隔震技術分類

隔震技術的發展和應用是現代科學技術的進步，特別是由地震工程研究成果推動的特定地址地震反應譜分析技術的發展，使人們能夠準確地提出結構動力分析的地震參數。采用計算機進行結構動力反應分析的技術，使設計人員能夠對設計的結構進行各種模擬分析，從而獲得結構和隔震層的動力反應，正確選擇各種設計參數。目前，結構的隔震方法可分為基礎隔震、建筑基礎隔震和上部結構隔震三類。1.基礎隔震方法基礎隔震可分為絕緣和屏蔽。絕緣是利用弱基礎或人工基礎等軟基礎來降低輸入加速度，降低基礎本身的輸入波，但必須首先確保基礎對建筑物的支撐強度和基礎沉降不超過允許值。屏蔽是在建筑物周圍挖深溝或埋在屏蔽板周圍的剪切波（S波)隔斷法。

這兩種方法都是基于減少地震波輸入的基礎，在實際工程設計中應用較少。FrandLloydWright日本東京帝國酒店于1921年主持設計建設，采用這種方法，該工程施工現場表土層厚約25層m，承載能力好，在這層下面是一層軟泥層，Wright采用與當時的設計理念完全不同的方法，將弱層作為基礎墊，消除東京可怕的地震動作用，通過設計特殊的短樁基礎，緊密排列的短樁穿透弱淤泥層表面，使帝國酒店建在短樁基礎上像戰艦一樣漂浮在弱淤泥層上。該建筑的隔震設計非常成功。1923年關東地震期間，酒店表現出良好的隔震性能。當其他建筑普遍受到嚴重破壞時，該建筑保持完好。

由于目前房屋建筑向多高層建筑的發展，基礎隔震技術的推廣和應用受到了極大的限制。2.建筑基礎的隔震方法基礎隔震是在上部結構與基礎之間設置一定的隔震消能裝置，以減少地震能量向上部結構的傳輸，從而達到減少上部結構振動的目的。隔震裝置由支撐和減震阻尼器組成。前者穩定地支撐著建筑物的重量，后者在地震過程中抑制了較大的變形，在地震結束時迅速停止震動。有時，隔震裝置是具有支撐和減震阻尼功能的特殊支撐。自1969年南斯拉夫建造的最早的現代隔震建筑貝斯特洛奇小學和1981年世界上第一個鉛芯橡膠墊作為新西蘭W的基本隔震裝置以來illianClayton自政府辦公樓以來，隨著材料技術的發展，以可靠橡膠隔震支撐為代表的隔震元件的誕生，越來越多地應用于建筑和橋梁。

在1994年洛杉磯北嶺地震和1995年阪神地震中，使用橡膠支架的隔震建筑表現出驚人的隔震效果。從國內外隔震的研究和應用來看，以橡膠隔震支架為主流，如復位彈簧和平滑板并聯機構、摩擦擺系統(FPS通過大量的研究、試驗和工程應用，特別是經過強震試驗后，現代隔震技術和隔震減震復合系統已逐漸從研究階段進入推廣應用階段。基礎隔震研究已成熟，隔震效果也非常明顯。其水平至減震系數可達0．25.但基礎隔震也有一定的局限性，如：建筑周期必須小于1．0s因此，建筑的層數和高度有限，對建筑體型和場地土壤的要求較高，對垂直地震沒有有效的隔震方法。建筑上部結構的隔震方法主要包括能量吸收和附加振動體。

能量吸收法是在上部結構的任何一層設置阻尼器，通過阻尼器吸收地震能量來控制預期的結構變形，使主體結構構件在罕見地震下不受損壞。此外，可變形的抗震墻也是一種能量吸收類型。附加振動體方法是在任何一層上附加擺動振動體，在屋頂上附加彈簧質量系統，形成新的振動系統，將振動從結構本身轉移到附加振動體，有效抑制地震、風等外力。

消能減震技術

消能減震技術主要通過改善結構的附加阻尼來減少結構的地震反應。應用廣泛：可用于新結構的減震設計或現有結構的抗震加固；適用于鋼筋混凝土結構，更適用于鋼結構和高聳結構。一般用于上部結構，也可用于基礎隔震建筑的隔震層。消能減震技術是利用特殊的機構和部件吸收和消耗地震能量，以保護主體結構的安全。另一方面，減震消能也可以看作是增加結構阻尼的一種方法。消能減震技術的實際應用效果與所選消能裝置有很大關系。消能裝置種類繁多，主要包括摩擦阻尼器、粘性阻尼器、磁流變阻尼器等。

鉛阻尼器的工作原理可分為滯回型和粘結型，也可稱為位移相關型和速度相關型。滯回阻尼器利用材料變形滯回消耗能量，包括：（1）鋼阻尼器：該阻尼器屬于彈性塑料阻尼器，具有豐富的滯回特性，可串聯在支撐構件中，也可設置在剪力墻頂部、梁中間等相對變形較大的部位。目前，已開發了錐形鋼能耗裝置、圓環鋼能耗裝置、雙環鋼能耗裝置等多種能耗裝置。該能耗裝置具有滯回性能穩定、能耗大、長期可靠、不受環境和溫度影響的特點。（2）鉛阻尼器：鉛具有密度高、熔點低、強度低、耐腐蝕、潤滑能力強等特點，由于其延性高、柔性大，在變形過程中能吸收大量的能量，具有較強的變形跟蹤能力。同時，通過動態回復和再結晶過程，其組織性能也可以恢復到變形前的理想狀態。鉛阻尼器具有較高的延性和柔性，因此在變形過程中能，并具有較強的變形跟蹤能力。

（3）摩擦阻尼器：雖然該阻尼器本身只具有理想的彈性和塑性特性，但通過與主體結構串并聯使用，可以獲得接近雙線滯回特性的阻尼能耗效果。摩擦阻尼器是一種性能良好的能耗減震器。由于庫侖特性好，能耗明顯，可提供較大的附加尼，結構簡單，材料方便，具有廣闊的應用前景。開發的摩擦阻尼器主要包括Pall型摩擦裝置、滑動長孔螺栓節點能耗裝置、雙向摩擦能耗裝置等。粘性阻尼器利用從小振幅到大振幅的變化來獲得衰減力。設計中的注意事項與滯回阻尼器相似。（1）油阻尼器（粘性流體阻尼器）:該阻尼器采用活塞通過節流孔推動缸內油產生阻尼力的原理。粘性流體阻尼器已廣泛應用于軍事和航空領域，并已應用于建筑物和橋梁的振動控制。開發的粘性流體阻尼器包括氣缸流體阻尼器、油動阻尼器等。

（2）粘彈性阻尼器：粘彈性阻尼器由粘彈性材料和約束鋼板交替組成，是一種種主要與速度相關的減震裝置。它通過粘彈性材料的剪切滯回變形來增加結構的阻尼，消耗輸入的振動能量，從而減少結構的振動反應。近年來開發的設備包括粘彈性橡膠剪切阻尼器、超塑性硅氧橡膠剪切阻尼制震系統等。此外，還有一種復合阻尼器，它是一種新型的能耗減震器，由兩個以上的能耗元件或能耗機制設計。開發的復合能耗器包括：彈塑性摩擦阻尼器、摩擦粘彈性阻尼器、流體粘彈性阻尼器等。

問題和展望

隔震技術具有傳統抗震技術無法比擬的優勢，其效果已經經歷了強震試驗。從世界上看，隔震技術已經發展到實用階段。但建筑隔震技術是一項綜合性很強的技術，涉及規劃、設計、施工等諸多環節，尤其是成本等因素，嚴重阻礙了其推廣使用。因此，必須結合土建特點，繼續研究和完善現有經濟高效的隔震裝置和系統，從效果、工藝、成本、維護等方面進行維護。未來的研究必須重點解決以下問題:(1)注意隔震機構在大變形和后屈曲條件下的潛力、性態和必要的保護措施，進一步完善現有橡膠支架的性能指標，完善質量保證體系。

（2）研究開發支持上部結構和轉換層的設計方法，進一步研究框架剪切結構中剪切墻底部隔震支撐的設計、計算和結構要求。（3）垂直地震對高強度地震區結構的破壞影響不容忽視，重視研究對垂直地震效果具有顯著減震效果的方法和機構。（4）針對我國建筑業的發展方向，將隔震理念與新建筑體系有機結合，充分發揮隔震優勢，確保建筑的抗震性能。（5）利用現代通信技術、計算機技術和智能材料，開發具有自適應性的智能隔震系統。