建筑隔震结构研究进展与分析

曾雨昕

摘 要：随着建筑水平的不断提高，隔震技术的研究和应用取得了长足进展，建筑隔震技术在应对地震灾害、防灾减灾方面有重要作用，可以有效降低地震灾害对建筑物的破坏作用，保护人民生命财产安全。本文将对建筑隔震技术的研究发展和应用现状进行简单介绍，总结目前取得的研究成果及存在的不足，并探讨高层建筑的隔震机构和隔震技术的研究发展方向。

关键词：建筑隔震结构；现状；进展；高层隔震技术

地震是一种破坏力较强的自然灾害现象，我国近几十年发生的唐山地震、汶川地震等都造成了人民生命财产的巨大损失，建筑隔震技术的发展研究受到了越来越高的重视。尤其是在建筑行业快速发展的今天，各种高层建筑拔地而起，如果不能做好建筑隔震处理，一旦发生强度大的地震，后果不可想象。所以有必要对建筑隔震结构的研究进展进行分析，积极寻找隔震技术存在的不足，对已取得的研究成果应加以推行利用，尽最大努力提升建筑的抗震性能，降低地震灾害的实际危害效果。

一、建筑隔震技术的发展简述

建筑结构的隔震技术研究兴起于20世纪60年代，自出现以来吸引了国内外无数学者投入到其中的研究中。随着几十年来研究的不断深入，建筑隔震技术以取得了一定成果，目前仍然是土木工程学科的研究热点。隔震技术具有减震效果显著、易于实施等优点，是一种有效的减震手段，受到广大研究者的一致推崇。其技术本质是通过对建筑结构的设计，将建筑与地面震动进行隔离，以提供阻尼或增加柔性的方式将建筑与地面震动进行解耦。目前常见的隔震体系有叠层橡胶垫隔震体系、组合隔震体系、滑动摩擦隔震体系、钢筋沥青隔震体系、砂垫层隔震体系等。

二、建筑隔震技术的研究现状

（一）叠层橡胶垫隔震体系

高阻尼橡胶垫、铅芯夹层橡胶垫、天然夹层橡胶垫是常用的叠层橡胶垫，其中，高阻尼橡胶垫具有耗能低、无污染等优势，成为目前叠层橡胶垫隔震技术的研究热点。高阻尼橡胶隔震支座在合成橡胶和天然橡胶中加入可塑剂、补强剂、硫化剂等，使其具备较强的阻尼性能。在性能上要优于天然橡胶支座，应用高阻尼橡胶支座的隔震层可以不用安装其他阻尼器，打破了传统的隔震结构形式，使其布置起来更加简单。但由于国内对优良阻尼性能的橡胶的研究还未取得重大进展，目前高阻尼橡胶支座的实际应用还相对较少，高阻尼橡胶支座在日本的应用情况较好[1]。

（二）滑动摩擦隔震体系

滑动摩擦隔震体系通过滑动装置的作用组织地震对建筑的破坏作用，其基本原理是在地面震动较小时，通过摩擦力阻止上部结构滑动，使建筑保持稳定，而当地面震动超过摩擦力的组织作用时，滑动面开始发挥隔震作用，及时地面震动继续增大，上部结构受到的地震影响也不会再继续增大。滑动摩擦装置主要由限位耗能元件和滑动摩擦元件组成。限位耗能元件起到稳定、耗能限位的作用，只有水平作用，不承受竖向荷载。目前对滑动摩擦隔震体系的研究应用已较为成熟，但是滑动摩擦隔震体系也有其自身缺点，即不具备自我复位功能，在地震中会出现不可控的位移[2]。

（三）组合隔震体系

组合隔震体系是由叠层橡胶隔震支座与滑动摩擦隔震支座并联组成的，利用叠层橡胶隔震支座提高向心恢复力，兼具两种隔震体系的优点，并有效弥补了滑动摩擦隔震体系不能自我复位的缺点，是目前最常用的组合隔震体系，在国内外均有广泛应用[3]。

（四）钢筋沥青隔震体系

传统的隔震技术主要是针对政府大楼、车间厂房、医院、学校等重要建筑进行研究设计的，近年来，对城乡农村地区的民用建筑的隔震体系研究也受到了广泛重视，钢筋沥青隔震体系就是一种适用于农村住房的隔震体系。这种隔震体系主要具有造价低廉的特点，能够广泛应用，并且可以有效减少地面振动对建筑上部结构的影响，是一种性价比较高的隔震体系[4]。

三、高层建筑隔震技术

随着建筑水平的不断提高和城市化建设进程的不断加快，越来越多的高层建筑拔地而起，高层建筑群已成为城市里一道亮丽的风景线。但是地震对高层建筑具有更大威胁，如果隔震结构设置得不够合理，一旦在地震中出現倒塌，将会产生更严重的后果。高层建筑不仅具有较高的楼层，而且建筑结构相对复杂，其动力特性与普通建筑有较大区别，是当下隔震技术需要攻克的研究重点和研究难点。其主要的技术难点在于高层建筑结构的自振周期较长、倾覆效应使隔震支座的轴力变化大、隔震装置可能进入拉伸应力状态、隔震层面临着较高的负荷。目前我国最高的隔震住宅是位于山西的一栋19层建筑，美国最高的隔震建筑有29层，日本在这方面的研究较为领先，最高的是带有两层塔楼的50层建筑。总体来说，对高层建筑隔震技术的研究水平还有待提高。

四、结语

随着人们物质生活水平的不断提高，人们对房屋装修和使用家具的投资也越来越大，这对抗震效果也提出了更高要求，不仅要求在地震中保证建筑主体的完好，还要尽可能保证室内装修和家具的完好。因此，建筑隔震技术还需要取得更显著的进步，应该积极总结在技术研究中存在的问题和取得的成果，加快研究速度。本文主要通过查阅资料的方式对目前建筑隔震结构的研究进展进行分析，希望能起到一些参考作用。

参考文献：

[1]卫杰斌.高层装配式隔震结构抗震性能研究[D].广州大学，2012.

[2]熊世树.三维基础隔震系统的理论与试验研究[D].华中科技大学，2004.

[3]赵慧雯.铅芯橡胶隔震支座对结构抗震性能的影响分析[D].西安建筑科技大学，2008.

[4]尹强.非线性橡胶隔震结构参数识别与损伤诊断研究[D].南京航空航天大学，2010.