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1、 8.1 结构抗震设计思想的演化与发展抗震结构一.抗震结构利用结构各构件的承载力和变形能力抵御地震作用，吸收地震能量。隔震结构消能减震结构立足于“抗”。二.隔震结构在建筑物上部结构与基础之间设置滑移层，阻止地震能量向上传递。立足于“隔”。 为达到明显减震效果，通常基础隔震系统需具备以下四种特性：(1)承载特性：具有足够的竖向强度和刚度以支撑上部结构的重量；(2)隔震特性：具有足够的水平初始刚度，在风载和小震作用下，体系能保持在弹性范围内，满足正常使用的要求，而中强地震时，其水平刚度较小，结构为柔性隔震结构体系；(3)复 特性：地震 ，上部结构能 复到初始 ，满足正常的使用要求。( ) 能特性：
2、隔震系统 具有较 的阻 ，地震时能 足够的能量， 而 上部结构 吸收的地震能量。 1.基 思想： 在结构物地 以上部 的 部设置隔震层，使之与 结在地基中的基础 ， 而 地震 向结构物的传递。 2.隔震设计 满足的 件： 满足竖向承载力的 下，隔震 置的水平刚度 能小，使结构 能 地震 的范围； 保currency1在风作用下结构“有 的 移。8.2 隔震与fifl 3常用隔震 置 (1) 支隔震 常的隔震 置 (2) 隔震 (3)滑 支隔震 (4)支隔震 隔震系统回顾基础隔震的”在1 有 ，的隔震fi ， 设有 的柔性减震支层； 的基础隔震 和 始于上 ，基础隔震fi ，下 作 1.早期隔震
3、技术河合浩藏的“地震时不受大震动的结构”181 的“地震时 震 的结构”。其隔震思在地基上 设 层 ， 建筑物围 ， 而地震时 上部建筑到隔震。 . rie s提出的隔震结构. rie s于1 出的隔震结构(B se-iso ed buidi g )fi。这种隔震结构在建筑物结构与基础之间用滑 层隔 ，地震时建筑物以滑 。中村太郎的隔震结构中村郎于1927 出的隔震结构fi。在这种隔震系统中 使用阻 泵来 地震 的能量， 在该建筑地下层柱的上下端采用铰接构造，建筑物以水平自由移 。 柔性层隔震结构(F exib e firs -s ory bui di g)柔性层结构隔震由Martel在192
4、9 出，由Green(1935 )和Jacobasen(1938 )进一步 以研究与完善；下 真岛健三郎于1934 的柔性层结构。地震时，柔性层进入塑性，结构的刚度变小，结构的基 延， 而导“上部结构 的地震作用减小。 滚动支撑类隔震系统（Ro er be ri g sys em）为克服柔性层结构 带来的缺陷，科学家们相继 出 种 支撑类隔震系统，工作元件有球形和椭形等 种，但由于其隔震有向性的，而地震具有无向性，这些类型的隔震系统均未能推 用。 2.最新隔震技术隔震 支(The mi ed rubber bearing)隔震系统。 南 州 学医院(The University of Sout
5、hern California Teaching Hospital) 支隔震系统，这栋八层医院基础 速度为 0.49g，而 层 速度只有0.21g, 速度折减系 为1.8。而抗震结构橄榄景医院(The Olive View Hospital)的 层 速度为 0.82g，而 层 速度为2.31g, 速度放 系 为2.8，由此 支隔震系统的越性。中南 州 学医院（隔震结构） 橄榄景医院（抗震结构）1 1月1 日，美国圣菲尔南 发生洛杉矶地震，震级M=6. ，直下型地震，死亡56，伤 3 ，损失 。震中附近有两医院，一为隔震结构，另一为抗震结构。 中南 州 学医院地下一层，地上 层，建筑 积：33
6、平fi ；占地： 1 平；高高度：36。 m；铅芯 层 隔震器68个， 层 隔震器81个。 中南 州 学医院在这次地震及其其 的余震中，6-8英尺高的 等 有一个 下来，建筑物内的各种 器等均未损 ，医院 能 到持， 为 中 ，到 重要的作用。 橄榄景医院（抗震结构）橄榄景医院在1 1 圣 尔南 地震中到较 损 ，1重建， 抗震强度。 在此次地震中， 力 生，设备 器 医 及家具等 ， 等 下。而 水 ，各层水，建筑物能使用，完失医院的 能。一四 月 日，currency1“发生 7.3级地震，震 fifl 200，fifl度为6度，各类 ，”失，水的水 出 1/3 而“隔震上的 有到 ，到和
7、 下 发生 地震。 日 地震 一 一月 日发生 日 地震。震级7.2级，日 地震 。在这次地震中，有二 隔震结构建筑 到 地震 。 这些 以 到隔震 在 地震中发 隔震效果，currency1 隔震结构的有效性。WEST ( 部 )建筑 积46000m2，6层，日 的隔震建筑。该建筑震 35，在基础 l层和6层进 地震 。213263300基础193571061层377751036层上下南 地震 置fi向 隔震 支 层 支 铅芯 支，高阻 支等 。天然夹层隔震橡胶支座 层 支构造 。 层 支具有较 的竖向刚度，承建筑物的重量时竖向变形小，而水平刚度较小， 性性能。由于 层支的阻 小，具备足够的
8、 能能力， 以在结构使用中一其阻 器 能设备 使用。铅芯隔震橡胶支座铅芯隔震 支由 的ROBINSON及其 ”研 发，以 在中国 日 美国 利等国家 到 较 的发展与 用。铅芯 支构造 。 为铅芯 支但具有较想的竖向刚度，而 具有消 地震能量的能力，铅芯 支在结构使用中到 。 下 上一栋采用铅芯 支隔震的建筑(The William Clayton Building, New Zealand)和上使用铅芯 支中基 积 的建筑(日 )。 日 1 度的隔震建筑中，采用铅芯 支隔震 占的 ，美国在185 以 建的隔震 中，完 部 采用铅芯 支的隔震 占 的6 . ， 国在 建 的隔震 中，完 部 采
9、用铅芯 支的隔震 占 的6 。 8.3消能减震结构在结构中的某些部 设置消能 置，通 消能 置 吸收地震能量， 而减小主体结构地震反 。消能 置有：调频质量阻 置：由质量 弹性元件和阻 器构 的振 系统，将其安 在结构上，结构振 时引该系统的共振，由此 生的惯性力反作用于结构，到减小结构振 反 的作用。调频液体阻 置：由具有一形 的盛液容器构 ，液体 时，液体 容器箱壁 生 压力，时液体 生阻 吸收一部 能量。液压质量控 置：由液压缸 活塞 和质量块构 ，当结构由地 运 生振 时，油缸的活塞推 中的液体，使液体和质量随之振 。结构的一部 振 能量传递给 该系统。8.3 结构减震与fifl 粘滞 能 置：由缸体 活塞 和液体构 ，活塞在缸体内往复运 ，粘滞液体 一端 向另一端 生阻 力，阻碍结构的振 。摩擦 能 置：由摩擦元件构 ，这些元件相互滑 生摩擦力， 而 结构的部 振 能量。金属 能 置：由金属材 的 能 置，其 能 通 金属元件的弹塑性变形来 能。粘弹性 能 置：由粘弹性材 和 束钢板构 ，通 在钢板之间的粘弹性材 发生 变形而 能量。1 2 建 的11 层纽 贸 共安 1万个粘弹性 能 置； 雅 6层哥伦比亚 安 26 个粘弹性 能 置；188饭店和 火车站在抗震 中， 采用 fl国和美国生 的粘弹性 能 置。
