隔震结构的基本原理及动力分析
2024年建筑结构隔震与减震设计研究
2024年建筑结构隔震与减震设计研究随着地震活动的不断增多和人们对建筑安全性能要求的提高，建筑结构隔震与减震设计成为了一个重要的研究领域。
本文将从隔震技术原理、减震技术方法、结构设计要点、地震动力学分析、安全性评估、工程实例分析以及未来发展趋势等方面进行详细探讨。
一、隔震技术原理隔震技术是一种通过在建筑基础与上部结构之间设置隔震装置，以隔离地震波对建筑结构的直接作用，从而减少地震对建筑的破坏。
隔震装置主要包括橡胶隔震支座、滑动隔震支座和混合隔震支座等。
这些隔震支座具有良好的弹性和阻尼性能，能够在地震时吸收和分散地震能量，降低结构的振动幅度，保护建筑免受地震破坏。
二、减震技术方法减震技术主要是通过在建筑结构中安装减震装置，以减少地震时结构的振动响应。
常见的减震装置包括阻尼器、减震支撑和隔震沟等。
阻尼器可以通过消耗地震能量来减少结构振动，减震支撑则通过改变结构的动力特性来降低地震响应。
而隔震沟则通过在建筑周围设置一定深度的沟槽，利用沟槽的变形来吸收地震能量，从而减少结构的振动。
三、结构设计要点在进行建筑结构隔震与减震设计时，需要考虑以下几个要点：首先，要合理选择隔震与减震装置的类型和参数，确保装置能够有效地发挥隔震和减震作用；其次，要优化结构的动力特性，使结构在地震时具有较低的自振频率和较大的阻尼比，从而减少地震响应；最后，要加强结构的整体性和连续性，确保结构在地震时具有良好的整体受力性能。
四、地震动力学分析地震动力学分析是建筑结构隔震与减震设计的基础。
通过对地震波的传播规律、结构的地震响应以及隔震减震装置的动力性能进行深入分析，可以为结构设计提供科学的依据。
地震动力学分析包括时程分析、反应谱分析和能量分析等方法。
这些方法可以帮助设计师预测结构在地震时的动力响应，从而优化结构设计，提高结构的抗震性能。
五、安全性评估安全性评估是建筑结构隔震与减震设计的重要环节。
通过对结构在地震作用下的受力性能、变形情况和破坏机理进行全面评估，可以确定结构的安全性能水平。
建筑结构隔震减震原理技术
浅析建筑结构隔震与减震原理及技术[提要]：本文介绍了建筑结构地震反应机理与评价，也对减隔振系统模型与分析计算方法进行了论述，对建筑抗震理论研究及设计提供了借鉴的意见。
[关键词]：建筑抗震；结构隔震；减震原理tu352.11、引言建筑结构减振防灾关键技术是利用控制理论的基本思想，通过在建筑结构上附加隔减震装置，通过对地震、强风等动力作用的抑制和利用，实现提高建筑结构综合防灾能力，保障人民生命和财产安全，减轻和避免地震等自然灾害对建筑结构损伤作用的目的。
2、建筑结构地震反应机理与评价2.1、在不同服役期内结构抗震设防水准的简化计算方法（1）我国现行建筑抗震设计规范以50年为设计的基准期，要求结构在此期间满足具备正常的服役性能。
显然这种标准服役期是针对大多数普通建筑物而言的，不同的建筑物所要求的服役期长短可能会有所不同。
（2）关于抗震设防烈度和对应的地震重现期的规定以“中震”烈度为基础来确定“小震”和“大震”对应的烈度。
“小震”和“大震”的概率含义实际是平均意义上的一种人为的约定，对于给定的地区或场地，如果明确规定“小震”和“大震”的重现期分别为50年和1975年，相应的烈度就不能保持比“中震”减小1.55度和“大震”增加1.00度；反之，如果“小震”和“大震”明确为比“中震”减小1.55度和增加1.00度，相应的重现期就不能保持为50年和1975年，这是抗震设计规范中设防水准概率含义中存在的不明确的一方面。
（3）目前抗震设防标准中的“三水准二阶段”设计，名义上以“小震”时的抗震强度验算为主要对象，由于其概率水准并不是“小震”时的实际值，而是发生基本烈度地震的概率水准，因此是在一定延性要求之下对基本烈度地震的验算。
工程界迫切希望有一个简单的抗震设防水准估计方法，以便了解设防烈度随服役期的变化规律，因此本项目假定“小震”和“大震”的概率定义是确定的，与“中震”相比其烈度差异在平均意义上分别为-1.55和+1.00度(对9度区为+0.50度)。
隔震、减震结构计算与分析——理论依据
把方程(1.2a)至(1.2c)带入方程(1.1)，然后前乘 ，产生以下 N 个矩阵方程：
T
t dY t 2 Y t p g t IY j j
j 1
J
(1.4)
其中 p j
T
f i 并定义为荷载函数 j 的模态参与系数。 pnj 项与第 n 个振型相关。注意对于每个
对于间隔内的线性荷载
2
3
(1.11)
0 R i 0 R i
Ri Ri 1 R i 1 t
对于间隔内的三次曲线
是指定的 其中 Ri 和 R i
6 R R 2 R 2R R i i i 1 i 1 i t 2 t
Ri Ri 1 R t
图 1.1 模态荷载函数
根据线性微分方程的基本理论，方程(1.11)的通解是一个齐次解和一个特解的和，并且为下列形 式：
yt b1S t b2C t b3 b4t b5t 2 b6t 3
与此解相关的速度与加速度为：
t 2 y t 2 yt Rt y
(1.10)
STRAT V7.0 隔震、减震计算与分析
求解的微分方程为下列形式：
t R t t 2 y t 2 yt Ri 1 tR y R i 1 i 1 i 1 2 6 Rt Ri 1 tR i 1 t 2 t 3 Ri 1 R ，在间隔 i 1 到 i 2 6
t Cu t Kut F t f j g j t u
j 1
J
(1.1)
所有可能的时间相关荷载类型（包括风、波浪和地震）可以表示为 J 空间向量 f j （该向量不 是随时间变化的函数）之和以及第 j 时间函数 g j t 。 动力自由度的数量等于系统中集中质量的数量。许多出版物主张在求解方程(1.1)前，通过静力 凝聚消除所有无质量位移。静力凝聚法减少了所要求解的动力平衡方程的数量；然而，它明显增加 了凝聚后刚度矩阵的密度和带宽。在建筑结构中，每个隔板只有三个集中质量，这种方法很有效并 应用于建筑分析程序中。 然而，对于任意结构系统的动力求解，消除无质量位移法通常在数值上并不是有效的。因此， 现代版本的 SAP 程序不使用静力凝聚以保持刚度矩阵的稀疏性。
抗震设计中——隔震技术系统介绍
隔震技术介绍本文源于上海大学隔震网，基于让广大读者更好了解隔震技术，将之copy至此。
切勿乱传。
谢谢配合。
前言：我国地处全球两大地震带之间，是一个多地震国家，地震带主要分布在：东南-台湾和福建沿海一带，华北-太行山沿线和京津唐渤地区，西南-青藏高原、云南和四川西部，西北-新疆和陕甘宁部分地区。
回顾过去的历史，地震给人类带来了巨大的灾难和损失。
本网站希望能为人们提供一个了解隔震结构的平台，提供隔震理论与技术，以及实际工程应用等相关资料，并时刻关注隔震结构前沿发展，期望使人们对隔震建筑有全面的了解，以推动我国隔震建筑全面、快速、健康发展。
隔震结构与普通结构建造成本比较：相比于普通建筑结构，采用隔震设计的建筑物，尽管增加了隔震部分的成本，但可以使上部建筑的设防烈度降低了一度，从而减少了相关的成本。
隔震理论：隔震结构基本信息在人类漫长的发展历史过程中，经历了无数次强烈地震，仅上个世纪的百年中，由地震引起的伤亡人数超过 5 万人的强震就多达近20次。
1976年7月28日凌晨3时28分，在我国河北省北部工业重镇唐山市发生了里氏7.8级强地震，中心区烈度达到11度。
地震引起的死亡人数为242769，受伤人数达到164851，倒塌房屋总数近322万间。
日本在经历了 1923 年的关东大地震(1923年l月17日，死亡100000人)仁后，对建筑物的抗震及防灾给予了足够的重视。
然而在1995年1月17日凌晨5时46分，兵库县南部发生了强烈地震(死亡5500人，受伤人数约为35000人，全部损坏或部分损坏的房屋达 180000 户，1995年2月16日读卖新闻消息)，造成巨大的人员和经济财产损失，对稳步发展的现代抗震结构提出了新的疑问。
传统抗震结构地震反应的计算分析理论在经历了20世纪 20-30年代的静力计算理论， 40-50年代的反应谱计算理论后，于60年代又逐步过渡到动力分析理论方面。
无可置疑的是经过数十年的研究和工程实践，人类在抵抗地震这种突发自然灾害、保障人类生命安全方面确实取得了显著的进步。
基础隔震建筑结构动力时程分析的精细积分法
基础隔震建筑结构动力时程分析的精细积分法地震灾害严重威胁着人类生命、财产安全。
而人类也正是在与地震斗争的过程中不断进步,抗震理论与技术得以不断发展和完善,各种新的防灾减灾技术层出不穷。
在这样的背景下,基础隔震技术应运而生。
基础隔震结构是指通过在基础顶部与结构底部设置隔震层,从而使结构分为上部结构和基础两部分。
近些年来,国内外学者对应用基础隔震系统的建筑结构进行了分析计算和试验研究,研究表明,在结构的设计过程中,只要选择合适的刚度和阻尼,结构在地震动下的加速度反应大幅降低。
由于原理简单明了、造价低、减震效果好,隔震结构已经成为了新世纪以来建筑结构抗震的发展新趋势。
所以对采用基底隔震体系的结构进行动力分析具有重要的现实意义。
本文基于哈密顿理论,应用动力时程分析法来研究应用叠层橡胶基础的框架结构和框架-剪力墙结构在多遇地震作用下的变化过程。
对于框架结构采用层剪切模型,通过计算得到了结构的层抗推刚度后,再根据地震过程中中间楼层与上下两楼层之间的运动方程关系,推导出了结构的整体刚度矩阵。
对于框架-剪力墙结构,其上部结构采用并联铁摩辛柯梁模型,考虑地震作用下结构的剪切变形和弯曲变形,基于哈密顿体系和精细积分法导出层单元刚度矩阵,应用有限元法集成上部结构整体刚度矩阵。
应用达朗贝尔原理分别列出地震动下上部结构和隔震层的运动方程,再利用数值代换的方法将两方程合并成同一方程。
最后,采用动力时程分析的精细积分法并用MATLAB语言编制相应程序对工程实例进行动力时程分析,求得高精度的地震响应值。
结果表明,基础隔震结构相对于传统抗震结构基础隔震结构的层间位移、速度、加速度等都有明显减小,减震效果明显。
总之,本课题的研究对建筑结构抗震工程具有现实意义。
基础隔震原理
基础隔震原理隔震技术是一种重要的地震防护手段，它可以有效减小地震对建筑物和设备的破坏程度，保护人们的生命财产安全。
基础隔震作为隔震技术的重要组成部分，具有重要的意义。
本文将介绍基础隔震的原理及其应用。
基础隔震是指通过在建筑物的基础和地基之间设置隔震装置，使建筑物在地震作用下产生相对于地基的位移，从而减小地震对建筑物的影响。
基础隔震的主要原理可以概括为“软硬结合”，即在建筑物的基础和地基之间设置具有一定变形能力的隔震装置，通过隔震装置的变形吸收地震能量，减小地震对建筑物的冲击力，从而达到减震效果。
基础隔震的主要隔震装置包括橡胶隔震支座、钢板隔震支座等。
橡胶隔震支座是一种常用的隔震装置，它由上下两个钢板和中间的橡胶垫组成，可以在地震时产生相对位移，吸收地震能量。
钢板隔震支座则是利用钢板的弯曲变形来吸收地震能量，具有较大的变形能力。
基础隔震技术的应用范围非常广泛，可以用于各种类型的建筑物，如住宅、商业建筑、工业厂房等。
在地震频发的地区，基础隔震技术尤为重要，它可以有效减小地震对建筑物和设备的破坏程度，提高建筑物的抗震性能，保护人们的生命财产安全。
除了在新建建筑中应用基础隔震技术，对于一些现有建筑物也可以通过加固改造的方式引入基础隔震技术，提高建筑物的抗震性能。
这对于一些历史建筑或者特殊用途的建筑物来说尤为重要，可以有效延长建筑物的使用寿命，提高抗震能力。
总的来说，基础隔震作为隔震技术的重要组成部分，具有重要的意义。
它通过“软硬结合”的原理，利用隔震装置的变形能力来吸收地震能量，减小地震对建筑物的影响。
基础隔震技术的应用范围广泛，可以用于各种类型的建筑物，并且可以通过加固改造的方式引入现有建筑物中。
基础隔震技术的发展将对提高建筑物的抗震性能，保护人们的生命财产安全起到重要作用。
抗震结构设计与分析研究
抗震结构设计与分析研究抗震结构设计与分析是地震工程领域的重要研究内容之一，旨在通过合理的结构设计和精确的分析方法，使建筑物能够在地震发生时保持稳定，最大限度地减少地震灾害造成的人员伤亡和财产损失。
本文将从抗震结构设计和抗震分析两个方面进行探讨。
首先，抗震结构设计是抗震工程中的核心环节。
在结构设计过程中，需要考虑地震荷载的作用、结构物的强度和刚度以及结构构件的连接方式等重要因素。
地震荷载通常包括静力荷载和动力荷载两部分。
静力荷载是地震发生时结构物所受到的重力荷载、风荷载和爆炸荷载等静态荷载的总和，而动力荷载则是由地震引起的地震荷载。
为了确保结构的抗震性能，设计人员应选择合适的结构型式和材料。
不同的结构型式在地震作用下的响应行为存在差异，如剪力墙结构、框架结构和框架-剪力墙混合结构等。
此外，材料的选择也对结构的抗震性能具有重要影响，如混凝土、钢材和钢纤维混凝土等。
设计人员还应考虑结构的刚度和强度，进行合理的选择和计算。
另外，抗震分析是抗震设计的重要手段之一。
通过分析结构在地震作用下的响应，可以评估结构的抗震性能，并进一步完善结构设计。
常见的抗震分析方法包括静力分析和动态分析。
静力分析是根据结构在静态地震荷载作用下的平衡条件进行分析，主要用于评估结构的强度和刚度。
而动态分析则是通过将地震作用转化为能够描述结构动力响应的动力荷载，进一步考虑结构的动力特性和地震波的响应。
在进行抗震分析时，需要进行合理的模型建立和地震荷载的输入。
模型建立要充分考虑结构的几何形状、材料性能和构件连接方式等因素。
通常采用有限元法进行模型建立和分析计算。
地震荷载的输入包括地震波的选择、地震波参数的确定和地震波的时程等。
这要求设计人员具备丰富的地震动力学知识和经验。
此外，为了提高结构的抗震性能，还可以采取一系列增强措施。
例如，增设剪力墙、加固节点、采用基础隔震或减震装置等。
这些措施的选择和设计应考虑结构的特点和设计要求，并进行合理计算和施工。
层间隔震技术评述
层间隔震技术利用的是地震波在不同介质之间传播时产生的反射和透射现象。 当地震波通过隔震层时，由于材料的阻尼和弹性性质，地震波的能量得到消耗和 减弱，从而减小了对上部结构的影响。此外，隔震层的水平刚度较低，可有效降 低结构在地震作用下的位移和加速度，提高结构的抗震性能。
在实际应用中，层间隔震技术具有以下优点和不足。优点方面，首先，该技 术可显著提高结构的抗震性能，有效降低地震引起的结构破坏。其次，层间隔震 技术适用于各种类型的结构，如高层建筑、桥梁、厂房等，具有广泛的应用前景。
四、实践经验层间隔震体系在国 内外已有许多成功应用的案例
五、总结本次演示对层间隔震体 系的理论研究进行了详细探讨
参考内容二
引言
层间隔震体系是一种有效的地震工程策略，通过在建筑物楼层之间设置隔震 层来吸收和分散地震能量，从而降低地震对建筑结构的影响。这种体系的出现为 现代建筑地震安全性提供了新的可能性。本次演示将深入探讨层间隔震体系的减 震机理和减震性
综上所述本次演示对层间隔震技术的评述，可以得出以下结论。层间隔震技 术是一种有效的地震工程手段，可显著提高结构的抗震性能，降低地震引起的结 构破坏。然而，该技术在实际应用中也存在一些局限性，需要进一步研究和改进。
未来的研究方向和意义包括深入研究隔震材料和系统的可靠性问题开展更多 的实际工程应用研究。
能，旨在为相关领域的研究和应用提供有益的参考。
减震机理
层间隔震体系的减震机理主要依赖于隔震层的设置。隔震层通常由具有高阻 尼特性的材料构成，如橡胶、聚乙烯等高分子材料。当地震发生时，这些材料可 以有效地吸收和分散地震能量，减少地震对上部结构的影响。此外，合理的几何 形状和尺寸设计
以及上部结构的优化也是层间隔震体系减震性能的重要因素。
某隔震结构动力特性的理论分析与脉动测试
１ 基金项 目 国家 自然科 学基 金资助 项 目 （０７ ０２ ５４ ８４ ）
［ 收稿 日期 ］２０ ．１１ ０７１．８ ［ 者简 介］贾 洪 ，男 ，生于 １６ 作 ９ ６年 。北京 工业 大学土 木 工程专 业硕 士 。中铁 建设 集 团有限 公司 总工程 师 、教授 级 高工 。 主 要研 究领域 ：工 程隔 震 。
Ｄｅ ． ２ ０ ｃ ．０ ７
贾洪 ，徐茂 义，闰维 明，李振 宝，２０ ． 隔震结构 动力特性 的理论 分析与脉动 测试 ． ０７ 某 震灾防 御技术 ，２ （ ） ８－３０ ４ ：３４ ９．
某 隔震结构 动 力特 性 的理论 分析 与脉 动测试
贾 洪 徐 茂义 闫维 明
１０ ２ ００ ２
动力特性 ，为今后类似结构 的设计积累 了资料 。
１ 隔震 结 构 动 力特 性 理 论 分 析
采 用三 维有 限元 结构 分析 程序 Ｓ Ｐ ００进 行 隔震 结构动 力特 性 的理论 分析 。建 模 时考 Ａ ２０ 虑 了地下 室部 分 以及 地基 土 和结 构相 互作 用 ，对 隔 震层 乃至 上部 结构 的影 响 。其 中地下 室周 围土 体为 地下 室 的侧 壁 提供 了一 定程度 的刚度 ，既不可 忽略 不计 ，也 不 可按 固定端 处理 ，其 结果 对隔 震结 构动 力分 析均 有一 定程度 的影 响 。因此 ，为 了全面 把握 隔震 结构 的特 性 ，本文 建立 了包 括地 下室及 其 周 围土体 的整 体结 构模 型 ，以便准 确 反应 隔震 结构 的动 力特 性 。 由于地下 室 的抗侧 刚度 远大 于 上部结 构抗 侧 刚度 ，故在 建模 中考 虑 了地下 室部 分对 上 部 结构 的影 响 ，并采用 Ｌｎ ｉｋ属性 里面 的 ｇｐ单元 ， 过 定义输 入 简化后 土 体 的刚度 和 阻尼等来 ａ 通 进行 模拟 ，同时采 用 Ｎ ｗｍａｋ和 Ｒ ｓｎ ｌｅ ｅ ｒ ｏｅｂｕｔ 出的经 典半 空 间分析 模 型方法 来模 拟土 和 结 ｈ提 构 的相 互作 用 ，将地基 土 水平 向等 效 为一具 有等 效刚 度和 等效 阻尼 的体 系 。而 隔震层 橡胶 支 座 则通 过定 义 Ｌｎ 性里 面 的 Ｒ ｂ ｅ ｏａ ｒ ｉｋ属 ｕｂ ｒｓｌｏ 进行 模拟 。同时 ，由于脉 动测试 时 建筑 物 的变 ｉ ｔ 形非 常小 ，为 ｇ 级 ，故分析 时将 模 型 ｉ ｌｏ１单元 中隔震支 座 的水平 刚度 取为 第－ Ｎ度 ， ｍ ｓａｒ ｏｔ － ￣ Ｊ
隔震的技术原理及应用论文
隔震的技术原理及应用论文隔震技术是一种用于减轻结构受到地震、风载或其它外力作用时的振动响应的方法。
其基本原理是通过在结构与地基之间插入隔离层，降低结构对地震能量的传递从而减少结构振动。
本文将介绍隔震技术的基本原理以及其在工程实践中的应用。
隔震技术的基本原理是通过在建筑结构与地基之间加入隔震装置，将结构与地震波之间的耦合降低到最低，从而减小结构的地震响应。
隔震装置通常采用弹簧和减震器等材料制成，可以吸收和消散地震波的能量。
当地震波传导到结构上时，隔震装置能够与地震波一起振动，消耗掉地震波的能量，减少了结构的振动。
隔震技术在工程实践中有着广泛的应用。
首先，隔震技术被广泛应用于大型公共建筑，如体育馆、博物馆等。
这些建筑通常需要承受大量人员聚集和活动带来的动力荷载，隔震技术可以有效降低建筑的振动，提高建筑的稳定性和安全性。
其次，隔震技术也被应用于桥梁工程中。
大型桥梁往往承受着车流和风载等动力荷载，隔震技术能够有效减小桥梁的振动，提高桥梁的稳定性和使用寿命。
此外，隔震技术还可以应用于核电站、石化厂和地铁等特殊工程，减少地震或外力对这些建筑的影响。
一篇相关的论文是《隔震结构的设计原理和方法研究》，该论文阐述了隔震结构的设计原则和方法。
首先，该论文介绍了隔震技术的基本原理和分类方法。
然后，论文对隔震结构的设计原则进行了详细阐述，包括隔震层的选择、隔震装置的设计和材料的选择等。
此外，论文还介绍了隔震结构设计中需要考虑的各种因素，如地震波的输入、结构的动力特性和隔震层的性能等。
最后，论文通过实例分析了几种典型的隔震结构，并对其性能进行了评估和比较。
综上所述，隔震技术通过在建筑结构与地基之间插入隔离层，降低结构对地震能量的传递，从而减少结构振动。
隔震技术在大型公共建筑、桥梁工程和特殊工程中有着广泛的应用。
《隔震结构的设计原理和方法研究》是一篇研究隔震技术的论文，详细介绍了隔震结构的设计原则和方法，以及几种典型隔震结构的性能评估和比较。
层间隔震结构的动力时程分析
｛ ） 别 为 上 下子 结 构 各 层 位 移 ， 和 、 分
分别 为 下 子结 构 顶 层 位 移 和 上 子 结 构 底 部 位 移 ， 对 于结 构 １位 移矢 量 为 一Ｅ ］ 刚度矩 阵 和质 ， ｘ ，
＿ ｛｝ ［ ｛｝ ０ Ｍ］呈 ＋ Ｋ］Ｘ 一
（） ５
（） ６
ｃ一 １ｆ １ Ｍ ＋ｌ 一 ｌ Ｋ
Ｉ
设 结构 做简 谐振 动 ， 有 则
｛ ｝一 ｛ ｓ ａ ，量 一一 ｛ ∞ ｓ ｗ Ｘ｝ｉ ￣ ｛ ｝ ｎ Ｘ｝ ｉ ｔ ｎ
一。２ ２ Ｉ Ｉ Ｍ＋ Ｋ一 ％
其 中， 一 ２ ∞ ㈨
量矩 阵分别 为
Ｋ 一
后 分 析层 间 隔震结 构 的 自振 特性 ， 通过对 隔震 支座 并
力 学 性能 描述 和 隔震 垫 数值 模 拟 完 成 隔 震 支 座 数值
Ｌ ］Ｍ 一『１ 优 ｂ 『 ｋ ｓ ］ Ｌ ¨ｍ］ － ｋｌ Ｊ
＿
模 型 的建 立 。本文 算例 是对 某 １ 的层 间 隔震 框架 ２层 进 行 有 限元 数 值模 拟 ， 算 出不设 隔震 层 和 隔震 层设 计 置 在 一层 柱顶 两种 情 况 下 结构 在 地 震 动 作 用 下 的 时
缝隙， 因此可 不必考虑 隔震 层与周 围结构 的预留距离 。 地震作 用 实 际上是 一个 加载 的 时间过 程 ， 当结构 在 强 烈地震 作 用下 由弹 性进 入塑 性 时 ， 必须 考 虑弹塑
１ 层 问隔震结构 的结构动力模 型建立
以层 问 隔震结 构 的 隔震 层作 为分 界 面 ， 为两 个 划 子结 构 ， 图 １ 示 。 如 所
隔震结构弹塑性分析方法
隔震结构地震反应弹塑性分析方法隔震结构是在建筑物的基础和上部结构之间设置一种可以产生相对滑移的滑板，也就是层可靠性很高的隔离层。
隔震结构的隔震原理：由于隔震层水平刚度较小，能延长了结构自振周期，避免了地震动的卓越周期，使结构的加速度反应减低而结构的位移反应增大。
对滑板之间的滑移摩擦力进行控制控制阻尼，由于隔震层具有较大的阻尼从而使结构的加速度反应和位移反应也有所减小。
结构地震反应是现代减震和隔震设计理论的核心内容，是验证结构减震和隔震性能的关键步骤。
根据计算分析理论的不同,地震反应弹塑性分析方法可分为FNA法、反应谱分析法、pushover分析法和动力反应法。
快速非线性分析(FNA)方法是一种非线性分析的有效方法，在这个方法中，非线性被作为外部荷载来处理，形成考虑非线性荷载并修正的模态方程。
该模态方程与结构线性模态方程相似，因此可以对模态方程进行类似于线性振型的分解求解，然后基于泰勒级数对解的近似表示，使用精确分段多项式积分对模态方程迭代求解。
最后基于前面分析所得到的非线性单元的变形和速度历史计算非线性力向量，并形成模态力向量，形成下一步迭代新的模态方程求解。
FNA方法适用于非线性结构动力分析求解，同时也可以对静力荷载分析工况进行求解。
反应谱法是一种拟动力方法，也是一种统计方法。
反应谱法考虑地面运动的强弱、场地土的性质以及结构的动力特性对地震的影响，因此可近似反应地震对结构的作用。
另外由于反应谱法与传统设计方法比较接近,因此得到了广泛的应用。
各国规范都给出了设计反应谱曲线。
反应谱法首先用动力方法计算质点体系地震反应去建立反应谱，再用加速度反应谱计算结构的最大惯性力作为结构的等效地震荷载，然后按照静力方法进行结构的计算和设计。
加速度反应谱是通过对一系列具有不同自振特性的单自由度体系输入地震动数据，记录每个单自由度体系的加速度最大反应，以结构的自振周期为横坐标对应的加速度反应为纵坐标绘出。
非线性静力分析法又称pushover分析法又称倾覆分析，指的是结构分析模型在一个结构高度为某种规定分布形式且逐渐增加的侧向力或侧向位移作用下，直至结构控制点达到目标位移的过程。
抗震设计中—隔震技术系统介绍
抗震设计中—隔震技术系统介绍隔震技术是一种基于结构工程的抗震设计方法，通过将结构与地面隔离，减小地震对建筑物的冲击力，从而保护建筑物的完整性和安全性。
隔震技术的应用可以有效降低地震对建筑物的破坏程度，提高建筑物的抗震能力。
隔震技术主要有两种类型：主动隔震和被动隔震。
主动隔震是指通过在建筑物的基座上安装隔震装置，主动地调整和抑制地震力。
主动隔震装置包括液体柱、液体阻尼器、液体弹簧等，通过调整装置的阻尼和刚度参数来减小地震力对建筑物的影响。
主动隔震技术具有自适应性和可控性，适用于各种建筑结构。
被动隔震是指在建筑物和地面之间设置隔震装置，被动地接受并减小地震力。
被动隔震装置包括隔震橡胶垫、摆隔震器、钢板摇摆器等。
被动隔震技术主要利用隔震装置的柔性和弹性特性，降低地震力对建筑物的传递。
被动隔震技术适用于各种建筑结构，特别是对于大型和高层建筑结构具有重要意义。
隔震技术系统的设计需要考虑以下几个因素：地震力的预测和计算、建筑结构的动力特性、隔震装置的选型和设计、建筑结构的整体抗震设计。
首先，地震力的预测和计算是隔震技术系统设计的基础。
通过对地震历史数据、地震区域特点和工程所在地的地形等进行综合分析，可以预测出可能发生的地震力。
然后，结合建筑结构的几何特征和材料性能等因素，进行地震力的计算，确定地震力作用于建筑物上的大小和方向。
其次，建筑结构的动力特性是隔震技术系统设计的重要依据。
通过对建筑物进行动力特性测试，包括自振频率、阻尼比和模态形态等参数的测定，可以了解建筑物的响应特性。
这些参数有助于确定隔震装置的刚度和阻尼参数，从而设计出合适的隔震系统。
隔震装置的选型和设计是隔震技术系统设计的核心内容。
根据建筑物的结构形式、尺度和性能要求等因素，选择合适的隔震装置。
不同的隔震装置具有不同的特点和适用范围，需要综合考虑建筑物的实际情况进行设计和选择。
最后，隔震技术系统设计需要与建筑结构的整体抗震设计相配合。
隔震技术系统设计应与建筑物的结构设计、材料选择、施工方法等紧密结合，形成一个完整的抗震设计方案。
地震作用下隔震钢框架的动力分析
隔震结构
Ｓ Ｐ ００默认值 。橡胶垫 的轴 向刚度为 １７ ０ｋ ｍｍ， Ａ ２０ ５ Ｎ／ 屈服前 刚
度为 １７ Ｎ ｍｍ， ．５ｋ ／ 屈服后刚度为 ０ ３ Ｎ／ ．５ｋ ｍｍ， 屈服力为 ２ Ｎ。 ２ｋ
罕遇地震 抗震结构 （ 一 ＝４ ０ｇ１ Ａ ０ ａ ） 隔震结构
中 图分 类 号 ： ３ ２ １ ＴＵ ５ ．２ 文献标识码 ： Ａ
１ 概 述
筑 场地 为 Ⅱ类场地 。输入 Ｅｌ ｅ ｔ ４ ｎｒ ＮＳ１ ０地震波 ， Ｃ ｏ ９ 将波的最大
罕遇 地震 下 的加 速度 峰值 地震是一种随机的 、 具有巨大破坏力 的自然灾 害。按照现行 幅值分别调至相 当于 ８度 多遇地 震 、 ７ ａ与 ４ ０ｇｌ ０ｇＩ ０ ａ， 选取等时间步长为 ０ ０ ， ．２Ｓ总时间历程 为 ３ 。 ０Ｓ 抗震规范设计 ¨ 的建筑 结构是通 过加强 结构 的强 度和 刚度 来抵 １ Ｊ
地 震 作 用 下 隔 震 钢 框 架 的 动 力 分 析
胡慧慧
摘
凤
银
要： 采用 Ｓ Ｐ ００建 立 了一个装有叠层橡胶 隔震器 的三维钢框 架有 限元模 型， Ａ ２０ 并对其 进行地震作用 下 的结构 非限
性 时程分析， 通过与没有设置 隔震器的抗震 结构 的对 比， 得到 了一些有意义 的结论。 关键词 ： 钢框架 ， 叠层橡胶隔震器 ， 非线性时程分析 ， 地震作用
隔震结构
３０３ ．５
３０４ ．３
２ ６５ ｌ ０ ４ ２ ．５ ．１
０３３ ．２
由表 １可知 ， 抗震 结构 的基本 周期 为 ０ ６ ０Ｓ 隔震结 构是 ．２ ，
３ ０ ３ｓ后者几 乎接 近为前者 的 ５倍 ， ．５ ， 隔震层 大大地延长 了整个 结构 的基本周期 ， 从而使表 ３中的基底剪力也大为减小 。在多遇
建筑物隔震技术
建筑物隔震技术随着城市化进程的加快和人们对舒适、安全居住环境的要求越来越高，建筑物隔震技术越来越受到人们的关注。
本文将对建筑物隔震技术的原理、分类、发展现状以及优缺点进行介绍和分析。
一、建筑物隔震技术的原理建筑物隔震技术是指通过将建筑结构与地基之间设置隔震装置，减小地震等外力对建筑物的影响，保护建筑物及其内部设备、人员的安全的技术手段。
隔震装置主要通过调整动力特性来减小地震力的传递。
建筑物隔震的原理主要有两种类型：一是利用弹簧隔震；二是利用液体隔震。
弹簧隔震主要是通过在结构与地基之间设置弹簧，使结构自由地在地基上来回滑动，从而减小地震力的传递。
液体隔震则是通过设置液体隔震器，将液体放置在隔震器内，通过液体的黏滞阻尼来减小地震作用。
二、建筑物隔震技术的分类根据隔震装置与建筑物之间的连接形式，建筑物隔震技术可分为三种类型：一是间接隔震技术，即将隔震装置与建筑物通过固定板连接；二是直接隔震技术，即将隔震装置直接与建筑物连接；三是半隔震技术，即通过某种方式将隔震装置与建筑物连接。
根据隔震装置的不同特点，建筑物隔震技术又可分为摩擦隔震、橡胶隔震、弹簧隔震、液体隔震等几种类型。
摩擦隔震主要通过摩擦力来减小地震作用，橡胶隔震则是利用橡胶材料的弹性特性来减小地震力，弹簧隔震则是通过弹簧的力学特性来减小地震作用，液体隔震则主要通过调整液体的黏滞阻尼特性来减小地震力。
三、建筑物隔震技术的发展现状建筑物隔震技术的发展与地震工程的发展密切相关。
随着对地震研究的不断深入和对建筑物安全性的要求提高，建筑物隔震技术逐渐得到应用和完善。
在国际上，隔震技术已被广泛应用于高层建筑、大型桥梁以及核电站等重要工程中。
日本是建筑物隔震技术的先行者和主要应用国家之一，经过多年的研究和实践，已取得了丰硕的成果。
中国也在大型桥梁、地铁等领域开始了建筑物隔震技术的应用。
建筑物隔震技术的发展还受到经济、社会和技术等因素的制约。
隔震技术的应用需要投入大量的资金和人力，并且对设计、施工和维护等方面都有较高的要求。
层间隔震结构动力特性及地震响应分析
楼层的加速度幅值减小 ， 层间位移幅值也减小， 变形集中在隔震层； 可以有效地减小各层层间剪力 ， 层间隔震结构具
有 良好 的减震效果 。
关键词 ： 间隔震 ； 层 橡胶支座 ； 动力特 性 ； 震响应 ； ｔ ｇ 有限元分析
增加 ， 有效地延长了建筑物的基本周期 ， 使结构的基 本周期远离建筑场地的卓越周期 ， 而避开 了地震 从
的主要携能频带 ， 减轻了结构的地震反应 。
间隔震。框架剪力墙结构采用 Ｃ ０ Ａ 混凝土 ， 弹性模
１０ ２
表 １ 结构的 自振频率
甘
肃
科
技
第 ２ 卷 ７
抗震结构
Ｏ７６１ ．２ ２
１ ａ水 平 动 刚 度 为 １Ｎ ｍ 等 效 粘滞 阻尼 比 ＯＰ ， ｋ ／ ｍ，
上述建立得到两种结构三维有限元模型 ， 图 １ 如 所
示。
的。这种方法主要是依靠结构 自身的塑性变形和延 ０ ２ ； 面厚为 １０ ｍ， ．３ 楼 ２ ｍ 剪力墙厚为 ３０ ｍ。根据 ０ｒ ａ
了解框架剪力墙结构的层 间隔震 效果 ， 文以十二 本
０ ８５ １ ． ４ ６
１ １６ １ ．３ ２ １４４ ２ ．２ ５ １４ ３２ ．９ ４ １６ １８ ．３ ５ １９９ ３ ．８ ７
２ ２７ ５ ． １９ ２ ３ １９ ．７ ８ ２７８１ ．９ ２
况， 峰值为 ４ ０ａ， ０ｇｌ时间间隔为 ０ ０ ｓ持 时为 ２ ｓ ．２， ０。 对抗震结构和层间隔震结构依次输入上述地震波进 行地震反应分析 ， 分别得到结构层间位移幅值、 加速 度幅值及层间剪力 ， 见表 ２ ４所示 。 ～ 从表 ２— ４中有关层间位移、 加速度及层间剪力 中可知 ， 在罕遇地震作用下 ， 层间隔震结构各楼层层 间位移 比抗震结构各楼层层间位移均减小 ， 变形主 要集 中在隔震层 ， 从而抑制 了水平地震作用 向上部 结构 的传递 ； 抗震结构与层 间隔震结构的位移 幅值 反应 比最大为 ２ ．７ ； 隔震层上部结构基本作整 ５ ３３且 体平动 ， 所以层间隔震结构 能有效地减小结构的地 震位移反应。在罕遇地震作用下 ， 采用橡胶 隔震支 座的层间隔震结构各楼层的相对加速度幅值均 比抗 震结构相应楼层加速度幅值减小 ， 抗震结构与层 间 隔震结构加速度 幅值反应 比最大为 ５ ４０ 表 明结 ．７ ， 构采用橡胶隔震支座进行层间隔震能较好地降低结 构水平地震反应 ， 具有 良好 的隔震效果 。从抗震结 构与层 间隔震结构的层 间剪力分析对 比可知， 间 层 隔震结构可 以有效地减小结构的各层间剪力。
层间隔震建筑结构设计方法与应用
层间隔震建筑结构设计方法与应用【摘要】地震灾害给人类带来的损失是极其残酷的，所以如今的建筑物的抗震性能就应该有所提高。
针对不用的建筑物应该使用不同的抗震技术，尽可能达到抗震效果的最大化。
本文将从层间隔震结构模型、层间隔震结构设计计算方法和动力特性、层间隔震结构体系简化估算设计方法以及应用几个方面进行简要分析和探讨。
【关键词】层间隔震，结构设计，隔震设计，应用中图分类号： tu318 文献标识码： a 文章编号：一、前言二十世纪以来，建筑物结构的抗震设计的研究已经成为了重点。
随着建筑结构应用的范围扩张，设计理念和方法也逐渐的成熟，在很多次大地震后的数据表明，传统方式的抗震设计还存在很多不妥善的地方，在这样的背景下，抗震工程师就要对抗震设计方法寻求新型设计理念。
此时，层间隔震结构设计方式就应运而生了。
层间隔震建筑结构方式一般都用于旧房改造，因为从施工的角度来说比较简单容易操作。
但是这种隔震方式效果不是特别明显，一般是在十分之一到十分之三的范围内，这主要是由于层间隔震的实际作用无法参与到建筑物的整体结构当中去，因此达到的效果不是特别显著。
层间隔震方法主要依靠设置在建筑结构各层间隔的减震装置吸收或者减弱地震的能量，来减少地震对建筑物的损害。
二、层间隔震结构的原理以及简化分析模型1.层间隔震结构的原理层间隔震结构是在上部某两结构层间设置隔震层，以隔离地震动的水平成份向隔震层上部结构的传递，减小结构所受的地震作用，并通过隔震层上部结构对下部结构的耦合作用，减小隔震层下部结构的地震反应，从而降低整体结构的震害。
层间隔震结构的工作机理与基础隔震结构和tmd系统（调谐质量阻尼系统）的工作机理不同。
2.层间隔震结构简化分析模型（一）两质点模型两质点模型是比较简单的模型形式，通过隔震层将建筑分为两个部分，上部结构包含隔震层，下部结构是一个简单的质点，这样就得到两个质点的计算模型，如图2.1所示。
这种模型突出层间隔震结构的影响系数用于层间隔震结构进行参数分析。
减隔震导则
减隔震导则随着科技的不断发展，人们对建筑结构的安全性要求也越来越高。
在地震频发的地区，减隔震技术成为了一种重要的抗震手段。
减隔震导则是指在建筑设计和施工过程中遵循的减隔震原则和规范。
本文将介绍减隔震导则的背景、原则和实施方法。
一、背景地震是一种破坏性极大的自然灾害，对人民生命财产造成严重威胁。
尽管现代科技可以提前预警地震的发生，但建筑结构的抗震能力仍然是减少地震灾害损失的关键。
减隔震技术通过改变建筑结构的动力特性，减少地震对建筑物的影响，提高其抗震能力。
二、原则1. 基础设计原则：减隔震导则要求建筑的基础设计要足够坚固，能够承受地震产生的水平和垂直力。
2. 结构设计原则：减隔震导则要求建筑的结构设计要合理，能够通过减震装置将地震能量转移到地基或其他结构上，减少对主体结构的影响。
3. 施工原则：减隔震导则要求建筑施工过程中要严格按照设计要求进行，确保减震装置的正确安装和使用。
三、实施方法1. 减震装置的选择：根据建筑物的性质和地震频率，选择合适的减震装置。
常见的减震装置包括橡胶隔震器、钢筋混凝土摩擦隔震器等。
2. 结构的设计和分析：通过计算和模拟分析，确定建筑物的减隔震导则，包括减震装置的类型、数量和位置等。
3. 施工过程中的监控和质量控制：在减隔震装置的安装过程中，需要进行监控和质量控制，确保装置的正确安装和可靠性。
4. 合理利用减隔震效果：在建筑物的使用过程中，要合理利用减隔震效果，减少地震对建筑物的影响。
四、应用案例1. 台北101大楼：台北101大楼是世界上最高的摩天大楼之一，采用了大量的减隔震技术，包括减震器、隔震橡胶等。
在2008年的汶川地震中，台北101大楼几乎没有受到影响，证明了减隔震技术在地震中的有效性。
2. 某地铁隧道工程：某地铁隧道工程在设计和施工过程中采用了减隔震导则，通过减震装置将地震能量转移到地基上，减少对隧道结构的影响。
五、总结减隔震导则是一种重要的抗震设计原则和规范，通过减震装置和合理的建筑结构设计，可以提高建筑物的抗震能力，减少地震灾害的损失。
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隔震结构的基本原理及动力分析
摘要：本文根据现行的《建筑抗震设计规范》，介绍了隔震结构的基本原理、实用范围和设计与分析方法，并通过一隔震结构的设计实例说明隔着结构的优越性。
关键词：基础隔震；地震响应；时程分析法；
引言
目前，我国和世界各国普遍采用的传统抗震方法是将建筑物设计为“延性结构”，通过适当控制调整结构物的自身刚度和强度，使结构构件(如梁、柱、墙、节点等)在强烈地震时进入非弹性状态后具有较大的延性，从而通过塑性变形消耗地震能量，减轻建筑物的地震反应，使整个结构“裂而不倒”，这就是“延性结构体系”[1~3]。
它的设防目标是“小震不坏”、“中震可修”、“大震不倒”。
实践证明，这种方法对减轻地震灾害起到了积极作用，但是这种传统的结构抗震方法有其明显的不足，随着我国经济的高速发展，对建筑功能要求越来越高，结构的形式越来越多样化、复杂化，很多重要的建筑（电力、通讯中心、核电站、纪念性的建筑、海洋平台等）结构及内部设备的破化将造成巨大的经济损失。
对这类建筑的抗震性能提出更高的要求——结构不允许进入塑性工作阶段，因此采用传统抗震方法很难满足此类建筑抗震要求。
面对新的社会要求，各国地震工程专家一直寻求新的结构抗震设计途径，以隔震为代表的“结构振动控制技术”便是这种努力的结果[4~6]。
1、隔震结构的基本原理
结构隔震体系是指在建筑物上部结构的底部与基础面之间设置某种隔震装置，使之与固结于地基中的基础地面分离开来的一种结构体系[6]。
隔震结构的基本原理可以用图1进一步阐明。
图中三条曲线表示不同的阻尼大小，为普通中低层建筑的自振周期，为隔震层建筑的自振周期。
（a）加速度反应谱（b）位移反应谱
图1隔震原理
从图中可以看出，结构自振周期延长，结构的地震加速度反应减小，地震位移反应增大；结构阻尼增大，结构的地震加速度反应和位移反应均减小。
隔震系统的水平刚度远远低于上部结构的抗侧刚度，因此，结构的自振周期大大延长，
避开地震动的卓越周期，使结构的地震加速度反应大大减小，变形主要集中消耗在隔震层，输入到结构的地震能量主要被隔震层消耗，而上部结构相对变形非常小。
同时，加大隔震层的阻尼，消耗地震输入能量，能够很好的抑制隔震层位移和减小上部结构的加速度。
从减震效果考虑，适合采用隔震体系的建筑最好满足以下条件：
（1）体型基本规则的低层和多层，高度不超过40m，以剪切变形为主的建筑结构。
根据日、美等国的经验，不隔震时基本周期小于1.0秒的结构，减震效果最佳。
（2）坚硬的场地适合于隔震建筑。
我国Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类场地的反应谱特征周期均较小，这样可避开隔震后的结构周期，避免场地土与建筑物之间发生共振，故可建造隔震建筑。
（3）要求风荷载和其它非地震作用的水平荷载标准值产生的总水平力不宜超过结构总重力的10%，有利于隔震结构具有可靠的抗倾覆能力。
2、设计与分析方法
我国现行隔震设计规范规定，对结构的地震响应分析主要采用时程分析法。
为了和传统的抗震设计衔接起来，使隔震结构的设计能够被广大的工程结构设计人员方便地掌握和使用，引入了分部设计法和水平向减震系数两个重要的概念。
（1）分部设计法是将整个隔震结构体系分成：上部结构(隔震层以上结构)、隔震层、下部结构（隔震层以下结构）和基础四部分，分别进行设计。
（2）水平向减震系数概念，是在设防烈度多遇地震下，结构隔震与非隔震时，各层层间剪力比的最大值。
而在实际隔震结构设计中，为了提高隔震结构的抗震设防目标，水平向减震系数取层间剪力比最大值的1/0.7倍。
水平向减震系数代表了隔震设计的减震效果。
3、计算算例
采用意实际工程算例说明隔震结构的优越性，选用四个实际的地震波，分别是EL-Centro波、Taft波，加速度峰值小震下调幅至0.7m/s2，相当于8度区（0.2g）设防烈度。
其动力参数见下表1所示：
表1非比例阻尼隔震结构的参数
表2输入EL-Centro波，上部结构的最大层间位移和剪力
表3输入Taft波，上部结构的最大层间位移和剪力
由表2和表3中的数据可以看出，隔震建筑与非隔震建筑相比较，结构的层间位移和剪力均大幅减小，使得结构具有更大的安全度。
4 结论
通过上述理论和算例分析可知，与传统的抗震结构相比，隔震结构具有如下优点：
从抗震概念上讲，传统的抗震体系采用“硬抗”的旧概念，即加强结构自身的刚度和强度来“抵抗”地震作用；而隔震体系应用了“以柔克刚”的新概念，即调整整个结构的动力特性（主要是刚度和阻尼）来减少、消耗地震输入的能量。
因此，隔震结构明显有效的减轻了结构的地震反应，提高了整个结构的安全度。
结构的地震反应明显减小，使得上部结构的建筑设计更加自由、灵活，增大建筑设计自由度，例如：在高烈度区，可采用大开间单元建筑、不规则建筑结构物。
地震中，隔震建筑的主要变形集中在隔震层，整个上部结构“基本”平动，层间水平位移很小。
因此防止了建筑物内部设备、家具等物品的振动、倾倒和非结构构建的损坏，大大减轻了地震中次生灾害的发生。
参考文献
[1] GB50011—2001,建筑抗震设计规范[S].北京：中国建筑工业出版社,2001
[2] 李杰,李国强编著. 地震工程学导论[M].北京: 地震工程出版社, 1992
[3] 周锡元,俞瑞芳.建筑结构抗震设计方法的新进展[J]．建筑结构, 2006, 36(1): 25 —33
[4] 唐家祥,刘再华.建筑结构基础隔震.武汉:华中理工大学出版社,1993.
[5] 日本免震构造协会编，叶列平译. 图解隔震结构入门. 北京：科学出版社, 1998.
[6] 周福霖. 工程结构减震控制[M]. 北京: 地震出版社, 1997.。