第 3 期
山 西 焦 煤 科 技
No .3
2010 年 3 月
Shanxi Coking Coal Science & Technolog y
M ar .2010
·专题综述 ·
我国建筑物减震隔震研究现状与发展
吴世跃
①
(西山煤电集团公司官地矿)
摘 要 阐述了建筑物减震隔震的研究现状及特点 , 在论述了基础滑移隔震技术基本原理的
基础上 , 针对目前国内外常见的几种滑移隔震装置的特点进行了分析和总结 , 介绍了我国滑移隔震的
应用情况及隔震构造 。根据我国滑移隔震技术研究和应用情况 , 从理论分析和工程应用等方面进行了
综述 , 表明滑移隔震技术是一种具有很大发展潜力的结构减震形式 。应加大研究和技术开发力度 , 对
技术成熟的滑移隔震装置编制相应的行业规范和标准 , 以利于工程应用 。
关键词 建筑结构 ;摩擦 ;滑移 ;隔震 ;现状 ;研究 ;应用 ;发展
中图分类号 :T D22 文献标识码 :A 文章编号 :1672 -0652(2010)03 -0045 -04
2008 年5 月12 日四川汶川发生 8 .0 级地震, 根据
地震灾区的信息披露表明 , 汶川大地震中的人员伤
亡, 大部分是因为工厂、办公楼 、学校 、住宅等房屋倒
塌造成的 , 由此可以看出 , 随着我国城镇化建设发展 ,
城镇聚集的人口密度也在随之上升 。因此, 汶川大地
震的警示之一 , 就是应当更加关注建筑物减震隔震的
研究应用 。
在抗震防灾中 , 传统方法还是停留在“堵” 上, 即
通过提高结构承载力和延性来抗御地震 ;而采用“疏”
的办法则是近年的事 , 也就是将地震运动输入的能量
部分转移到隔震元件或减震构件上 。
目前 , 房屋抵抗倒塌主要依靠结构自身的累积耗
能和损坏来实现 。随着社会进步 , 即使能减少地震中
人员的伤亡, 但由结构破坏造成的直接和间接经济损
失及其引发的次生灾害变得日益严重和难以承受 , 它
极大地妨碍着社会发展 。近 20 年来 , 世界上逐渐转向
结构减震隔震的研究应用, 已取得较好进展 。试验研
究表明 , 通过适当的减震控制措施 , 在地震中特别是
“大震” 作用下 , 结构的地震作用可大大降低 , 能有效
防御地震灾害 。在地震工程中 , 走抗震与减震相结合
的道路 , 将是今后的发展趋势 。
1 结构滑移隔震的概念
国内外采用的隔震措施可分为两类 :橡胶垫支座
隔震和滑移隔震 。前者一般为多层橡胶之间夹以薄钢
板 , 中央加铅芯 。这种结构能加长房屋自振周期 , 使其
远离地震波特征周期 , 减小地震作用, 并具自动复位
功能。后者是在基础或层间等部位设置低摩擦的滑移
元件和限位件等 , 通过相对滑移运动和摩擦耗能而有
效限制地震能量向上部传递和向下部反馈。该方法受
力可靠 , 造价不断降低 , 施工难度不大, 并可考虑钢件
的防锈 、损坏更换问题 , 但需设置复位机构。
根据滑移支座设置位置 , 滑移隔震可分为基础滑
移隔震和层间滑移隔震 。关于基础滑移隔震 , 最早是
由日本学者河合浩藏于 1881 年提出的, 认为先在地
基上纵横交错放置几层圆木, 圆木上做混凝土基础 ,
再在混凝土基 础上盖房 , 以 削弱地震传递 的能量 。
1909 年 , 美国的J·A ·卡兰特伦茨提出了另外一种隔
震方案 , 即在基础与上部建筑物之间铺一层滑石或云
母 , 这样地震时建筑物会发生滑动 , 以达到隔离地震
的目的 。1921 年 , 美国工程师F · L ·莱特在设计日本
东京帝国饭店时 , 有意用密集的短桩穿过表层硬土 ,
直接插到软泥土层底部 , 利用软泥土层作为隔震层 。
1923 年关东大地震发生 , 附近同类建筑毁坏严重 , 但
这个建筑却保持完好 。1924 年 , 日本的鬼头健三郎提
出了在建筑物的柱脚与基础之间插入轴承的隔震方
① 作者简介 :吴世跃 男 1979 年出生 2002 年毕业于大同职业技术学院 助理工程师 太原 030022