淺談基礎(chǔ)隔震技術(shù)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

【摘要】近幾十年來，由于基礎(chǔ)隔震結(jié)構(gòu)模型在結(jié)構(gòu)試驗中的穩(wěn)定表現(xiàn)，以及基礎(chǔ)隔震結(jié)構(gòu)項目在實際地震中表現(xiàn)出來的優(yōu)良耐震性能，其在國內(nèi)外學(xué)術(shù)界和工程界的引起了廣泛的關(guān)注。本文就基礎(chǔ)隔震技術(shù)的基本概念、應(yīng)用范圍及國內(nèi)外研究現(xiàn)狀進行了基本的闡述。

【關(guān)鍵詞】基礎(chǔ)隔震；基本概念；應(yīng)用范圍；研究現(xiàn)狀

引言

近年來全世界范圍內(nèi)各種自然災(zāi)害（地震、海嘯、山體滑坡等）頻發(fā)，并由此引發(fā)的次生災(zāi)害不斷的發(fā)生，這些都給全世界的人們帶來了巨大的生命和財產(chǎn)損失，并且給發(fā)生自然災(zāi)害的國家和地區(qū)造成了嚴(yán)重的經(jīng)濟損失，進而可能影響國家的建設(shè)發(fā)展。而其中地震災(zāi)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(fā)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(fā)生的里氏7.0級的大地震，造成了地震區(qū)域內(nèi)大量建筑物和構(gòu)筑物的損毀和破壞，給地震區(qū)域內(nèi)的人們帶來的巨大痛苦和經(jīng)濟損失。

1、基礎(chǔ)隔震概述

1.1 基礎(chǔ)隔震的基本概念

基礎(chǔ)隔震是指在建筑物的基礎(chǔ)與上部結(jié)構(gòu)之間設(shè)置隔震裝置或隔震系統(tǒng)，使建筑物的基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)之間形成隔震層，通過隔震層把建筑物的上部結(jié)構(gòu)與基礎(chǔ)隔離開來。當(dāng)?shù)卣鸢l(fā)生的時候地震波由地面?zhèn)髦两ㄖ锏幕A(chǔ)、再繼續(xù)向建筑物上部結(jié)構(gòu)傳遞的時候，必須要通過建筑物基礎(chǔ)與上部結(jié)構(gòu)之間的隔震層，隔震層中的隔震裝置或隔震系統(tǒng)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(jié)構(gòu)中去。

1.2 基礎(chǔ)隔震技術(shù)的應(yīng)用范圍

基礎(chǔ)隔震技術(shù)適用于地震設(shè)防區(qū)的各類中、低層一般工業(yè)與民用建筑，包括框架剪力墻結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)、框架結(jié)構(gòu)、砌體結(jié)構(gòu)及底框結(jié)構(gòu)建筑。下列建筑可以優(yōu)先考慮采用隔震技術(shù)：

1.2.1 地震時不能夠損壞重要設(shè)備、信息系統(tǒng)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(xué)校校舍建筑，如各類學(xué)校的教學(xué)樓、宿舍樓等建筑；

1.2.3 地震時擔(dān)負重要救援功能的建筑物，如醫(yī)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(guān)、公安消防等部門的各類建筑；

1.2.5 地震后不能發(fā)生次生災(zāi)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(chǔ)隔震技術(shù)的國內(nèi)外應(yīng)用研究現(xiàn)狀

2.1 基礎(chǔ)隔震技術(shù)的國外應(yīng)用研究現(xiàn)狀及發(fā)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(xué)者，其在1881年（明治24年）所著的《地震時不遭受大震動的結(jié)構(gòu)》一文中提出了基礎(chǔ)隔震的思想；另一個是居住在美國的英國醫(yī)生，在1909年提出的在建筑物上部部分和基礎(chǔ)之間設(shè)置石（云母）層，當(dāng)?shù)卣饡r建筑物上部可以滑動，這是所謂的基礎(chǔ)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(shè)置帶滾輪的質(zhì)量的控震性抗震結(jié)構(gòu)方案，這種思想的出現(xiàn)正是現(xiàn)代附加質(zhì)量方法控制振動的先驅(qū)；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(zhuǎn)動球式簡單隔震結(jié)構(gòu)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(fā)展。

南斯拉夫的斯考比市在柏斯坦勞奇小學(xué)在1969年災(zāi)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(jì)70年代后期開始在實際工程中使用。

2.2 基礎(chǔ)隔震技術(shù)的國內(nèi)應(yīng)用研究現(xiàn)狀及發(fā)展概況

我國學(xué)者從20世紀(jì)60年代就開始研究基礎(chǔ)隔震技術(shù)，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(nèi)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(jì)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(jì)80年代后期，我國學(xué)者開始介入疊層橡膠支座隔震技術(shù)的研究；到了20世紀(jì)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(xué)者，對疊層橡膠支座的產(chǎn)品性能檢測檢驗和施工技術(shù)、結(jié)構(gòu)分析和設(shè)計方法、結(jié)構(gòu)模型振動臺試驗進行了全面研究，并逐步在我國開發(fā)出了疊層橡膠支座基礎(chǔ)隔震建筑的成套完整技術(shù)。1993年，在河南安陽建成了我國國內(nèi)最早的底層框架結(jié)構(gòu)的橡膠支座隔震房屋，目前我國國內(nèi)已經(jīng)建成了超過200萬m2（300多棟）的隔震建筑，結(jié)構(gòu)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(qū)。在國家相關(guān)部門的大力支持下，中國建筑科學(xué)研究院等單位編制了我國《疊層橡膠支座隔震技術(shù)規(guī)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(shè)計規(guī)范》（GB50011-2010），新的抗震規(guī)范進一步規(guī)范了的隔震和消能減震設(shè)計要點，為我國隔震設(shè)計和研究提供了理論及技術(shù)支持。

3、結(jié)論

通過本文的研究可以認(rèn)識到，基礎(chǔ)隔震理論和技術(shù)已經(jīng)逐步趨于成熟，基礎(chǔ)隔震技術(shù)應(yīng)用范圍較為廣泛?；A(chǔ)隔震技術(shù)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(shè)防要求的建筑物、構(gòu)筑物及各種設(shè)備。

參考文獻：

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