高層隔震體系的發展概述

高璐

（華北理工大學，河北 唐山 063210）

隔震思想已經有100 多年的歷史，河合浩藏在1988 年在其著作《地震時不遭受大震動的結構》中提出基礎隔震的主要思想是最早提出的學者。直至20世紀20 年代開始逐步在工程上應用，近年來，隔震技術已經快速發展和大規模應用。常見的隔震系統包括橡膠支座隔震系統、滑移支座隔震系統和混合隔震系統，這些隔震系統已經大量應用在橋梁建筑等多方面。

另一方面，高層建筑也伴隨著社會的發展成為主要發展方向，但是隔震大部分應用和研究集中在中低層建筑，但高層的隔震不同于中低層建筑，對高層隔震進行研究也是必然方向。其中基礎采用橡膠墊隔震支座是目前國內高層結構隔震的主要方法，同時國內對高層隔震的研究主要集中在高層減震性能分析、等效簡化模型、支座受拉問題和對應措施以及高寬比限值等這些方面的問題，并取得了一定的成果。這里主要從高層隔震結構的體系發展方面進行研究。

一、高層隔震體系發展

隔震層是隔震結構最重要的部分，隔震結構的水平變形大部分都集中在隔震層，上部結構基本上是平動，主要是依靠隔震層的阻尼器來吸收地震傳向上部結構的能量，減少地震響應，所以隔震結構的隔震層是提高隔震建筑可靠性的依據。目前國內外從隔震層角度劃分隔震體系一般包括基礎隔震和層間隔震。關于基礎隔震的研究時間較長，我國的基礎隔震研究是1997 年周福霖首次完整地介紹了基礎隔震的動力反應分析、振動臺試驗、地震考驗和工程實用算法。基于此之后大量的學者對基礎隔震進行了研究，魏德敏等人通過有限元軟件對采用基礎隔震的建筑進行研究，通過對非隔震結構和采用基礎隔震的高層建筑進行對比研究，計算結果表明采用基礎隔震有效的減小了高層結構的地震反應。

另一種隔震體系，層間隔震由徐忠根、周福霖等最先在國內提出相關的隔震體系和應用研究，并在1995 年的汕頭博物館中采用了層間隔震方案。國外學者小林正人等人也對層間隔震進行了系統地分析研究，集中分析了層間隔震體系的模態連成作用以及層間隔震結構的彈性和彈塑性動力反應，最終結論表明層間隔震結構的反應和非隔震結構相比小，但和基礎隔震比較的反應較大。對于高層建筑而言，采用基礎隔震的高層建筑，由于結構自有周期較長，采用基礎隔震形式很難達到較好的控制效果，根本無法達到較好的隔震效果，同時會延長高層建筑的自震周期時間，無形中增大了建筑的自身重量，對隔震效果有很大的影響。同時采用基礎隔震的高層結構在大幅擺動的狀況下，會破壞支座，導致傾覆效應，所以目前基礎隔震還是應用于高寬比小于4 且上部結構剛度較大的建筑。針對基礎隔震在高層建筑中的缺陷祁皚等人對高層建筑的層間隔震的進行分析研究，結果表明在采用隔震層相連的梁柱桿端彎矩可能會增大，指出結構使用層間隔震具有明顯的效果，是隔震技術發展的新成果。

二、結語

國內外目前對于高層隔震已經進行了很多研究，但高層隔震的研究還是相對較少，并且還存在很多問題。隔震體系還在發展過程中，未來還需要對高層隔震的問題進行研究，現存高層隔震體系在基礎隔震的狀態下仍未徹底解決傾覆問題，雖然相比之前已經有很大的進步，但還需繼續發展和研究。