隔震结构的基本特性和减震机理
浅析建筑结构隔震与减震原理及技术
浅析建筑结构隔震与减震原理及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)。
土木工程中的减隔震结构设计原理与应用
土木工程中的减隔震结构设计原理与应用一、减隔震结构设计的原理减隔震结构设计的核心思想是通过在结构中设置减隔震装置，减少地震能量向建筑物的传递，从而降低结构的地震响应，保护主体结构和内部设施的安全。
1、减震原理减震技术主要是通过在结构中安装阻尼器来消耗地震能量。
阻尼器能够在结构受到地震作用时产生较大的阻尼力，将地震输入的能量转化为热能等形式耗散掉，从而减小结构的振动幅度。
常见的阻尼器包括粘滞阻尼器、金属阻尼器和摩擦阻尼器等。
粘滞阻尼器利用液体的粘性来产生阻尼力，其阻尼力与速度成正比，能够在结构振动时迅速消耗能量。
金属阻尼器则通过金属材料的塑性变形来吸收能量，具有稳定的力学性能和较高的耗能能力。
摩擦阻尼器依靠接触面之间的摩擦力来消耗能量，其构造简单，可靠性高。
2、隔震原理隔震技术是在建筑物基础与上部结构之间设置隔震层，延长结构的自振周期，避开地震的卓越周期，从而减少地震能量的输入。
隔震层通常由隔震支座组成，如橡胶支座、滑动支座等。
橡胶支座具有良好的竖向承载能力和水平变形能力，能够在地震时产生较大的水平位移，从而减小上部结构的加速度响应。
滑动支座则通过接触面的滑动来实现隔震效果，其具有较低的水平刚度和较大的位移能力。
二、减隔震结构设计的应用1、桥梁工程在桥梁结构中，减隔震技术可以有效地减少地震对桥梁的破坏。
例如，在桥墩与梁体之间设置减隔震支座，能够减小桥梁的地震响应，防止桥墩的倒塌和梁体的落梁。
此外，在桥梁的连接部位安装阻尼器，可以消耗地震能量，提高桥梁的整体性和抗震性能。
2、高层建筑对于高层建筑，采用减隔震结构设计可以显著降低地震作用下的水平位移和加速度，提高居住和使用的舒适性。
在基础部位设置隔震层，能够减少地震能量向上部结构的传递，保护主体结构和非结构构件的安全。
3、工业厂房工业厂房中往往存在大型设备和精密仪器，对地震的敏感性较高。
通过采用减隔震技术，可以降低厂房结构的地震响应，保证设备的正常运行和生产的连续性。
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。
隔震结构的基本原理及动力分析
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。
建筑隔震技术原理
建筑隔震技术原理建筑隔震技术是一种通过将建筑物与地基隔离的方法，旨在减少地震震动对建筑物的破坏和损失。
它适用于地震频发地区，能够在地震发生时有效地减小建筑物的震动，保护人员的生命财产安全。
下面将介绍建筑隔震技术的原理。
一、建筑隔震技术的基本原理建筑隔震技术的基本原理是通过在建筑物的地基与基础之间设置隔离层，使其能够在地震中与地面分离，从而减小地震波对建筑物的传递。
隔离层通常采用弹簧、摩擦器、沉箱等材料制成，其特点是能够在地震中吸收和消散大部分的地震能量，减小建筑物的振动幅度。
隔离层的设置可以大大降低建筑物的震动位移和加速度，有效改善建筑物的地震响应。
二、建筑隔震技术的工作原理建筑隔震技术是利用隔离层的特性，通过吸收和分散地震波能量来保护建筑物。
在地震发生时，隔离层能够减少地震波的传递，并将部分地震能转化为热能。
具体来说，建筑隔震技术有以下几个工作原理：1. 隔离抗震原理：隔震层可以将地震波的能量转化为隔离层自身的形变能，并将其分散到地震波经过建筑物的过程中。
隔离层的存在可以有效降低建筑物的动力反应，减少其对外力的响应。
2. 降低地震波传递：隔震层在地震波传递过程中能够减小波峰和波谷的传递效果，将地震波的振动能量减少到建筑物较低的程度。
这样可以降低建筑物的震动强度，减小墙体和结构的震动幅度，使建筑物在地震中受到的损害降至最低。
3. 减小建筑物的加速度：隔离层的引入可以改变建筑物在地震中的运动方式，减小建筑物的加速度，提高建筑物在地震中的稳定性。
这样可以避免建筑物因地震引起的倾斜、位移等现象，保护建筑物中的人员的生命安全。
4. 降低震害风险：隔离层的设置可以减小地震对建筑物的影响，减弱结构的震动，防止房屋发生坍塌和破坏。
这样可以大大降低地震发生时的人员伤亡和财产损失，提高抗震能力。
三、建筑隔震技术的具体应用建筑隔震技术已经在世界范围内得到广泛应用，主要应用于大型建筑物、桥梁、核电站等对地震反应要求较高的场所。
隔振 防震原理略谈
隔震技术原理略谈结构减震，隔震方法的研究和应用开始于20世纪60年代，70年代以来发展速度很快。
隔震的本质和目的就是将结构与可能引起破坏的地面运动尽可能分离开来，要达到这个目的，一般可通过延长结构的基本周期，避开地震能量集中的范围，来降低结构的地震作用。
（一）结构隔震的概念与原理1、房屋基础隔震的概念：在建筑物基础与上部结构之间设置隔震装置（或系统）形成隔震层，把房屋结构与基础隔离开来，利用隔震装置来隔离或耗散地震能量以避免或减少地震能量向上部结构传输，以减少建筑物的地震反应，实现地震时建筑物只发生轻微运动和变形，从而使建筑物在地震作用下不损坏或倒塌的抗震方法。
2、基础隔震的原理：通过设置隔震装置系统形成隔震层,延长结构的周期，适当增加结构的阻尼,使结构的加速度反应大大减少,同时使结构的位移集中于隔震层,上部结构像刚体一样,自身相对位移很小，结构基本上处于弹性工作状态，从而建筑物不产生破坏或倒塌。
3、隔震结构的组成及特性：隔震系统一般由隔震器、阻尼器等所构成，它具有竖向刚度大、水平刚度小，能提供较大阻尼的特点。
（二）隔震系统的组成隔震系统一般由隔震器、阻尼器、地基微震动与风反应控制装置等部分组成。
在实际应用中，通常可使几种功能由同一元件完成，以方便使用。
1、隔震器的主要作用：1）在竖向支撑建筑物的重量；2）在水平方向具有弹性，能提供一定的水平刚度，延长建筑物的基本周期，以避开地震动的卓越周期，降低建筑物的地震反应，能提供较大的变形能力和自复位能力。
阻尼器的主要作用是吸收或耗散地震能量，抑制结构产生大的位移反应，同时在地震终了时帮助隔震器迅速复位。
地基微震动与风反应控制装置的主要作用是增加隔震系统的初期刚度，使建筑物在风荷载或轻微地震作用下保持稳定。
2、常用的隔震器：叠层橡胶支座、螺旋弹簧支座、摩擦滑移支座等。
目前国内外应用最广泛的是叠层橡胶支座，它又可分为普通橡胶支座、铅芯橡胶支座、高阻尼橡胶支座等。
隔震资料
、结构隔震的原理与隔震结构的特点（一）结构隔震的概念与原理1、房屋基础隔震的概念：在建筑物基础与上部结构之间设置隔震装置（或系统）形成隔震层，把房屋结构与基础隔离开来，利用隔震装置来隔离或耗散地震能量以避免或减少地震能量向上部结构传输，以减少建筑物的地震反应，实现地震时建筑物只发生轻微运动和变形，从而使建筑物在地震作用下不损坏或倒塌的抗震方法。
2、基础隔震的原理：通过设置隔震装置系统形成隔震层,延长结构的周期，适当增加结构的阻尼,使结构的加速度反应大大减少,同时使结构的位移集中于隔震层,上部结构像刚体一样,自身相对位移很小，结构基本上处于弹性工作状态，从而建筑物不产生破坏或倒塌。
3、隔震结构的组成及特性：隔震系统一般由隔震器、阻尼器等所构成，它具有竖向刚度大、水平刚度小，能提供较大阻尼的特点。
基础隔震结构的模型图（a）隔震结构；（b）计算模型为达到明显减震效果，通常基础隔震系统需具备以下四种特性：（1）承载特性：具有足够的竖向强度和刚度以支撑上部结构的重量；（2）隔震特性：具有足够的水平初始刚度，在风载和小震作用下，体系能保持在弹性范围内，满足正常使用的要求，而中强地震时，其水平刚度较小，结构为柔性隔震结构体系；（3）复位特性：地震后，上部结构能回复到初始状态，满足正常的使用要求；（4）耗能特性：隔震系统本身具有较大的阻尼，地震时能耗散足够的能量，从而降低上部结构所吸收的地震能量。
（二）隔震结构的特点隔震结构通过隔震层的集中大变形和所提供的阻尼将地震能量隔离或耗散，地震能量不能向上部结构全部传输，因而，上部结构的地震反应大大减小，振动减轻，结构不产生破坏，人员安全和财产安全均可以得到保证。
传统抗震房屋与隔震房屋在地震中的情况对比（a）传统抗震房屋、强烈晃动；（b）隔震房屋、轻微晃动为传统抗震结构与隔震结构在地震时的反应对比。
与传统抗震结构相比，隔震结构具有以下优点：①提高了地震时结构的安全性；②上部结构设计更加灵活，抗震措施简单明了；③防止内部物品的振动、移动、翻倒，减少了次生灾害；④防止非结构构件的损坏；⑤抑制了振动时的不舒适感，提高了安全感和居住性；⑥可以保持机械、仪表、器具的功能；⑦震后无需修复，具有明显的社会和经济效益；⑧经合理设计，可以降低工程造价。
结构隔震、减震设计与制振技术
一九九四年九月十六日，台湾海峡发生了7.3级地震，震源距离汕头市约200公里，汕头市烈度为6度，各类房屋摇晃厉害，居民惊惶失措，水桶里的水溅出了1/3左右……而陵海路隔震楼上的人并没有感到晃动，听到毗邻楼房和邻街喧闹声后下楼才知道发生了地震。
日本阪神大地震 一九九五年一月十七日发生了日本阪神大地震。震级7.2级，是日本战后最大地震灾害。 在这次地震中，有二幢隔震结构建筑得到了地震观测记录。从这些记录可以看到隔震房屋在大地震中发挥了隔震效果，证实了隔震结构的有效性。 WEST大厦(西部邮政大楼)建筑面积46000m2，6层，是日本最大的隔震建筑。该建筑距震源东北35公里，在基础、l层和6层进行了地震记录观测。
03
耗能特性：隔震系统本身具有较大的阻尼，地震时能耗散足够的能量，从而降低上部结构所吸收的地震能量。
04
河合浩藏的“地震时不受大震动的结构” 右图是1891年河合浩藏的“地震时不受大震动的结构”。其隔震思路是在地基上并排铺设了数层圆木，并且把建筑物周围挖空，从而地震时可对上部建筑起到隔震 基础隔震的概念早在19世纪已有人提过，广义的隔震方案则更是源渊流长，如北京故宫就设有糯米加石灰的柔性减震支座层；现代的基础隔震理论和实践开始于上世纪70年代，基础隔震方案很多，下面作简单介绍
213
263
300
基础
193
57
106
1层
377
75
103
6层
上下
南北
东西
地震观测 位置
方向
隔震橡胶支座包括天然夹层橡胶支座、铅芯橡胶支座，高阻尼橡胶支座等 。
天然夹层隔震橡胶支座 天然夹层橡胶支座构造如图所示。天然夹层橡胶支座具有较大的竖向刚度，承受建筑物的重量时竖向变形小，而水平刚度较小，且线性性能好。由于天然夹层橡胶支座的阻尼很小，不具备足够的耗能能力，所以在结构使用中一般同其它阻尼器或耗能设备联合使用。
隔震结构的原理及特点
隔震结构的原理及特点我在建筑这行混了不少年头，这隔震结构啊，可是个相当了不起的玩意儿，它的原理和特点可值得好好唠唠。
我跟刚入行的小伙子讲：“你看啊，这隔震结构的原理呢，就像是给建筑穿上了一双超级减震的鞋子。
平常咱遇到地震，地面一摇晃，那力量就直接传给建筑，就像有人狠狠推了建筑一把，建筑肯定受不了。
但有了隔震结构就不一样啦。
它在建筑底部和基础之间加了隔震层，这隔震层里有橡胶隔震支座之类的东西。
我拿着一个橡胶隔震支座模型，跟小伙子比划着说，你就把这个当成建筑的‘软垫子’，当地震波传来的时候，它就像个弹性十足的大弹簧，把地震的冲击力给吸收掉一大半。
我一边说，一边用力按压模型，展示它的弹性，脸上满是得意，就好像这发明是我搞出来的似的。
”小伙子眼睛亮晶晶地听着，我接着说：“这隔震结构的特点啊，首先就是能大大降低地震对建筑的破坏。
我曾经见过一次小地震后，旁边普通建筑的墙都裂了，可隔震建筑呢，就像个没事人一样，稳稳当当的。
我当时就跟旁边的人说，这隔震建筑就像个功夫高手，面对地震的攻击，轻松就化解了。
而且啊，隔震结构还能让建筑里的人感觉更舒适。
我想象着地震时在隔震建筑里的情景，跟小伙子说，就像你坐在一辆超级平稳的汽车里，外面虽然颠簸，但你在车里几乎感觉不到，该干啥干啥，不会吓得惊慌失措。
”说到隔震结构的耐久性，我皱着眉头说：“不过呢，这隔震结构也得好好维护。
那些橡胶隔震支座时间长了可能会老化，就像人老了身体机能下降一样。
我有次检查一个老的隔震建筑，就特别留意那些支座，我跟同事说，这橡胶支座就像建筑的‘关节’，关节不好使了，建筑也会出问题，所以得定期检查，该换就得换，不然等大震来了，可就麻烦了。
”我又想到了隔震结构的成本：“这隔震结构的成本嘛，确实比普通建筑要高一些。
就像你买个高配的手机，功能多，价格自然贵。
但是你想想，它能在地震时保护建筑和人的安全，这钱花得还是很值的。
我跟业主解释的时候，就说这是对未来的一种投资，就像给建筑买了一份超级保险，以后遇到地震就不怕了，能安安心心地过日子，不用担心房子塌了没地方住。
减震与隔震原理
减震与隔震原理1.抗震结构、隔震结构与消能减震结构⏹基础隔震和层间隔震⏹隔震技术原理远离地震卓越周期增大结构的阻尼⏹基础隔震系统需具备以下四种特性承载特性隔震特性复位特性耗能特性隔震体系的发展历程1891年河合浩藏的“地震时不受大震动的结构”。
J.A.Calantarient于1909年提出的隔震结构中村太郎于1927年提出的隔震结构方案。
在这种隔震系统中已使用阻尼泵来耗散地震动的能量，并且在该建筑地下层柱的上下端采用铰接构造，建筑物可以水平自由移动。
柔性层结构隔震概念由Martel在1929年提出，由Green(1935年)和Jacobasen(1938年)进一步加以研究与完善；下图是真岛健三郎于1934年的柔性层结构。
隔震橡胶支座系统世界第一棟隔震房屋T h e W i l l i a m C l a y t o n B u i l d i n g我国第一棟橡胶隔震房屋(8层住宅）汕头联合国项目1989-1993太原市图书挡案馆隔震楼(6层) 1998乌鲁木齐石化厂区隔震住宅楼群（38栋，13万m2）2000年, 当年世界面积最大隔震住宅群首层隔震广东澄海政府干部住宅楼（7层）层间隔震:首层顶隔震汕头博物馆19962.橡胶支座的分类⏹橡胶隔震支座(RB)⏹铅芯橡胶隔震支座(LRB)⏹高阻尼橡胶隔震支座(HRB)3. 耗能减震结构耗能减震技术是在结构物某些部位（如支撑、剪力墙、连接缝或连接件）设置耗能（阻尼）装置（或元件），通过该装置产生摩擦，弯曲（或剪切、扭转）弹塑性（或粘弹性）滞回变形来耗散或吸收地震输入结构的能量，以减小主体结构的地震反应，从而避免结构产生破坏或倒塌，达到减震控制的目的。
基本原理：在消能减震结构体系中，消能(阻尼)装置或元件在主体结构进入非弹性状态前率先进入耗能工作状态，充分发挥耗能作用，消耗掉输入结构体系的大量地震能量，使结构本身需消耗的能量很少，这意味着结构反应将大大减小，从而有效地保护了主体结构，使其不再受到损伤或破坏。
建筑结构隔震与减振技术研究
建筑结构隔震与减振技术研究随着科技的不断进步和人们对安全性的要求日益提高，建筑结构隔震与减振技术在工程实践中得到了广泛应用。
本文将对建筑结构隔震与减振技术的原理、方法和应用案例进行研究和探讨。
一、隔震技术的原理和方法1. 原理建筑结构隔震技术的核心原理是通过在建筑结构与地基之间引入隔震装置，将地震或振动波动的能量分散和吸收，降低地震造成的结构破坏和震害后果。
隔震装置通常由弹簧、减振器等组成，能够有效地吸收和减少结构受力，提高建筑的安全性能。
2. 方法（1）基础隔震基础隔震是指在建筑的基础上设置隔震装置，用以减少地震波对建筑的传递。
常见的基础隔震装置包括橡胶隔震支座和液压隔震支座等。
（2）结构隔震结构隔震是指在建筑的结构中设置隔震装置，用以减少地震波对结构的影响。
常见的结构隔震装置包括摩擦隔震装置和轴向力隔震装置等。
（3）附加质量减振附加质量减振是通过在建筑结构上附加质量来达到减振的效果。
常见的附加质量减振装置包括质量块、液压质量阻尼器等。
二、建筑结构隔震与减振技术的应用案例1. 地震高发区建筑隔震在地震高发区，建筑结构隔震技术被广泛应用于高层建筑、桥梁、核电站等重要工程。
例如，日本东京塔是一座采用基础隔震技术的高层建筑，具备较强的地震抗震性能。
2. 振动环境恶劣区建筑减振在振动环境恶劣区，建筑结构减振技术能够减少振动对建筑物的影响，提高结构的稳定性和使用寿命。
例如，美国旧金山金门大桥采用了摩擦隔震器技术，使桥梁在风震和地震条件下能够保持相对稳定。
三、建筑结构隔震与减振技术的发展趋势1. 多层次、多角度的应用未来建筑结构隔震与减振技术将更加关注不同层次、不同结构形式的建筑物，并在设计和施工过程中充分考虑不同方向的地震和振动。
2. 新材料的应用新材料的发展将推动建筑结构隔震与减振技术的创新，如纳米材料、聚合物材料等，能够提高隔震装置的性能和稳定性，从而提高建筑的安全性能。
总结：建筑结构隔震与减振技术作为一项重要的工程技术，对建筑物的安全性和使用寿命有着重要的影响。
隔震结构体系的原理分析
隔震结构体系的原理分析摘要：随着国民经济的不断发展，建筑抗震设计的要求也不断提高，各种耗能减震技术的应用也越来越广泛。
隔震结构体系通过在结构的底部和基础之间设置一个柔性的隔震层来耗散地震能量。
隔震层的设置，显著地降低了地震动的作用，很好地控制了地震作用下的结构响应，提高了建筑物的抗震性能。
关键词：隔震结构体系；耗能减震技术；隔震层；叠层橡胶支座；摩擦隔震系统1.隔震结构体系的基本原理隔震结构体系主要有三个部分组成：一是上部结构，二是隔震层，三是下部结构。
隔震层主要包括耗能元件和隔震元件，这两种元件的变形能力强，水平刚度小于上部结构的刚度，因此，结构的基本周期将被延长，和场地的卓越周期相互错开，从而使结构的地震作用效应大大减小。
隔震元件赋予了结构在基础面上做柔性滑动的能力，可延长结构的固有周期。
阻尼元件则给隔震层提供耗能能力，且自身拥有合适的刚度，防止结构在风荷载和地震的作用下产生较大位移。
为了使结构拥有优良的的减震能力，同时又可满足正常使用情况下的变形条件，隔震结构体系需拥有下面的基本特性：（1）承载特性：隔震装置需要具备足够的竖向承载力，确保建筑在日常的使用状况下可以正常地支承上部结构的荷载。
（2）隔震特性：隔震装置在较低的水平作用下，即普通风荷载或者小震情况下，拥有合适的弹性刚度，用于满足日常的使用要求。
当承受较大的水平作用时，即大震情况下，允许隔着装置产生一定量的柔性滑动，让结构体系进入耗能状态。
（3）复位特性：隔震装置需要具备一定的弹性恢复力，从而让上部结构和隔震装置在地震作用下具可以自动复位，降低震后的修复工作量。
（4）阻尼特性：隔震装置需要具有良好的耗能能力。
在地震作用下，隔震结构体系的整体表现如下：因设置了水平刚度显著小于上部结构的隔震装置，上部结构的水平变形为整体平动，即在地震下上部结构依然保持弹性状态。
2叠层橡胶支座叠层橡胶支座由交错叠合的钢板层和橡胶层组成，钢板层可约束橡胶层水平变形，因此，橡胶支座在竖直方向上拥有足够的承载力和刚度，同时在水平方向上其刚度较小，具备延长结构固有周期的效果。
隔震结构的特点
隔震结构的特点一、引言隔震结构是一种新型的结构体系，它可以有效地减少地震对建筑物的影响，保护人民生命财产安全。
本文将详细介绍隔震结构的特点。
二、隔震结构的定义和作用1. 隔震结构是指通过设置隔震层，使建筑物与地面之间形成一个相对独立的系统，从而减少地震对建筑物的影响。
2. 隔震结构可以有效地降低地震对建筑物的破坏程度，保护人民生命财产安全。
三、隔震结构的特点1. 高度可靠性：隔震层采用高强度材料制成，具有较高的耐久性和可靠性。
2. 适应性强：隔震结构适用于各种不同类型和规模的建筑物。
3. 节能环保：由于采用了先进材料和技术，隔震结构具有较好的节能环保效果。
4. 维修方便：由于隔震层处于建筑底部，因此维修相对容易。
5. 抗风能力强：由于设置了隔震层，建筑物的抗风能力得到了提高。
6. 抗震能力强：隔震结构可以有效地减少地震对建筑物的影响，提高建筑物的抗震能力。
四、隔震结构的分类1. 非线性隔震结构：采用非线性材料作为隔震层，具有较好的耐久性和可靠性。
2. 液体隔震结构：采用液体作为隔震层，具有较好的减震效果。
3. 橡胶隔震结构：采用橡胶材料作为隔震层，具有较好的耐久性和减震效果。
五、隔震结构的应用1. 高层建筑：由于高层建筑受地面振动影响较大，因此采用隔震结构可以有效地减少地面振动对建筑物的影响。
2. 大型桥梁：大型桥梁需要具备较强的抗风和抗震能力，因此采用隔震结构可以提高桥梁的安全性和稳定性。
3. 工业厂房：工业厂房需要具备较好的耐久性和抗震能力，因此采用隔震结构可以提高工业厂房的稳定性和安全性。
六、隔震结构的发展趋势1. 材料的改进：随着科技的发展，新型材料不断涌现，可以为隔震结构提供更好的材料支持。
2. 技术的创新：新型技术可以为隔震结构提供更好的支持，例如智能控制技术和模拟仿真技术等。
3. 应用范围扩大：随着人们对建筑物安全性要求越来越高，隔震结构将会被广泛应用于各种不同类型和规模的建筑物中。
简述隔震和减震的原理和方法
隔震和减震都是降低地震对建筑物影响的重要手段。
隔震是在建筑物基础或下部或上部结构之间设置由隔震器（橡胶隔震支座等）、阻尼装置等组成的隔震层，隔离地震能量向上部结构传递，减少输入到上部结构的地震能量，同时延长上部结构的自振周期，降低上部结构的地震反应，使建筑物的振动控制在允许范围内，从而达到保护建筑物的目的。
隔震技术可以分为基底隔震、层间隔震、高位隔震和局部隔震等多种类型。
减震则主要是通过各种装置或材料来消耗地震能量，减小地震对建筑物的冲击。
常见的减震方法有橡胶隔震、弹簧隔震和液体阻尼等。
例如，橡胶隔震是采用橡胶材料作为隔震装置，如橡胶支座、橡胶垫等，它们具有较好的弹性和抗震能力，能够吸收地震产生的能量，减少地震对建筑物的影响；弹簧隔震则是采用弹簧装置作为隔震装置，可以通过弹性变形吸收地震能量，减小地震对建筑物的冲击，常用于大型建筑物或桥梁等结构中；液体阻尼减震是利用液体阻尼特性来减震，通过在建筑结构中设置液体阻尼装置，消耗地震能量，降低地震对建筑物的振动影响。
隔震技术的减震原理
隔震技术的减震原理
隔震技术的减震原理是利用弹性体或减震装置对建筑物或设备进行隔离，减少地震、风力、振动等外部力量对建筑物或设备的冲击和振动。
具体原理如下：
1. 弹性体隔震原理：将建筑物或设备与地面进行隔离，通过设置弹性体阻挡地震、风力、振动等外部力量的传递。
弹性体具有良好的柔韧性和弹性，能够吸收和缓冲来自地震或振动的能量，减少对建筑物或设备的冲击力。
2. 减震装置原理：在建筑物或设备的基础或结构中设置减震装置，通过调节减震装置的刚度和阻尼特性，消耗和分散来自地震、风力或振动的能量。
减震装置可以通过弹簧、液体或气体等材料的变形或摩擦来起到减震作用，减少对建筑物或设备的冲击和振动。
隔震技术的减震原理主要是通过弹性体或减震装置的能量吸收和缓冲特性，将外部力量转化为弹性势能或热能，从而减少地震、风力、振动等力量对建筑物或设备的影响，保护建筑物或设备的安全。
减隔震的基本原理,适用特点,适用范围
减隔震是一种重要的结构控制技术，它能够有效地降低建筑结构在地震等外部作用下的振动反应，保护建筑结构和其中的设备设施不受损坏。
下面将从减隔震的基本原理、适用特点和适用范围三个方面进行详细分析。
一、减隔震的基本原理减隔震技术的基本原理是将建筑结构与地基或者基础隔离开来，使得结构在地震等外部作用下的振动响应降低到可接受的程度。
减隔震可以通过减小结构的刚度、延长结构的周期、增加结构的阻尼等方式来达到减震的效果。
减隔震的基本原理包括以下几点：1. 结构柔度增大通过在建筑结构中引入柔性支撑装置或者柔性材料，可以有效地增加结构的柔度，降低结构在地震作用下的振动反应。
2. 结构周期延长减隔震技术可以有效地延长建筑结构的振动周期，从而降低结构在地震作用下的共振现象，减小振动响应。
3. 结构阻尼增大通过在结构中引入阻尼装置或者利用材料的内摩擦等方式来增加结构的阻尼，从而降低结构在地震作用下的振动幅度和能量。
二、减隔震的适用特点减隔震技术具有以下显著的适用特点：1. 振动响应降低减隔震能够显著降低建筑结构在地震等外部作用下的振动反应，保护结构和其中的设备设施不受损坏。
2. 结构保护效果好减隔震可以有效地保护建筑结构在地震等外部作用下不受损坏，延长结构的使用寿命，减少维修和维护成本。
3. 结构整体性好减隔震能够保持建筑结构的整体性和稳定性，减小结构的非结构性损伤，提高结构的抗震性能。
4. 维护成本低减隔震的维护成本相对较低，可以降低结构的维修和维护成本，减少业主的经济负担。
三、减隔震的适用范围减隔震技术适用范围广泛，包括以下几个方面：1. 老建筑改造老建筑改造是减隔震技术的主要应用领域之一，通过在老建筑结构中引入减隔震技术，可以有效地提高建筑结构的抗震性能，延长结构的使用寿命。
2. 新建建筑减隔震技术也适用于新建建筑，特别是对一些对地震抗力要求较高的建筑，如大型公共建筑、重要工矿设施等，可以通过在设计阶段就引入减隔震技术，提高建筑结构的抗震性能。
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杨建江等：隔震结构的基本特性和减震机理探讨櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀［2］范立础，卓卫东．桥梁延性抗震设计［M］．北京：人民交通出版社，2001．［3］范立础，胡世德，叶爱君．大跨度桥梁抗震设计［M］．北京：人民交通出版社，2001．［4］林新元，王克海．太枣沟大挢地震响应分析［J］．公路交通科技，2004，21（8）：68－70．［5］苗林，陈兴冲，夏修身，王常峰．西小坪预应力连续箱梁桥抗震分析［J］．兰州交通大学学报，2007，26（1）：52－55．［收稿日期］2012－07－12［作者简介］卢明辉（1981－），男，河北唐山人，硕士，助教，从事桥梁抗震和桥梁施工控制工作。
隔震结构的基本特性和减震机理探讨杨建江，苏光辉（天津大学建筑工程学院，天津300072）【摘要】隔震结构指在建筑物基础与上部结构之间设置隔震层，来增大阻尼、延长结构体系的自振周期、减小向上部结构的地震作用输入，达到预期的防震要求。
文中对具体工程进行设计和分析，对隔震技术的基本原理、隔震设计、隔震装置等方面作了较全面的论述，并采用有限元模型进行模态分析和非线性时程分析，较深入地研究了隔震结构的基本特性和减震机理。
【关键词】隔震设计；隔震装置；隔震层；模态分析；非线性时程分析【中图分类号】TU352.12【文献标识码】B【文章编号】1001－6864（2012）11－0042－03STUDY OF THE BASIC CHARACTERISTICS AND SHOCK-ABSORBING MECHANISMOF THE SEISMIC ISOLATED STRUCTUREYANG Jian-jiang，SU Guang-hui（Department of Civil Engineering，Tianjin University，Tianjin300072，China）Abstract：Seismic isolated structure is setting the seismic isolation layer between the building super-structure and foundation，in order to extend the entire structural system vibration period，increase the damping，reduce the input of the seismic action of the upper structure，and achieve the desired shock preventing requirements．In this paper，we make specific engineering design and analysis，and make a more comprehensive discussion of the basic principles of seismic isolation technology，seismic isolation designing and seismic isolation device，using the finite element model to make modal analysis and non-linear time history analysis，making a more in-depth study of the basic characteristics and shock-absorb-ing mechanism of the seismic isolated structure．Key words：seismic isolation designing；seismic Isolation device；seismic Isolation layer；modal a-nalysis；nonlinear time history analysis隔震体系采用“以柔克刚”、“软化”结构隔离地震的新途径，于建筑物上部结构和基础之间设置隔震层，达到结构的防震要求。
文中通过对实际工程的隔震设计和分析，对隔震技术的应用和隔震结构的基本特性和减震机理做了较深入的研究和论述。
1工程概况某3层框架结构，地震基本加速度为0.2g，设防烈度为8度，场地类别为Ⅲ类，抗震设防类别为乙类，采用C30混凝土，层高为3.6m，楼板厚为120mm，梁截面尺寸为300mmˑ500mm，柱截面尺寸为500mmˑ500mm。
根据工程实际需要，为了减轻上部结构的地震作用，减小地震能量向上部结构的传递，对该工程进行隔震设计，并对基础固定结构和基础隔震结构进行比较分析，研究隔震体系的基本特性和减震机理。
2隔震的基本原理隔震结构是指在结构物基础与底部间加设一层“隔离层”来控制地面运动向上部结构的传递。
它包括隔震装置、上部结构和下部结构三部分见图1。
隔震体系的基本原理是：利用隔震系统使结构自振周期延长，给予适当阻尼大大减弱结构物的加速度，让结构的34低温建筑技术2012年第11期（总第173期）变形能量不是结构自身的相对变形承担，而主要由隔震系统承担，所以在地震过程中输入到上部结构的能量很小，为建筑物的地震防护提供更好的安全保障，见图2。
上部结构物在地震中的水平变形，成为隔震结构的“整体平动型”，而不是传统抗震结构的“放大晃动型”，上部结构在强地震中处于弹性状态。
3隔震结构的优越性隔震体系与传统结构相比，优点表现在以下方面：明显有效地减轻结构的地震反映；上部结构自身相对变形大大减小；震后只需必要地修复隔震装置，无需考虑结构物的修复；抗震措施明了，减震机理明确；可用于重要建筑物、一般房屋结构、新建结构物、已有建筑的抗震加固改造。
4隔震结构设计要点隔震建筑的上部结构类型并无特别限制。
隔震层顶部需设置一层楼板，增加隔震层顶部梁板的配筋及截面，以保证其在平面内的刚度足够大。
隔震层可设置在不同的位置：上部结构与基础之间、上部结构与下部结构之间、上部结构的层间见图3。
隔震装置的布置可采用刚性底盘法，最有效的方法是一柱一支座。
根据隔震层的水平刚度和阻尼比等参数、上部结构的竖向荷载，确定隔震支座的布置及型号。
隔震层刚度中心应与上部结构质量中心重合。
上部结构和隔震层部件应与周围固定物脱开一定距离。
须设置隔震沟。
下部结构根据地下室的结构布置，可采用独立柱、独立柱顶加拉梁、柱周围设独立短肢剪力墙等形式。
隔震房屋应选用稳定性较好的基础形式。
5隔震装置的基本特性该工程隔震层采用16个GZP300叠层橡胶隔震支座，隔震层在基础顶，隔震层顶部楼板厚120mm，隔震层上、下梁截面500mmˑ700mm，隔震支座布置用一柱一支座。
为了使减震效果明显，隔震装置须具备的基本特性如下。
承载特性：隔震装置竖向承载力安全系数很大，竖向承载能力较大，确保建筑结构物在使用状况下满足使用要求和绝对安全。
隔震特性：隔震装置的水平刚度特性具有可变性（隔震装置的荷载F－位移u关系曲线见图4）。
中强地震时，其水平刚度K2小，上部结构水平滑动，“刚性”的抗震结构变为“柔性”的隔震结构，上部结构的地震反应明显地降低，自振周期大大延长，有效地隔开地面震动。
微小地震或强风时，具有足够的水平刚度K1，上部结构水平位移小，不影响使用要求；上部结构物在地震中的水平变形，从抗震结构的“放大晃动型”成为隔震结构的“整体平动型”。
上部结构在强地震中处于弹性状态。
复位特性：隔震装置使隔震结构体系在地震中瞬时自动“复位”，具有水平弹性恢复力。
地震后，上部结构回复至初始状态，可以满足正常使用要求。
阻尼消能特性：隔震装置阻尼C足够，即隔震装置的荷载F－位移u曲线的包络面积较大（图4），消能能力较大。
较大的阻尼C使上部结构的位移X s明显减小（隔震结构的位移反应与阻尼的关系见图5）。
6模态分析和非线性时程分析图6基础固定结构有限元模型图7基础隔震结构有限元模型为了使地震能量向上部结构的传递减小，使上部结构的地震作用减轻，采用ANSYS程序建立有限元模型，分别对基础固定结构与基础隔震结构进行了模态分析和动力时程分析，并进行了比较，见图6、7。
该工程模型的梁、柱选用BEAM4单元，楼板采用SHELL63单元。
水平隔震单元选用COMBIN40单元，该单元通过一个阻尼系数C=0、两个节点、两个弹簧常数K1=3.5ˑ105N/m和K2=0.0005N/m、一个间隙大小GAP=0、一个质量M=200kg和一个界限滑移力FSLIDE=3570000N定义，竖向隔震单元选用COMBIN14，只需定义其弹簧刚度K=9.13ˑ108N/m。
地震波为天津44杨建江等：隔震结构的基本特性和减震机理探讨波，持续时间为10s ，见图8。
6．1前6阶振型频率表1两种基础形式自振频率对比基础形式自振频率/Hz123456基础固定 2.81453.11083.57299.495910.12211.682基础隔震0.471880.472600.54522 4.20764.62635.3763从表1明显可以看出采用基础隔震技术，可以提高结构自振周期，基础隔震结构自振频率远低于基础固定体系，从而避开建筑场地的卓越周期，减少发生共振的可能性。
6．2位移时程曲线由图9、图10可见，隔震结构在地震作用下，上部结构基本上整体水平平动，结构的变形集中在隔震层。
当顶层达到最大位移时，顶层相对底层的位移非常小，基础隔震体系底层位移较大，铅芯橡胶隔震垫能减少地震对建筑物的破坏，很好地消耗地震能量。
6．3加速度时程曲线由图11、图12可见，基础隔震结构有着较好的降低地震输入能量的效果，顶层加速度峰值大大降低。
而且由分析可知，基础隔震的层间剪力远小于基础固定结构的层间剪力。
7结语隔震技术概念简单，减震效果明显，是结构抗震的新对策、新技术，减震机理明确，安全可靠；采用隔震技术，可避开建筑场地卓越周期，提高结构自振周期，减少共振的可能性；隔震体系的主振型表现为上部结构物的整体水平平动，结构的变形主要集中在隔震层，铅芯橡胶隔震垫可以减少地震对建筑物破坏，很好地消耗地震能量；隔震体系可以较大地降低顶层加速度的峰值、层间位移和基底剪力等，隔震性能良好；隔震技术正在不断地成熟和发展，并已成功应用于大量现代建筑中，其必将为人类战胜地震灾害提供更可靠的保障。
参考文献［1］党育，杜永峰，李慧．基础隔震结构设计及施工指南［M ］．北京：中国水利水电出版社，2007．［2］周德源，等．建筑结构抗震技术［M ］．北京：化学工业出版社，2006．［3］GB 50011－2001，建筑抗震设计规范［S ］．［4］JG 118－2000，建筑隔震橡胶支座［S ］．［5］CECS 126：2001，叠层橡胶支座隔震技术规程［S ］．［6］徐立成，钟心．建筑结构隔震减震技术的发展与应用［J ］．辽宁建材，2008，（4）：40－41．［7］谭平，周福霖．隔震技术的研究与工程应用［J ］．施工技术，2008，（37）：5－8．［收稿日期］2012－06－26［作者简介］杨建江（1956－），男，天津人，博士，教授，从事工程结构抗震加固与混凝土结构教学与研究。