浅谈建筑结构基础隔震概述

浅谈建筑结构基础隔震概述

于大为

身份证：210225197805260379

【摘要】基础隔震支座是一种应用较为广泛的建筑隔震、减震措施，本文对其基本原理进行了概述，通过对基础隔震中粘弹性隔震支座、滑移隔震支座、摩擦摆隔震支座的原理及特点的介绍，对基础隔震支座的应用前景进行了分析。

【关键词】基础隔震；抗震设计；橡胶隔震；摩擦摆隔震

【中图分类号】TU31【文献标识码】A【文章编号】1002-8544（2017）02-0245-02

引言

我国地处环太平洋地震带与欧亚地震带之间，地震活动频度高、强度大、分布广，是一个震灾严重的国家。近些年来，四川的汶川地震、青海的玉树地震都给人民的生命财产安全造成严重损害。因此建筑结构设计中的抗震设计问题成为关系到民生的关键问题，随着新技术和新理念的发展，隔震和消能减震成为建筑结构抗震设计中减轻地震灾害的有效手段。目前研究较多隔震措施包括特殊材料隔震、基础隔震、层间隔震、无粘结支撑隔震、悬挂隔震等措施，但应用最广泛的隔震措施为基础隔震。

1.基础隔震概念及原理

基础隔震是在基础与上部结构之间设置中间隔震层，将上部结构与基础隔开，在地震作用下，隔震装置可以隔离地震能量的向上传输，以降低上部结构的地震反应[1]。与传统抗震措施相比，基础隔震有其独特的特点：传统抗震设计原则是小震不坏、中震可修、大震不倒，其主要做法是增加结构屈服段长度，但在遭遇地震时主体结构不可避免的要发生强烈晃动，而采用基础隔震措施可以有效的减小建筑物的晃动，使上部结构只发生微小的相对运动和变形，从而保证建筑物在水平地震作用下不发生损坏和倒塌。不仅能保证居住者的人身安全，还能保证建筑结构和内部设备的完好。

2.基础隔震分类及特点

基础隔震包括粘弹性隔震、滑移隔震、摩擦摆隔震等多种形式，隔震装置有夹层橡胶垫隔震装置、混合隔震装置等形式。

2.1滑移隔震支座

滑移隔震按其隔震装置的不同可以分为滚轴滑移隔震和摩擦滑移隔震，滚轴滑移隔震利用滚轴和滚球作为摩擦装置，摩擦滑移隔震采用特殊的摩擦阻尼器进行隔震，两者的作用机理相似，通过在基础面上设置滑移层，隔开基础与上部结构，从而抑制地震能量的向上传递。当地震作用较大时，水平地震作用力大于滑移层的摩阻力，滑移面产生相对滑移，通过滑移耗散地震能量，并阻止能量的传递。滑移隔震的关键问题在于隔震支座的选择，由于全部上部结构的重力荷载均由滑移支座承担，因此支座必须具有足够大的强度；为了更有效的隔震，要求滑移面的摩擦系数较小，同时还需要设置一定的滑移范围保证滑移量。国内外学者对此进行了大量的试验研究[2-3]，并提出了新的隔震装置和摩擦面材料，为滑移隔震的推广应用提供基础。

2.2粘弹性隔震支座

粘弹性隔震主要是通过粘弹性阻尼器作为隔震装置，是一种典型的速度相关型隔震支座，通过粘弹性材料的变形性能减小结构地震动作用[4]。目前应用最多的是叠层橡胶隔震支座，可以分为天然橡胶隔震支座和铅芯橡胶隔震支座，天然橡胶隔震支座由钢板层和橡胶层粘结而成，在提供较大的竖向刚度的同时，限制了横向变形。铅芯橡胶隔震支座则是在天然橡胶支座中心增加铅芯制作而成，在相同橡胶层和钢板层条件下，其水平抗变形能力将大大提高，提高了粘弹性隔震装置在大震作用下的隔震性能。

2.3摩擦摆隔震支座

摩擦摆隔震支座在本质上也是一种滑移支座，其最主要的优势在于具有自动复位功能，在较大地震作用下，滑移摩擦隔震支座产生的相对滑移很难进行复位，必须借助特制的复位阻尼装置，不但增加了成本，也影响其使用性能。Zayas等[5]在1985年，研发了摩擦摆隔震系统（FPS），通过特质的圆弧滑动面使得隔震装置具有自复位功能。经过20多年的研究，目前摩擦摆隔震支座的构造形式已有10余种，其地震敏感度、稳定性和自复位能力均得到显著提高，成为一种具有广泛发展前景的隔震支座

3.结语

进行隔震设计的建筑抗震性能较传统的抗震结构体系，安全性和可靠性均具有较大的提升，而基础隔震措施作为目前应用比较成熟的技术，已经具有大量的工程实例，其隔震性能经受住了实际地震作用的考验，随着新技术、新材料的研发，隔震减震技术必将在工程实际中得到更广泛的应用。

参考文献

[1]吕西林,朱玉华,施卫星.组合基础隔靈房屋模型振动台试验研究[J].土木工程学报,2001,(2):34-39.

[2]周锡元,韩森,李大望.并联和串联基础隔震体系地震反应的某些特征[J].工程抗震与加固改造,1995,(4):1-5.

[3]王荣辉,许群.竖向弹簧一滚球隔靂系统的水平地震作用[J].华南理工大学学报,2003,31(6):11-12.

[4]王烨华,周云,等.粘弹性阻尼减震结构研究与应用的新进展[J].防灾减灾工程学报,2006,26(1):109-120.

[5]ZayasV，