马冬
中建新疆建工集团第五建筑工程有限公司 乌鲁木齐市830000
摘要：近年来，我国的建筑工程建设越来越多，其结构减隔震技术也越来越先进。本文综述了中国建筑结构减隔震技术的发展应用情况，可以看出目前中国建筑结构减隔震技术发展已较为成熟，其推广应用也得到重视；重点介绍了常用的建筑结构减隔震技术及其减隔震原理，并对基于不同减隔震原理的减震和隔震装置进行讨论；最后对中国未来建筑结构减隔震技术的发展方向和前景提出了几点建议。
关键词：减震技术；隔震技术；研究应用；建筑结构
引言
随着科学技术的不断进步,减隔震技术逐渐出现在了大众的视野当中,同时也被业界应用,减隔震技术其包括了隔震和减震这两种内涵。其是为了将建筑结构与可能造成地面破坏的运动进行有效的分离,为了使这一目的得到充分的实现,可以对结构的基本周期进行有效的延长,有效地避开地震能量集中的地区,这样可以有效地降低建筑结构的地震力。但是对结构周期进行延长会使结构位移增大。为了将地震作用在结构中的能量降低,通过减震支架等进行消耗,这样可以有效地达到减少结构反应的目的,最终使建筑结构的破坏程度得到有效的减少。
1减隔震技术对于建筑的重要性
我国幅员辽阔地震灾害频发，以目前的科学技术还无法准确预测地震以及地震震级大小。为了尽可能减少地震灾害带来的人员伤亡、经济损失，加强建筑的稳固性就很有必要。减隔震技术是指在发生地震期间能够尽快将建筑物和地面分离，进而达到延长结构坍塌周期错开地震高频周期的效果。通过减少地壳运动产生的能量作用于建筑的手段降低地震灾害带来的破坏。
2减隔震技术概念
减隔震技术实际上就是综合利用减震与隔震的技术。其中，减震技术主要是利用耗能、阻尼等相关装置，通过对装置进行设计和安置，完成对建筑自身结构动力学的优化，以达到提高在地震或相关事故发生时，利用自身结构完成对冲击力吸收缓冲的目的。隔震技术则是借助特殊的结构设计，提高建筑抗震性能的一种技术，通过引入振动周期结构，形成对建筑震动过程中所产生能量的缓冲，达到降低地震或相关灾害事故所产生的作用力的目的，确保建筑结构的稳定性。
3建筑结构隔震技术
3.1橡胶垫隔震装置
橡胶垫隔震装置由钢板和橡胶交替叠合而成。钢板作为橡胶支座的加劲材料，改变了橡胶体竖向刚度较小的特点，使其既能降低水平地震作用，又能承受较大竖向荷载。橡胶垫隔震装置包括天然橡胶垫、标准多层橡胶垫、内包阻尼体橡胶隔震垫、铅芯橡胶隔震垫等。橡胶隔震垫技术发展已比较成熟，隔震装置竖向承载力大，具有稳定的弹性复位功能，且隔震周期长、阻尼比大。研究结果表明，采用橡胶垫隔震装置可以把地震80%左右的能量抵消，上部结构的设防烈度可降低1～2度，具有较大的安全储量，隔震效果明显，性能可靠稳定，是目前最常用的一种建筑结构隔震技术。
3.2减隔震技术方案的选择
减隔震技术经过几代人的努力已经日趋成熟，能够结合工程的实际情况适合建筑的具体发展。在遵守相关的规章制度法律法规的基础上，还应该从经济、安全、技术实施的可行性等多方面进行综合考量分析。最后进行专业的分析，参考抗震设防的类型、所需的设防烈度、建筑的现实场地条件、使用功能进行判断，确定建筑结构和隔震设计方案。在决定方案之前要进行对比分析，最后选择多个方案进行分析、计算，从最终的分析结果来判断最优的方案。
3.3吸震减震技术
吸震减震技术是通过在原主体结构上附加子结构，使结构的振动发生转移，将地震能量在原结构和子结构之间重新分配，从而达到减小建筑结构振动的目的。常用吸震减震装置主要有调谐质量阻尼器和调频液体阻尼器。1）调谐质量阻尼器。调谐质量阻尼器（简称TMD）由质块，弹簧与阻尼系统组成。将TMD系统自振频率调整到主体结构振动的振动频率附近，当地震发生时，TMD系统会产生与主体结构反向共振，此时作用在主体结构上的地震能量会转移到TMD系统上，使其对主体结构的振动产生协调作用，从而达到减小结构振动反应的目的。台北101大厦就是在结构上安装了TMD系统，以实现减震的效果。2）调频液体阻尼器。调频液体阻尼器（简称TLD）是利用固定水箱中的液体在晃动过程中产生的侧动力来提供减震作用，其具有构造简单、易安装、自动激活性能好、不需要启动装置等优点，可兼作供水水箱使用。在地震作用下，TLD系统将产生振动，使得固定在水箱中的液体晃动，并在其表面形成波浪，晃动的液体和波浪对TLD箱壁产生动压力差及惯性力，从而起到减震的目的。
4建筑抗震设计实现途径
1）在结构设计过程中尽量采用柔性支撑结构形式，通过设置这种结构形式来延长周期，降低地震多造成的比例影响。2）缩短自身周期并且延长结构位移量，可以借助结构能量耗散能力与阻尼值增加的方式来实现，为此需要将一些合理的阻尼器式能量耗散基础元件应用到建筑结构设计当中。3）为更好地满足建筑结构在正常试用下的荷载要求与刚度要求，需要将一定间隔部件合理地设置在建筑结构中，便于将整个建筑结构支撑起来。为更好地降低地震所造成的不良影响，结构自振周期需适当延长，且需要尽可能地减小结构地震的加速度反应。然而，这种设计方案会导致结构位移量的显著增加，这时为促进结构自振周期的显著减少，防止造成不必要的结构位移增加与位移量过大，就需要合理地增加阻尼结构，最终能够满足减隔震的效果要求。
5减抗震设计应该注意和解决的问题
在计算减隔震上部水平结构在地震中的作用时，针对减隔震系统的力学作用效果和水平向减震效果计算，应当改进对对两者变化规律的研究方法。现阶段的减隔震防震效果只能作用于水平地震，对于减抗震技术在防控竖向地震的应用还需要进一步加强。目前的科技对于地震在各个地层中的发生情况并没有十分清楚的认知。对于一些特殊的地形地貌并不适用减抗震技术。减抗震技术只能对常规情况进行预防，并不能涵盖所有的地震灾害情况，在遇到罕见的重大地震灾害时作用并不明显。
6建筑结构减隔震技术发展方向和前景
1）由单一的减隔震装置的应用向混合减隔震体系发展。在应用减隔震技术时，可将减震技术和隔震技术相结合，将基础隔震和层间减震相结合，更好地提高建筑结构的抗震性能。2）由多层建筑结构抗震向超高层、大跨度建筑结构抗震发展，研发能够适用于高层、超高层、大跨度建筑结构的新型、有效、经济的减隔震装置。3）建筑结构减隔震技术向标准化、规范化方向发展，相关的规范标准还需进一步修订和完善。4）对于建筑结构减隔震技术在民用建筑中的普及和应用，各级政府还应加强政策的引导作用，出台相应的政策文件，推动减隔震技术的推广应用。
结语
综上所述，我国在唐山大地震之后提出了相应的专业性施工政策。在进行减抗震技术施工方案设计的时候要注意结合当地的地形地貌，自然风力等现实原因和经济、安全等附加因素进行综合考量。附加结合相应的工程经验以及橡胶隔震支座抗拉屈服强度的自身特点进行综合考量。减抗震技术还有许多不足需要在未来进行进一步研究细化，如预防竖向地震、预防罕见大地震等。
参考文献
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