房屋基礎隔震技術應用分析

【摘 要】目前，我國絕大多數人口居住在多層磚混結構房屋中，磚混結構房屋抗震能力的高低，直接關系著人民的生命及財產安全。基礎隔震技術是目前工程中應用較多的一種減震控制技術，由于其造價低，易于實施、減震控制效果好，正受到許多國家越來越多的重視。

【關鍵詞】房屋建筑；防震設計；基礎隔震技術

一、房屋基礎隔震技術的優越性

（1）明顯有效地減輕了結構的地震反應，提高了地震時結構的安全。國內外大量試驗數據和工程經驗表明：基礎隔震一般可以使結構的水平地震加速度反應降低60％左右，上部結構的地震反應僅相當于不隔震情況下的1/8～1/4。地震時房屋上部結構的地震反應類似于剛體平動，結構的震動和變形均可控制在較輕微的水平，從而使房屋內部設備的安全得到更可靠的保證。（2）地震防護措施簡單明了。基礎隔震設計把非線性，大變形集中到了隔震裝置這一特殊的構件上，從考慮整個結構復雜的、不甚明確的抗震措施轉換為只考慮隔震裝置，這樣就可以把設計、試驗、制造的注意力集中到這些構件上。由于上部主體結構近似于彈性變形狀態，結構分析的方法也可以簡化；同時，在地震后，只需對隔震裝置進行檢查更換，而無需過多地考慮房屋結構本身的修復。（3）具有較大經濟效益和社會效益。雖然采用基礎隔震技術會增加基建投資（約5％），但上部結構抗震措施標準降低會節省建筑的總造價。從已建造的采用基礎隔震技術的房屋得知，多層基礎隔震房屋比傳統抗震房屋節省土建造價：7度節省1％～3％，8度節省5％～15％，9度節省10％～20％。如果將地震災害的潛在綜合損失考慮進去（包括結構、建筑、設備財產以及建筑物中斷使用帶來的損失），基礎隔震房屋具有更高的經濟和社會效益。同時還能大幅度降低地震時內部非結構構件和裝飾物的震動、移動和翻倒的可能性，從而大大減輕了次生災害的危害。

二、隔震技術原理及基本要求

建筑結構隔震的本質思想是通過增加能夠提供柔性和適當耗能裝置的隔震層，以達到減小結構振動的目的。房屋基礎隔震技術的原理就是通過水平剛度低且具有一定阻尼的隔震器將上部結構與基礎或底部結構之間實現柔性連接，使輸入上部結構的地震能量加速度大為降低，并由此大幅地提高房屋結構對強烈地震的防御能力。房屋基礎隔震體系包括上部結構、隔震器（裝置）和下部結構三部分，隔震體系應滿足以下基本要求：（1）基礎隔震裝置應具有一定的阻尼和消能能力，以保證體系在地震時具有的工作性能。（2）基礎隔震裝置必須具有足夠的豎向承載力，能夠安全支撐上部結構的所有荷載，確保房屋結構在使用狀態下的絕對安全并滿足使用要求。（3）基礎隔震裝置應具有可變的水平剛度。在強風或微小地震時，隔震器應具有足夠高的水平剛度，使上部結構發生的水平位移極小而不影響使用要求。在中等強度地震下，其水平剛度將逐漸變小，使原本剛性的抗震結構體系變為柔性隔震結構體系，其固有周期大大延長而遠離場地的特征周期，從而明顯地降低上部結構的地震反應。（4）基礎隔震裝置應具有水平彈性恢復力，使房屋隔震結構體系在地震中具有自動復位功能，由此滿足震后房屋結構的使用功能要求。

三、基礎隔震技術的發展前景

基礎隔震概念最早是由日本學者河合浩藏于1881年提出的，1909年，美國的J.A.卡蘭特倫茨提出了另外一種隔震方案，1927年，日本的中村太郎論述了加裝阻尼器吸能裝置，在隔震理論方面進行了有益的探索。隨著地震工程理論的逐步建立以及實際地震對結構工程的進一步考驗，特別是近二三十年來，由于采用大量的強震記錄儀對地震進行觀測，使人們較快地積累了有關隔震及非隔震結構工作性能的定量化經驗，從而對早期提出的一些隔震方法進行了淘汰與升華。目前，世界上大約有30多個國家在開展這方面的研究，這項技術已被應用在橋梁、建筑，甚至是核設施上。80年代以來，基礎隔震研究開始在我國得到重視，國內不少學者對國際上流行的基礎隔震體系進行了研究，取得了較大的進展．現代隔震技術經歷了30年的歷程，得到了廣泛的應用。據了解，我國應用基礎隔震技術建造的房屋設備已達數百萬平方米，涉及生命工程線、民用建筑、古建筑加固等。基礎隔震技術適用面很廣，既能應用于低層或高層的建筑，也可用于已建建筑的抗震加固;既能用于重要房屋，也可用于一般房屋，尤其適用于量大面廣的中、低層磚混房屋和鋼筋混凝土房屋。基礎隔震技術具有廣闊的應用前景。

總之，基礎隔震技術在保證建筑物具有更高安全可靠度的同時，其直接和間接的經濟效益、社會效益也是非常巨大的。通過工程試點，基礎隔震在地震中減輕建筑物地震反應和損害的表現非常出色。

參 考 文 獻

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