《建筑抗震设计》第六章 隔振结构简介（2/2）

隔震与消能减震设计简介 抗震结构 隔震结构 消能减震结构 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。 立足于“抗”。 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

隔震与消能减震设计简介 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”

传统抗震结构 基础隔震结构 地震动 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)复位特性:地震后,上部结构能回复到初始状态,满足正常的使用要求。 (4)耗能特性:隔震系统本身具有较大的阻尼,地震时能耗散足够的能量,从 而降低上部结构所吸收的地震能量

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)复位特性：地震后，上部结构能回复到初始状态，满足正常的使用要求。 (4)耗能特性：隔震系统本身具有较大的阻尼，地震时能耗散足够的能量，从 而降低上部结构所吸收的地震能量

隔震系统回顾 基础隔震的概念早在19世纪已有人提过,广义的隔震方案则更是 源渊流长,如北京故宫就设有糯米加石灰的柔性减震支座层;现代的 基础隔震理论和实践开始于上世纪70年代,基础隔震方案很多,下面 作简单介绍 1.早期隔震技术 河合浩藏的“地震时不受大震动的结构 右图是1891年河合浩藏的“地震时 剖面= 口口 不受大震动的结构”。其隔震思路是在混凝士 地基上并排铺设了数层圆木,并且把建园木层 立面 筑物周围挖空,从而地震时可对上部建 筑起到隔震

隔震系统回顾 基础隔震的概念早在19世纪已有人提过，广义的隔震方案则更是 源渊流长，如北京故宫就设有糯米加石灰的柔性减震支座层；现代的 基础隔震理论和实践开始于上世纪70年代，基础隔震方案很多，下面 作简单介绍 1.早期隔震技术 河合浩藏的“地震时不受大震动的结构 ” 右图是1891年河合浩藏的“地震时 不受大震动的结构”。其隔震思路是在 地基上并排铺设了数层圆木，并且把建 筑物周围挖空，从而地震时可对上部建 筑起到隔震

JA. Calantarients提出的隔震结构 右图是J.A. Calantarients于1909年 国 提出的隔震结构(Base- isolated 滑石 滚轴 building)方案。这种隔震结构在建筑 物结构与基础之间用滑石层隔开,地震 时建筑物可以滑动 中村太郎的隔震结构 右图是中村太郎于1927年提出的隔震结 构方案。在这种隔震系统中已使用阻尼泵来 耗散地震动的能量,并且在该建筑地下层柱 的上下端采用铰接构造,建筑物可以水平自 由移动。 阻尼泵 阻尼泵

J.A.Calantarients提出的隔震结构 右图是J.A.Calantarients于1909年 提 出 的 隔 震 结 构 ( B a s e - i s o l a t e d building )方案。这种隔震结构在建筑 物结构与基础之间用滑石层隔开，地震 时建筑物可以滑动。 中村太郎的隔震结构 右图是中村太郎于1927年提出的隔震结 构方案。在这种隔震系统中已使用阻尼泵来 耗散地震动的能量，并且在该建筑地下层柱 的上下端采用铰接构造，建筑物可以水平自 由移动

柔性层隔震结构( Flexible first- story building) 柔性层结构隔震概念由 Martel在1929年提出,由Greo(1935年)和 Jacobasen(1938年)进一步加以研究与完善;下图是真岛健三郎于1934年的 柔性层结构。地震时,柔性层进入塑性,结构的刚度变小,结构的基本周 期延长,从而导致上部结构所受的地震作用减小。 日日日日日 1层立面图 1层部 分裸柱 裸柱 筒柱 立面图 1层平面图

柔性层隔震结构(Flexible first-story building) 柔性层结构隔震概念由Martel在1929年提出，由Green(1935年)和 Jacobasen(1938年)进一步加以研究与完善；下图是真岛健三郎于1934年的 柔性层结构。地震时，柔性层进入塑性，结构的刚度变小，结构的基本周 期延长，从而导致上部结构所受的地震作用减小

滚动支撑类隔震系统( Roller bearing system) 为克服柔性层结构所带来的缺陷,科学家们相继提出了多种滚动支撑 类隔震系统,工作元件有球形和椭圆形等多种,但由于其隔震是有向性的 而地震是具有无向性,这些类型的隔震系统均未能推广应用。 轨道 钢板 …… 支撑球 地震动

滚动支撑类隔震系统（Roller bearing system） 为克服柔性层结构所带来的缺陷，科学家们相继提出了多种滚动支撑 类隔震系统，工作元件有球形和椭圆形等多种，但由于其隔震是有向性的 ，而地震是具有无向性，这些类型的隔震系统均未能推广应用

2.最新隔震技术 隔震橡胶支座( The laminated rubber bearing)隔震系统

2.最新隔震技术 隔震橡胶支座(The laminated rubber bearing)隔震系统

1994年1月17日,美国圣菲尔南多发生洛杉矶地震,震级M=6.7,直下 型地震,死亡56人,伤7300人,损失很大, 震中附近有两座医院,一座为隔震结构,另一座为抗震结构 南加州大学医院( The University of Southern California Teaching Hospita是橡胶支座隔震系统,这栋八层医院基础加速度为0.49g,而顶 层加速度只有021g,加速度折减系数为1.8。而抗震结构橄榄景医院(The olive View Hospital的底层加速度为082g,而顶层加速度为231g,加速 度放大系数为28,由此可见橡胶支座隔震系统的优越性 中南加州大学医院(隔震结构)橄榄景医院(抗震结构)

南加州大学医院(The University of Southern California Teaching Hospital)是橡胶支座隔震系统，这栋八层医院基础加速度为 0.49g，而顶 层加速度只有0.21g, 加速度折减系数为1.8。而抗震结构橄榄景医院(The Olive View Hospital)的底层加速度为 0.82g，而顶层加速度为2.31g, 加速 度放大系数为2.8，由此可见橡胶支座隔震系统的优越性。 中南加州大学医院（隔震结构） 橄榄景医院（抗震结构） 1994年1月17日，美国圣菲尔南多发生洛杉矶地震，震级M=6.7，直下 型地震，死亡56人，伤7300人，损失很大。 震中附近有两座医院，一座为隔震结构，另一座为抗震结构

OOO O OoOOOOOOOOO0O0O OooOoOooOO OO oooooooo OoOOOOOOOoOOO 中南加州大学医院 地下一层,地上7层,建筑面积:33000平方米;占地:4100平米; 最高高度:36。0m;铅芯多层橡胶隔震器68个,多层橡胶隔震器81个

中南加州大学医院 地下一层，地上7层，建筑面积：33000平方米；占地：4100平米； 最高高度：36。0m；铅芯多层橡胶隔震器68个，多层橡胶隔震器81个

Roof level Floor above isolators Ground below isolators Nearby ground site 10 SECONDS 中南加州大学医院在这次地震及其其后的余震中,6-8英尺高的花瓶 等没有一个掉下来,建筑物内的各种机器等均未损坏,医院功能得到维 持,成为防灾中心,起到十分重要的作用

中南加州大学医院在这次地震及其其后的余震中，6-8英尺高的花瓶 等没有一个掉下来，建筑物内的各种机器等均未损坏，医院功能得到维 持，成为防灾中心，起到十分重要的作用