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现代隔震技术在高层建筑中的应用
摘要：对比传统的抗震技术，隔震技术能够在地震中更有效的保护建筑结构。隔震技术通过设置隔震层，延长建筑物的基本周期，降低建筑物的地震作用。本文从结构隔震的原理出发，介绍了隔震技术的适用范围以及隔震系统的组成和类型、隔震结构的设计要求，探讨了隔震技术下上部结构的地震作用，得出隔震结构的优点，得出隔震技术应在高层建筑中得到广泛的推广的结论。
关键词：高层结构，隔震原理，地震作用，层叠橡胶支座
TheApplicationofTheBase-IsolationInHigh-RiseBuildings
ZhangBingjie
Abstract:Thebase-isolationismoreeffectivethantraditionalanti-seismictechnologyinprotectingconstructinanearthquake.Thebase-isolationcanlengthenthefundamentalperiodoftheconstructwithisolationlayertoreduceseismicaction.Thisarticleintroducesthescopeofbase-isolationapplication,thecomponentandtypeofthebase-isolation,thedesignrequirements.Theseallbaseontheprincipleofthebase-isolation.Reachingseveraladvantagesofbase-isolationthroughtheseismicactionofthesuper-structurewithbase-isolation.Atlast,wecangetaconclusionthatthebase-isolationshouldbepopularizedinhigh-risebuildings.
Keywords:high-risebuildings,base-isolation,seismicaction,cascaderubberbearings.
1引言
地震是危及人民生命财产的突发势自然灾害,全世界每年大约发生500万次地震,大多数地震都需灵敏的仪器才能测量到,而人能直接感知的也就约占1%左右[1]。我国是地震多发国家,地震区分布广阔而分散,历次大地震给人民生命财产带来了巨大损失。我们国家的抗震设防目标是“小震不坏,中震可修,大震不倒”。这就要求结构构件具有足够的承载力和塑性变形能力。而传统的结构抗震理论和方法都是建立在提高结构和构件的抗震强度和变形能力的基础之上的。由于地震对结构物的作用力可能很大，往往需要依靠结构和构件的塑性变形来耗散地震输入结构的能量。而塑性变形对于结构来讲实际是一种损伤。传统的抗震设计方法一方面要利用结构的塑性变形能力或延性来减小地震作用，又要使结构不发生严重的损伤，其实质可以说是对相互矛盾的目标进行某种妥协。长期以来研究人员一直在追求一种既经济又可靠的抗震措施，同时还要使结构不受损伤或减小损伤，这就是本文要讨论的基础隔震技术。

2隔震减震技术的发展过程与现状
2．1基础隔震技术的早期阶段
基础隔震概念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案。1927年，日本的中村太郎论述了加装阻尼器吸能装置，在隔震理论方面进行了有益的探索。在这一阶段，虽然有了清晰的隔震概念和一定的隔震理论基础，但限于当时的水平与条件，基础隔震技术的应用未被很好地研究与开发。[2]
2．2基础隔震技术的现代阶段
随着地震工程理论的逐步建立以及实际地震对结构工程的进一步考验，特别是近二三十年来，由于采用大量的强震记录仪对地震进行观测，使人们较快地积累了有关隔震及非隔震结构工作性能的定量化经验，从而对早期提出的一些隔震方法进行了淘汰与升华。其中叠层橡胶垫基础隔震体系被认为是隔震技术迈向实用化最卓有成效的体系。1984年新西兰建造了世界上第一幢以铅芯叠层橡胶垫作为隔震元件的4层建筑物。1985年美国建成第一座4层的叠层橡胶