摘要：世界上破坏性极强的地震平均每年约18次，一次大地震能让一座城市在短短数秒内变成一片废墟。随着建筑房屋高度、层数的不断增加，房屋的抗震性能越来越引起人们的关注与重视。减震隔震技术作为一种有效的减轻地震对房屋破坏的重要手段近年来有了许多突破性进展，本文就此阐述了减震隔震技术在我国的发展历程以及一种新型复合耗能阻尼器的设想。
关键词：减震技术；发展现状；新型耗能阻尼器
0 前言
我国东邻太平洋地震带，南接欧亚地震带，是一个地震多发的国家。1920年中国宁夏8.6级的海原地震，1950年中国西藏8.6级的察隅地震，2008年8.0级汶川大地震，面对这些特大级地震仅仅通过提高构造措施、使用高强度的材料来抵抗地震是远远不够的，我们还需要从源头上去减轻地震对建筑的影响。通过设置一些耗能减震装置来吸收地震能量、减小地震作用的技术得到了广大工程师的青睐，而且已经被用于许多重要的建筑结构当中。
1.减震隔震技术的发展历程
1.1国外减震隔震技术发展历程
减震隔震技术的发展开始于上世纪60年代，当时一些发达国家如，日本、美国等对隔震技术开展了系统性的研究，并且取得了较好的研究成果，美国于1984年建成了首栋设置有减震装置的房屋。一直到上世纪90年代，减震技术在全世界范围内推广开来，作为一个地震频发国家，日本在这方面的发展在当时已经处于世界领先水平。2011年3月11日矩震级达到9.0级的“东日本大地震”中，设有减震装置的房屋表现出了优异的抗震性能，屋内许多仪器设备等在震后几乎完好无损。
1.2我国内减震隔震技术发展历程
我国最早建成的隔震建筑是1993年由周福霖院士设计建造的汕头陵海路八层框架结构。2001年，《建筑抗震设计规范》（GB-50011-2001）第3.8.1条规定：隔震和消能减震设计，应主要应用于使用功能有特殊要求的建筑以及抗震设防烈度为8、9度的建筑，这标志着减震隔震技术在我国已经成熟发展。《建筑抗震设计规范》（GB-50011-2010）对隔震技术的使用范围做了较大调整，规范第3．8．1 规定，隔震和消能减震设计可用于对抗震安全性和使用功能有较高要求或专门要求的建筑。2014年2月，我国住房和城乡建设部又发布新文件以进一步推广建筑减震隔震技术在建筑行业中的应用。到目前为止，建筑减震隔震技术已经广泛运用于我国各大省市，我国在这方面技术也越来越成熟，逐步走向世界领先水平。
2.一种新型复合耗能阻尼器设想
2.1装置形式
通过SolidWorks软件进行装置的三维建模，复合阻尼器设想的基本构造，如图2，在中间是由两个大圆柱通过高强度螺栓连接组成的摩擦阻尼器元件，在圆柱内部，沿长度方向设置泄压槽，并在其内部充满空气。在该阻尼器的两边是铅粘弹性阻尼器元件，通过对粘弹性阻尼器进行优化，在两边采用渐缩式入口的活塞头，其渐缩角为10°，在活塞内部充满金属铅，以此来完成铅粘弹性阻尼器的工作。
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图2装置构造图
2.2工作原理
这种新型复合耗能阻尼器是结合了铅粘弹性阻尼器、摩擦阻尼器和泄压槽各自的耗能特点。该复合阻尼器在小震作用下，由铅粘弹性材料对结构进行耗能减震。在大震作用下，当粘弹性材料应变达到某一阈值时，自动启动摩擦耗能装置，既充分发挥了摩擦阻尼器的减震作用，又避免了粘弹性材料的损坏，使结构拥有很强的自适应控制能力，其工作原理，如图3。
首先，结构在小震或大震初期，主体结构与支撑构件之间或支撑结构与支撑构件之间产生相对变形，铅粘弹性阻尼器中与上连接板相连的约束钢板间产生往复相对运动，粘弹性阻尼器产生剪切变形，粘弹性结构元件产生结构减震控制力。由于铅的延性较好，因此铅开始因受力膨胀，后恢复原状，这样使阻尼器中的粘弹性材料产生剪切及挤压滞回变形而耗能，从而提高阻尼器耗能效率。
随着地震作用的增加，结构层间位移增大，粘弹性材料的剪切变形达到其所设定的极限值，此时，结构启动摩擦阻尼器元件，两个圆柱产生相对运动，摩擦元件开始处于滑动状态，在滑动状态中，摩擦元件的剪力（摩擦力）绝对值始终保持不变。地震作用方向改变时，即结构层间位移与结构层间位移方向相反时，粘弹性阻尼器元件重新开始产生剪切变形，发挥耗能作用，而摩擦阻尼器元件处于非滑状态。如此反复直至地震结束。
在圆柱内部，我沿长度方向设置了泄压槽，泄压槽内部充满空气。通过设置泄压槽来调节间隙内的压降，从而在高压下进行泄压，使得活塞在高速运动时的阻尼力要低于一般的线性阻尼器，已达到降低速度指数的目的。
从以上分析可以看出，该新型复合耗能阻尼器由于铅的原因，既能保证粘弹性阻尼器元件的耗能能力，又不会因剪应变过大而导致粘弹性材摩擦阻尼器材料的破坏，同时还充分发挥了摩擦阻尼器元件的耗能作用，且引入泄压槽降低地震时传来的速度，从而优化了阻尼器。因而该阻尼器比单一的铅粘弹性阻尼器和摩擦型阻尼器能够更有效的耗散结构的地震能量，从而达到减小结构地震作用的目的，并且使结构拥有自适应的控制能力。
图3 工作原理简图
3.结语
减震隔震技术是一种重要的抗震手段，但各有其优缺点和适用范围，本文通过探讨现在减震隔震技术的现状，进而提出一种新型复合耗能阻尼器的设想，并通过三维建模将其构造出来，以供大家参考。
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