淺談基礎隔震技術的國內外研究現狀

【摘要】近幾十年來，由于基礎隔震結構模型在結構試驗中的穩定表現，以及基礎隔震結構項目在實際地震中表現出來的優良耐震性能，其在國內外學術界和工程界的引起了廣泛的關注。本文就基礎隔震技術的基本概念、應用范圍及國內外研究現狀進行了基本的闡述。

【關鍵詞】基礎隔震；基本概念；應用范圍；研究現狀

引言

近年來全世界范圍內各種自然災害（地震、海嘯、山體滑坡等）頻發，并由此引發的次生災害不斷的發生，這些都給全世界的人們帶來了巨大的生命和財產損失，并且給發生自然災害的國家和地區造成了嚴重的經濟損失，進而可能影響國家的建設發展。而其中地震災害尤為突出，如2008年5月12日在我國四川省阿壩州汶川縣發生的里氏8.0級的大地震、2013年4月30日在我國四川省雅安市蘆山縣發生的里氏7.0級的大地震，造成了地震區域內大量建筑物和構筑物的損毀和破壞，給地震區域內的人們帶來的巨大痛苦和經濟損失。

1、基礎隔震概述

1.1 基礎隔震的基本概念

基礎隔震是指在建筑物的基礎與上部結構之間設置隔震裝置或隔震系統，使建筑物的基礎和上部結構之間形成隔震層，通過隔震層把建筑物的上部結構與基礎隔離開來。當地震發生的時候地震波由地面傳至建筑物的基礎、再繼續向建筑物上部結構傳遞的時候，必須要通過建筑物基礎與上部結構之間的隔震層，隔震層中的隔震裝置或隔震系統就能夠起到隔離地震作用力的作用，這樣一來地震波就只有一小部分的能量能夠通過隔震層將地震能量上傳到建筑物上部結構中去。

1.2 基礎隔震技術的應用范圍

基礎隔震技術適用于地震設防區的各類中、低層一般工業與民用建筑，包括框架剪力墻結構、剪力墻結構、框架結構、砌體結構及底框結構建筑。下列建筑可以優先考慮采用隔震技術：

1.2.1 地震時不能夠損壞重要設備、信息系統的建筑物，如銀行、通信等部門的各類建筑；

1.2.2 地震時要求有更大生命安全保障的各類學校校舍建筑，如各類學校的教學樓、宿舍樓等建筑；

1.2.3 地震時擔負重要救援功能的建筑物，如醫療單位等部門的各類建筑；

1.2.4 對抗震安全性、使用功能有較高要求或特殊要求的建筑，如地震時不能夠停止使用的各級指揮機關、公安消防等部門的各類建筑；

1.2.5 地震后不能發生次生災害的建筑物，如存放爆炸物、高危試驗室、存放危害毒物品的建筑。

2、基礎隔震技術的國內外應用研究現狀

2.1 基礎隔震技術的國外應用研究現狀及發展概況

有文獻記載的隔震思想已有100多年的歷史，日本的河谷浩藏是最早提出工程隔震思想的學者，其在1881年（明治24年）所著的《地震時不遭受大震動的結構》一文中提出了基礎隔震的思想；另一個是居住在美國的英國醫生，在1909年提出的在建筑物上部部分和基礎之間設置石（云母）層，當地震時建筑物上部可以滑動，這是所謂的基礎絕緣方式，其并以此申請了專利。

美國大概從1930年起，采用強震記錄儀對地震進行觀測、記錄，并在1933年首次測定了具有意義的強震記錄，對全世界隔震研究起到了極大的促進和推動作用。日本的鷹部屋福平1940年，提出了在建筑物屋頂設置帶滾輪的質量的控震性抗震結構方案，這種思想的出現正是現代附加質量方法控制振動的先驅；日本的松下清夫和和泉正哲1965年，在第三次世界地震工程會議上，提出了采用轉動球式簡單隔震結構模型進行時域分析，由此隔震研究步入了國際化、實用化的研究軌道發展。

南斯拉夫的斯考比市在柏斯坦勞奇小學在1969年災后重建工程中，首先使用了隔震橡膠支承，然而疊合橡膠真正作為實用的隔震材料的思想，始于1970年初的法國，同一時期的日本、法國、新西蘭、美國等國家，對作為隔震支承的疊合橡膠的性能進行了大量的實驗研究，并于20世紀70年代后期開始在實際工程中使用。

2.2 基礎隔震技術的國內應用研究現狀及發展概況

我國學者從20世紀60年代就開始研究基礎隔震技術，這個時期的研究主要集中在低造價的摩擦滑移隔震體系為主，主要內容為隔震材料的選擇、隔震計算分析方法的探討及隔震模型試驗研究方面。李立1966年前后以砂礫層為摩擦材料進行了試驗研究和理論分析；20世紀70年代中期到80年代初期，采用砂礫層隔震的方法建造了幾座土坯和磚砌體的房屋，這是我國最早的隔震建筑。到了20世紀80年代后期，我國學者開始介入疊層橡膠支座隔震技術的研究；到了20世紀90年代，在我國以周福霖、周錫元、唐家祥、呂西林等為代表的一批學者，對疊層橡膠支座的產品性能檢測檢驗和施工技術、結構分析和設計方法、結構模型振動臺試驗進行了全面研究，并逐步在我國開發出了疊層橡膠支座基礎隔震建筑的成套完整技術。1993年，在河南安陽建成了我國國內最早的底層框架結構的橡膠支座隔震房屋，目前我國國內已經建成了超過200萬m2（300多棟）的隔震建筑，結構形式包括框架、磚混（含底層框架）等，基本上覆蓋了我國中、高烈度區。在國家相關部門的大力支持下，中國建筑科學研究院等單位編制了我國《疊層橡膠支座隔震技術規程》（CECS126—2001）、頒布了《橡膠支座第3部分：建筑隔震橡膠支座》（GB20688.3-2006），修訂了并頒布了新的《建筑抗震設計規范》（GB50011-2010），新的抗震規范進一步規范了的隔震和消能減震設計要點，為我國隔震設計和研究提供了理論及技術支持。

3、結論

通過本文的研究可以認識到，基礎隔震理論和技術已經逐步趨于成熟，基礎隔震技術應用范圍較為廣泛。基礎隔震技術減震的原理明確，減震的效果明顯，且安全可靠，適用于不同烈度和不同抗震設防要求的建筑物、構筑物及各種設備。

參考文獻：

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