基礎(chǔ)隔震技術(shù)研究分析

王帆

西藏民族大學(xué) 陜西 咸陽 712000

1.基礎(chǔ)隔震的原理

周錫元等研究了基礎(chǔ)隔震結(jié)構(gòu)工作的基本原理，提出隔震體系是一種被動控制體系，其基本原理是在結(jié)構(gòu)下部與基礎(chǔ)頂面之間設(shè)置隔震層，在地震作用下，隔震層可延長建筑物的自振周期，降低上部結(jié)構(gòu)的加速度反應(yīng)，但結(jié)構(gòu)的位移會有所增大，如圖1所示。

圖1 隔震原理示意圖Fig.1 Isolation principle diagram

2.基礎(chǔ)隔震類型

2.1 疊層橡膠支座隔震體系

疊層橡膠支座體系是目前技術(shù)最成熟，應(yīng)用最廣泛的一種隔震支座體系。

疊層橡膠隔震支座是由薄鋼板和薄橡膠板交替疊合,經(jīng)過高溫,高壓硫化而成。該支座具有足夠的豎向剛度和承載能力,同時可以大大減小水平剛度,使建筑物具有良好的隔震性能。

2.2 摩擦滑移隔震體系

摩擦滑移隔震體系是開發(fā)應(yīng)用最早的隔震措施之一，該體系造價低、施工簡便、使用中幾乎不會出現(xiàn)共振。其基本原理是在上部結(jié)構(gòu)和建筑物基礎(chǔ)之間設(shè)置一個滑移面，該體系的建筑物上部結(jié)構(gòu)要做成一個整體。通過摩擦滑動消耗地震能量，減小地震作用向上部結(jié)構(gòu)的傳遞，以此來達到隔離地震的作用。

2.3 滾動隔震體系

滾動隔震體系是將滑動性能良好的滾球或滾軸鋪設(shè)在基礎(chǔ)與上部結(jié)構(gòu)之間，在地震中，建筑物和基礎(chǔ)可產(chǎn)生相對滑動，這樣就可以利用摩擦來消耗地震能量。目前，滾動隔震裝置包括：滾球加復(fù)位消能裝置、雙向滾軸加復(fù)位消能裝置、滾球帶凹形復(fù)位板、蝶形和圓錐形支座等幾種形式。

2.4 蝶形彈簧豎向隔震技術(shù)

蝶形彈簧豎向隔震技術(shù)是將碟形彈簧作為豎向的減震元件，利用蝶形彈簧的變剛度特性和耗能能力耗散地震能量，減小地震能向上部結(jié)構(gòu)傳遞，從而達到隔震的目的。采用蝶形彈簧豎向隔震技術(shù)有較好的豎向隔震效果。

2.5 復(fù)合隔震技術(shù)

應(yīng)用各種不同隔震技術(shù)所具有的各自不同的特點，在同一隔震結(jié)構(gòu)中把不同的隔震裝置以并聯(lián)或串聯(lián)的方式組合起來使用，并進行優(yōu)化，則可兼收各技術(shù)的優(yōu)點，這就是復(fù)合隔震技術(shù)。

2.6 鋼筋瀝青復(fù)合隔震技術(shù)

我國學(xué)者尚守平等提出了一種適合農(nóng)村建筑的隔震技術(shù)-鋼筋瀝青復(fù)合隔震層技術(shù)。鋼筋瀝青復(fù)合隔震技術(shù)的隔震層是設(shè)置在在房屋底圈梁和基礎(chǔ)之間，隔震層由上、下圈梁，水平隔震鋼筋，瀝青，磚墩構(gòu)成。豎向鋼筋主要承受上部荷載。鋼筋瀝青隔震層中豎向鋼筋水平向的彈性剛度相對于豎向的彈性剛度小很多，可保證隔震層豎向承載力較大，水平剛度較小，從而延長結(jié)構(gòu)的自振周期，獲得較好的隔震效果。

目前，鋼筋瀝青復(fù)合隔震層技術(shù)已應(yīng)用到了實際工程中[5]，并起到了很好的隔震效果。鋼筋瀝青復(fù)合隔震層技術(shù)造價低，取材容易，非常適合在我國農(nóng)村地區(qū)使用。

3.小結(jié)

本文闡述了基礎(chǔ)隔震的原理，總結(jié)了幾種基礎(chǔ)隔震技術(shù)的工作原理及其優(yōu)缺點，并指出在我國農(nóng)村地區(qū)可大力推廣鋼筋瀝青復(fù)合隔震技術(shù)。