隔震技術的應用與發(fā)展

隔震技術的應用與發(fā)展

1地震災害的降低方向隨著社會經濟的發(fā)展，地震造成的損失也越來越大。對于我們結構專業(yè)的人來說,在關心災害的同時還要思考一個問題,怎樣才能把地震的災害降低到最小程度?目前,人類減輕地震災害的主要方向以下面為主:1.提前做好地震地質活動,做好地震地質活動,提前做好相應措施地震預報是想通過地震監(jiān)測,對地震來臨前的各種地質活動,預測地震到來的可能性,提前做好相應措施。但即使是科技發(fā)展到今天,依然是無法準確預測,可以說是“偶有成功,錯漏甚多”。2.結構體系的構造工程抗震主要是提高各類建筑的自身的抗震性能,當遭遇地震時,能夠抵抗地震所釋放的能量。這是目前應用最廣泛、最成熟的途徑。目前,建筑抗震的實現主要是采用“延性結構體系”,即適當控制結構體系的剛度,使結構構件在地震時能夠通過位移消耗掉地震的一部分能量,而又保證了建筑物的整體性。這正是目前我國三階段三水準的分級設防原則。只是這種抗震思想還是以建筑物的硬抗為主,雖然能夠減輕建筑物整體的破壞,但建筑物的承重構件、圍護結構和建筑物內的各種設備破壞還是不可避免的。隨著社會的發(fā)展,人們對于建筑物的要求也越來越高,從滿足“結構安全性”到滿足“舒適性”的要求。于是,另外一種方向出現,即建筑物隔震、減震的研究,從而形成了結構隔震體系。2上下結構的改進結構隔震體系是指在建筑物底部與基礎面之間或者上部結構之間設置隔震裝置,在地震作用下,隔震裝置可以吸收并耗散地震能量,使得建筑物的上部結構承受較少的地震作用,上部結構變成““整體平動”,保證了建筑物內部設備的完好。隔震技術的優(yōu)勢已經在歷次地震中得以體現,1923年關東大地震、1994年洛杉磯北嶺地震和1995年阪神地震中,采用橡膠支座的隔震建筑表現了令人驚嘆的隔震效果。下圖為汶川地震中一隔震建筑和附近的非隔震建筑的震害對比,可以很明顯的顯示出隔震技術的優(yōu)勢。目前采用橡膠支座是世界上研究和應用最多、技術成熟并有成效顯著實例的隔震技術,下面介紹幾種常用的橡膠支座。1.疊層橡膠合成在眾多隔震技術中,疊層橡膠支座隔震技術最成熟、應用也最廣泛。它采用的疊層橡膠支座由薄膠板和薄鋼板交互重疊,模壓硫化而成。目前常用的疊層橡膠支座產品有3種:天然疊層橡膠支座、鉛芯疊層橡膠支座和高阻尼橡膠疊層支座。2.滑動發(fā)生裝置滑板支座是在隔震結構中設置摩擦阻尼器達到隔震效果。該方法是在基礎面上設滑移層或滑動層(砂墊層、石磨砂漿、聚四氟乙烯滑板、滑石粉等),利用滑移層使上部結構與基礎之間產生一定滑擦力。通過滑動現象隔斷一定的地震輸入,利用滑(滾)動產生的摩擦作為阻尼?；逯ё煞譃閺椥曰逯ё蛣偦逯ё鶅煞N。彈性滑動支座是在疊層橡膠支座的下部固定滑動材料,利用疊層橡膠的形狀和材質,通過調整豎向剛度和開始滑動的位移來實現隔震,是天然疊層橡膠和阻尼器(滑板支座)組合利用的一種情況。剛滑板支座:剛滑板支座又分為平面滑板和球面滑板。其中摩擦材料一般使用的是混合了各種填充材料或者輥軸支承。形狀扁平而小巧;適用于低層、形狀整齊的建筑物。3.滾動軸承結構隔震作用滾動支座滾動支座中一般用球支座及在平面上配置鋼球,有的利用直動軸承。在地震作用下,滾動支座通過滾珠或輥軸的滾動達到隔震效果。目前研究較多的是滾球加彈簧復位隔震裝置,另一種是滾球帶凹槽板復位隔震裝置。4.橡膠支護隔震技術同時利用兩種或幾種隔震技術的隔震體系,揉和了各種隔震方法的優(yōu)點,有很好的隔震效果。經過幾十年的實踐,人們對橡膠支座的隔震技術已取得共識。為適應多種建筑結構的要求,除上述幾種類型外,目前國內外已開發(fā)或正在開發(fā)的新型橡膠支座還有下列類型:堆疊型(無粘結)疊層橡膠支座、內置螺旋彈簧的隔震橡膠支座、不銹鋼網或玻璃纖維取代鋼板的橡膠支座等。3隔震技術的應用我國古代建筑就有很多樸素的隔震思想,如紫禁城建筑下面的糯米層,西安小雁塔基礎與地基的圓弧形球面?，F代隔震技術研究則是從20世紀60年代開始,于80年代開始應用于工程,并于1993年汕頭市建成了國內第一幢,隔震住宅房屋就是汕頭市陵海路八層框架結構商住樓,之后,安陽、西昌、廣州、澄海、岳陽、太原、咸陽、杭州、上海、烏魯木齊、喀什、銀川、北京、沈陽、昆明、大理、普洱、紅河州的石屏和建水、昭通市的巧家、西雙板納州的勐海等數百棟建筑物也采用了橡膠支座隔震,其應用范圍覆蓋了我國大部分地震設防區(qū)。其中1997年在太原建成的20層住宅樓(18000m2)是目前國內采用隔震橡膠支座層數最多的建筑物。這些實踐都證明,隔震技術有著良好的抗震性能,而汶川地震又一次驗證了其優(yōu)越的性能。另外,隔震技術還可以應用到具有文物價值的古建筑的加固保護上,我國古建筑多為木結構,節(jié)點為卯榫連接,抗震性能差。如果采用隔震措施,可以在不改變舊有建筑物原有風貌的基礎上改善建筑的結構構造。近些年來隔震技術發(fā)展現狀及趨勢:1.隔震技術的應用范圍越來越廣,數量越來越多。早期主要應用于的醫(yī)院等重要建筑,近年來已被廣泛的應用于各種民用建筑,特別是汶川地震后,隔震技術將會在我國得到廣泛的應用。2.隔震建筑的結構形式日趨多樣化,目前常見的幾種結構體系:砌體結構、混凝土結構到鋼結構、組合結構等都有應用。3.隔震技術標準日趨完善。目前,我國編制的《建筑抗震設計規(guī)范》(GB50011-2010)已把“隔震和效能減震設計”作為一章寫了進去,《疊層橡膠支座隔震技術規(guī)程》(CECS126:2001)、《橡膠隔震支座》(GB20688.3-2006)也都紛紛出臺。我國屬于多地震地區(qū),抗震設防形勢十分嚴峻。而隔震技術作為一門新興的應用科學,在結構設計中可以減低地震反應和抗震等級,同