高层隔震体系的发展概述

高璐

（华北理工大学，河北 唐山 063210）

隔震思想已经有100 多年的历史，河合浩藏在1988 年在其著作《地震时不遭受大震动的结构》中提出基础隔震的主要思想是最早提出的学者。直至20世纪20 年代开始逐步在工程上应用，近年来，隔震技术已经快速发展和大规模应用。常见的隔震系统包括橡胶支座隔震系统、滑移支座隔震系统和混合隔震系统，这些隔震系统已经大量应用在桥梁建筑等多方面。

另一方面，高层建筑也伴随着社会的发展成为主要发展方向，但是隔震大部分应用和研究集中在中低层建筑，但高层的隔震不同于中低层建筑，对高层隔震进行研究也是必然方向。其中基础采用橡胶垫隔震支座是目前国内高层结构隔震的主要方法，同时国内对高层隔震的研究主要集中在高层减震性能分析、等效简化模型、支座受拉问题和对应措施以及高宽比限值等这些方面的问题，并取得了一定的成果。这里主要从高层隔震结构的体系发展方面进行研究。

一、高层隔震体系发展

隔震层是隔震结构最重要的部分，隔震结构的水平变形大部分都集中在隔震层，上部结构基本上是平动，主要是依靠隔震层的阻尼器来吸收地震传向上部结构的能量，减少地震响应，所以隔震结构的隔震层是提高隔震建筑可靠性的依据。目前国内外从隔震层角度划分隔震体系一般包括基础隔震和层间隔震。关于基础隔震的研究时间较长，我国的基础隔震研究是1997 年周福霖首次完整地介绍了基础隔震的动力反应分析、振动台试验、地震考验和工程实用算法。基于此之后大量的学者对基础隔震进行了研究，魏德敏等人通过有限元软件对采用基础隔震的建筑进行研究，通过对非隔震结构和采用基础隔震的高层建筑进行对比研究，计算结果表明采用基础隔震有效的减小了高层结构的地震反应。

另一种隔震体系，层间隔震由徐忠根、周福霖等最先在国内提出相关的隔震体系和应用研究，并在1995 年的汕头博物馆中采用了层间隔震方案。国外学者小林正人等人也对层间隔震进行了系统地分析研究，集中分析了层间隔震体系的模态连成作用以及层间隔震结构的弹性和弹塑性动力反应，最终结论表明层间隔震结构的反应和非隔震结构相比小，但和基础隔震比较的反应较大。对于高层建筑而言，采用基础隔震的高层建筑，由于结构自有周期较长，采用基础隔震形式很难达到较好的控制效果，根本无法达到较好的隔震效果，同时会延长高层建筑的自震周期时间，无形中增大了建筑的自身重量，对隔震效果有很大的影响。同时采用基础隔震的高层结构在大幅摆动的状况下，会破坏支座，导致倾覆效应，所以目前基础隔震还是应用于高宽比小于4 且上部结构刚度较大的建筑。针对基础隔震在高层建筑中的缺陷祁皑等人对高层建筑的层间隔震的进行分析研究，结果表明在采用隔震层相连的梁柱杆端弯矩可能会增大，指出结构使用层间隔震具有明显的效果，是隔震技术发展的新成果。

二、结语

国内外目前对于高层隔震已经进行了很多研究，但高层隔震的研究还是相对较少，并且还存在很多问题。隔震体系还在发展过程中，未来还需要对高层隔震的问题进行研究，现存高层隔震体系在基础隔震的状态下仍未彻底解决倾覆问题，虽然相比之前已经有很大的进步，但还需继续发展和研究。