知名專家集33隔震簡述

1、一、 原理：1. 傳統(tǒng)的抗震技術(shù)主要采用“硬抗”、“硬碰硬”提高結(jié)構(gòu)本身的強度和剛度來抵御作用，依靠結(jié)構(gòu)和構(gòu)件的塑性變形來耗散輸入結(jié)構(gòu)的能量。但是塑性變形對于結(jié)構(gòu)來講其實是一種損傷。2. 隔震技術(shù)主要采用“濾波”， 使剛性結(jié)構(gòu)體系轉(zhuǎn)化為柔性結(jié)構(gòu)體系實質(zhì)就是增大結(jié)構(gòu)本身的自振周期, 使之大大超過場地特征周期以及上部結(jié)構(gòu)的特征周期, 增大結(jié)構(gòu)的阻尼，有效地了動往上傳遞, 達到減小反應的目的, 使上部結(jié)構(gòu)仍處于彈性工作狀態(tài), 保證了結(jié)構(gòu)的安全性。實驗表明: 具有隔震裝置的結(jié)構(gòu),其加速度只有傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的(1/41/12)二、 隔震方案1. 基礎(chǔ)隔震是在基礎(chǔ)與上部結(jié)構(gòu)之間設(shè)置隔震裝置,減小動往上部結(jié)構(gòu)傳遞

2、 ,降低上部結(jié)構(gòu)的地反應。該種隔震方法適用于體形規(guī)則的低層或多層建筑結(jié)構(gòu) ,用于建筑結(jié)構(gòu)的效果較差 (隔震結(jié)構(gòu)延長了結(jié)構(gòu)的自振周期 )。基礎(chǔ)隔震包括粘彈性隔震和基礎(chǔ)滑動隔震兩種形式,隔震裝置有夾層橡膠墊隔震裝置、基底滑移隔震裝置、混合隔震裝置等等,其減震效果可達8%60%。2. 層間隔震層間隔震是結(jié)構(gòu)隔震與抗震相結(jié)合的法,它是在原結(jié)構(gòu)上安裝由質(zhì)量和隔震支座組成的耗能減震裝置 ,時 ,耗能減震機構(gòu)吸收并消耗能量 ,減小結(jié)構(gòu)的反應。該方法適用于舊房加層、抗震加固 ,減震效果一般在 10%40%之間。雖然層間隔震的效果不如基礎(chǔ)隔震 ,但它可利用結(jié)構(gòu)的加層或原結(jié)構(gòu)的隔熱層 ,做適當?shù)母慕ǘ_到減震的目

3、的 ,簡單易行 ,隔震裝置采用橡膠支座。3. 懸掛隔震懸掛隔震是將結(jié)構(gòu)的全部或大部分質(zhì)量懸掛起來,使地面運動傳遞不到主體質(zhì)量,產(chǎn)生不了慣性力,從而起到隔震作用。三、隔震優(yōu)缺點優(yōu)點1. 增強了建筑物的抗震性能,由于設(shè)置了足夠的隔震支座和減震阻尼器,能將作用下建筑物的振動減小一半以上,使上部結(jié)構(gòu)物在下的反應很小,即便遇到超出設(shè)計的地震,上部結(jié)構(gòu)物的損害也很小,需要更換的也只是下部的支座和阻尼器,這樣維修也極其方便。具有良好的經(jīng)濟效益:在建筑物中采用隔震技術(shù),將能大大降低一般設(shè)計中龐大的地基造價,而且所有支座和阻尼器都可以在現(xiàn)場安裝,這必將大大地縮短工期,帶來很好的經(jīng)濟效益。隔震技術(shù)不僅可以用于新建

4、工程中,還可以用于既有建筑物的抗震加固,適用范圍極其廣泛,可應用于從低層到超范圍內(nèi)的所有建筑;且在抗震加固期間,可不影響使用。要解決由不同建筑功能集合而導致的豎向結(jié)構(gòu)性狀的 不規(guī)則性,采用隔震技術(shù),合理選用和布置隔震元件,將是一種新的值得考慮的方法。一些問題:1.在和層建筑中應用基礎(chǔ)隔震技術(shù)，作用引起的強大柱子拔力和傾覆是技術(shù)難題。在抗拔方面,有工程實例采用抗拔能力強大的直線式滑動支座和橡膠支座組合,還有一個新方法,就是采用柱基活接隔震消能措施總體來說,對大隔震結(jié)構(gòu)的理論和研究還是不多,對其破壞規(guī)律了解甚少,同時還缺乏這類結(jié)構(gòu)的強震觀測資料,因此需要進行的理論研究。2.隔震主流技術(shù)(疊層橡膠支

5、座) 在水平方向上的隔震效果好,但對豎向振動一般沒有減振效果;對自振周期較短的房屋減振效果好,對長周期水平振動存在性。如何提高豎向和長周期水平向的隔震效果仍是隔震技術(shù)中需。要進一步研究和解決3.隔震元件不僅有性能和精度方面的要求,還有防老化,防火,防侵蝕等要求,因此還應關(guān)注和規(guī)范施工,保養(yǎng)和維修。由于現(xiàn)有的隔震體系相對比較昂貴,不適合我國在現(xiàn)有國情下廣泛使用,應該開發(fā)滿足高性能和低成本要求的新型隔震材料,裝置,同時,在阻尼器材料以及阻尼器類型的研究開發(fā)方面,還應大力的研究、實踐和發(fā)展。4.5.加強混合隔震技術(shù)的研究,尤其混合隔震體系反應分析方法、試驗研究及實際應用等方面,使之成為今后隔震技術(shù)發(fā)

6、展的新途徑。隨著隔震技術(shù)的大量推廣應用,與之相關(guān)的配套技術(shù)的研究和規(guī)范化已經(jīng)成為急需解決。我國建筑規(guī)范的制定是隔震技術(shù)推廣使用的開始,為了能使廣大設(shè)計熟練掌握和應用,有必要進行系統(tǒng)的隔震試驗和設(shè)計理論研究。、隔震應用在進行建筑基礎(chǔ)隔震設(shè)計時，需要對建筑的抗震設(shè)防分類、抗震設(shè)防烈度、場地條件、使用功能及建筑、結(jié)構(gòu)的方案，從安全和經(jīng)濟兩方面進行綜合分析對比。我國現(xiàn)行抗震規(guī)范對橡膠墊基礎(chǔ)隔震結(jié)構(gòu)設(shè)計提出了分步設(shè)計法和水平向減震系數(shù)的概念，使得設(shè)計行基礎(chǔ)隔震結(jié)構(gòu)設(shè)計?？梢圆捎每拐鹪O(shè)計方法進分步設(shè)計法是將整個隔震結(jié)構(gòu)系統(tǒng)分為上部結(jié)構(gòu)、隔震層、隔震層以下結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)等四部分，分別進行設(shè)計。隔震建筑的基本要求

7、現(xiàn)行抗震規(guī)范，對隔震設(shè)計的結(jié)構(gòu)類型不作限制，但出于安全性、經(jīng)濟性及隔震效果考慮，在隔震設(shè)計的方案比較和選擇時，應符合以下幾點要求：1、建筑體型的要求結(jié)構(gòu)宜小于4，且不應大于相關(guān)規(guī)范規(guī)程對非隔震結(jié)構(gòu)的具體規(guī)定，其變形特征接近剪切變形，最大高度應滿足抗震規(guī)范非隔震結(jié)構(gòu)的要求；大于4 或非隔震結(jié)構(gòu)相關(guān)規(guī)定的結(jié)構(gòu)采用隔震設(shè)計時，應進行專門研究（原則是，小震下基礎(chǔ)不應出現(xiàn)拉應力）。對大的結(jié)構(gòu)，需進行出現(xiàn)拉應力超過1.0MPa。下整體傾覆驗算，防止支座壓屈或橡膠墊基礎(chǔ)隔震技術(shù)對低層和多層結(jié)構(gòu)比較合適，不隔震時基本周期小于1.0s 的建筑結(jié)構(gòu)隔震效果最佳。但隨著技術(shù)的進步，國外近來隔震建筑高度均較數(shù)也較多，

8、目前已有超過100m 的隔震建筑。現(xiàn)行規(guī)范取消周期小于1.0s 的規(guī)定2、建筑場地和地礎(chǔ)建筑場地宜為、類，并應選用穩(wěn)定性較好的基礎(chǔ)類型。硬土場地較適合隔震房屋；軟弱場地濾掉了波的中高頻分量，但對低頻分量有放大效應。延長隔震結(jié)構(gòu)的周期將增大而不是減小其 反應，使得隔震層位移過大。我國大部分地區(qū)（第一組）I、 II、III 類場地的設(shè)計特征周期均較小，故除IV 類場地外都適于橡膠墊基礎(chǔ)隔震系統(tǒng)?；聘粽鸾Y(jié)構(gòu)對動頻譜特性不敏感，場地適應性強，但目前規(guī)范中沒有對此作出要求。地基不均勻沉降會導致各隔震支座承擔上部結(jié)構(gòu)重量的重新分布，造成部分支座實際承載超過設(shè)計值，對結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性造成因此，隔震結(jié)構(gòu)應有良好

9、的地基。3、風荷載和其他非作用的水平荷載標準值產(chǎn)生的總水平力不宜超過結(jié)構(gòu)總重力的10%。4、隔震層應提供必要的豎向承載力、側(cè)向剛度和阻尼；隔震層放火措施和穿越隔震層的配管、配線，應符合相關(guān)專門要求，采用柔性連接或其他有效措施以適應隔震層的水平位移。2008 年中，位于7、8 度區(qū)的隔震建筑，上部結(jié)構(gòu)完好，但隔震層的管線受損，造成生命、5、隔震層的整體性要求損失。為了保證隔震層能夠整體協(xié)調(diào)工作，隔震層頂部應設(shè)置平面度足夠大的梁板系統(tǒng)，如采用現(xiàn)澆混凝土樓蓋。當采用裝配式鋼筋混凝土樓蓋時，支座上方梁系統(tǒng)應為現(xiàn)澆。并加大梁的截面尺寸和配筋。隔震支座附近的梁、柱受力狀態(tài)復雜，應加密箍筋，必要時配置網(wǎng)狀配筋2.2 隔震層設(shè)計要點隔震建筑是通過隔震層的大變形來減少其上部結(jié)構(gòu)的作用，從而減少破壞。隔震設(shè)計需要解決的主要問題是：隔震層位置的確定：隔震墊的數(shù)量、規(guī)格和布置；隔震支座平均壓應力驗算；隔震層在下的承載力和變形控制；隔震層不豎向作用的影響；上部結(jié)構(gòu)的水平向減震系數(shù)及其與隔震層的連接構(gòu)造等。2.2.1 隔震層位置的設(shè)置隔震層宜設(shè)置在結(jié)構(gòu)第一層以下的部位，如基礎(chǔ)頂面或室頂面。當房屋無室或有其他特殊情況時，也可將隔震層設(shè)置于其他部位，如對于底框磚混結(jié)構(gòu)體系，可將隔震層設(shè)置在底部框架與上部磚混相交界處。當隔震層設(shè)置在其他部位時，應進行詳細的設(shè)計分析并采取可靠的措施。2.2