建筑隔震原理

建筑隔震是20世纪60年代发展起来,为在建筑物的基础结构和上部结构之间设置隔震层——橡胶隔震支座、阻尼器等隔震装置,阻隔地震能量向上部结构传递使房屋倒塌的地震动作用,而建筑物及其内部设施在地震中安然无恙。其隔震原理如下:通过在建筑物基础或是上部结构相应部位设置隔震支座或者阻尼器等部件形成建筑隔震层,隔震层延长结构自振周期,使建筑物的固有周期避开地震最高能量的短周期,从而大幅度减少建筑物的地震响应,避免结构损坏,地震冲击波过后建筑物能迅速复位,确保建筑物震后正常使用。

建筑隔震技术的适用范围

隔震技术并不是对所有建筑都适用,其具有一定的局限性。首先,当建筑的结构周期大于1.5s时隔震效果很差;其次,隔震技术对硬土场地比较适合,因为软土场地滤掉了地震波的中高频分量,延长了结构周期,使地震反应增大;此外,LRB铅芯支座只具有隔离水平地震的功能,对纵向地震没有隔离效果;最后,没有空间安装隔震橡胶并提供足够宽的隔震沟时难以采用隔震技术。

建筑隔震设计方法

在进行建筑隔震设计之前,首先要详细掌握建筑物所在区的抗震参数以及要达到减震目标,主要包括以下指标:设防烈度即该建筑场地的抗震烈度,场地类型及地震分组,地震波加速度峰值包括多遇地震时加速度峰值以及罕遇地震时加速度峰值。减震目标包括使上部结构的地震响应降低的度数以及同时保证在风荷载和微小地震下上部建筑不产生微小振动等。

在隔震结构体系的设计中,一般都将隔震结构分成3～4部分设计,即上部结构、隔震层、基础有时候可能还有隔震层以下结构。设防目标的实现采用了二阶段设计的方法——强度验算(多遇地震时)和变形验算(罕遇地震时)。

上部结构设计需要用到水平向减震系数(根据结构隔震与非隔震两种情况下各层层间剪力的最大比值,按规范中的规定确定)。

隔震层设计包括隔震层布置以及橡胶隔震支座关键技术参数的设计以及验算。下部结构设计和基础设计仍按传统抗震设计方法分析计算。