。1970年左右，法国在马赛兰蒙斯克镇建造了一幢3层教学楼，首次采用了叠层钢板橡胶支座隔震。1981年竣工的新西兰惠灵顿威廉克雷顿(William Clayton)大楼是世界上第一座使用铅芯橡胶支座的结构。1984年，美国加州福希尔司律师事务中心落成，这是美国第一座隔震建筑，也是世界上首次使用高阻尼橡胶支座隔震的建筑物。1984年，美国盐湖城市政大厦采用隔震技术加固，这是世界上第一个用基础隔震方法对建筑物进行抗震加固的工程，其中隔震系统采用铅芯橡胶支座。

日本一直以来非常重视抗震、减震、隔震的设计，在设计建筑时考虑的地震等级要普遍高于美国和欧洲。日本隔震技术发展早，速度快，自从1986年建成第一座大型现代隔震建筑后，日本的隔震建筑已经增加至1000栋左右，特别是在1995年阪神大地震后，建筑隔震技术得到日本政府的大力推广。

日本的隔震建筑主要是新建的建筑物和桥梁，古庙宇的改造加固也部分采用隔震技术。日本隔震装置多用夹层橡胶隔震垫。早期隔震系统是由天然橡胶支座加阻尼器或铅芯橡胶支座组成，近期，使用高阻尼天然橡胶支座的隔震建筑越来越多。

我国除在普通房屋建筑上应用隔震技术，在铁路、地铁和桥梁方面也开始应用，但与日本等先进国家相比在设计施工等方面还有一定的差距，隔震技术在我国有着广阔的发展空间。

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