城市抗震防灾对策及隔震系统分类

1.叠层橡胶支座隔震系统

该隔震体系主要采用橡胶隔震支座作为隔震装置，单独或与阻尼器共同作用，吸收并消耗地震能量（图9.19）。目前，该隔震体系应用最多，据统计，90%以上的隔震房屋采用此支座。

橡胶隔震支座主要有普通橡胶支座、铅芯橡胶支座和高阻尼橡胶支座。普通橡胶支座阻尼较小，在水平地震力较大时变形大，故一般与阻尼器、铅芯橡胶支座或高阻尼橡胶支座配合使用。铅芯橡胶支座和高阻尼橡胶支座可以单独使用。典型的橡胶隔震支座如图9.20所示。

图9.19　隔震层的组成

图9.20　橡胶隔震支座组成

橡胶支座隔震系统的特点是上部结构具有可变的自振周期，在大震时结构自振周期可以远离场地卓越周期，使结构的基频处于地震高能量频段之外，从而有效地降低建筑物的地震反应，隔震结构的第一振型表现为隔震层发生变形而上部结构做刚体平动。

橡胶支座隔震系统装置简单、施工方便，被认为是隔震技术迈向实用化最卓有成效的体系。但是，橡胶支座隔震系统的隔震效果与周期相关，特别是对长周期结构和建在软土地基上的结构隔震效果不明显。由于阻尼依赖于应变频率和幅值，高阻尼橡胶支座对高频波的隔震效果较好，但在罕遇地震作用下，水平位移较大。铅芯橡胶支座在罕遇地震作用下水平位移较小，但是对于高频波的隔震效果相对较差，且上部结构高振型影响较大。(www.xing528.com)

2.摩擦滑移支座隔震系统

水平摩擦滑动隔震系统常配合限位装置一同使用。滑移材料有砂垫层、石磨砂浆、聚四氟乙烯滑板、滑石粉、不锈钢板等。摩擦滑移装置具有较大的初始刚度，在滑移时刚度的增量为零。在结构受到较小的水平地震激励时，摩擦滑移装置能够提供足够的摩擦力阻止上部结构滑动，建筑物与地面一同运动；当地面水平地震力较大，超过了摩擦滑移装置能够提供的最大摩擦力时，滑移面开始滑移，摩擦滑移装置开始发挥隔震作用，此时传入上部结构的地震力控制在一定的范围内，不会随着地面激励的增加而增大，从而保证上部结构的安全。因此，通过选用适宜的摩擦材料就可以控制传入上部结构的地震作用，再匹配合适的限位复位装置，就可以将结构的位移限值在一定范围内。其工作原理如图9.21所示。

图9.21　摩擦滑移支座隔震系统原理图

滑移隔震系统受到关注是因为这种隔震系统造价较低，并且由于滑动现象没有固定周期，所以不与特定周期地震波存在特别强的响应，可以在宽频域内获得隔震效果。但是，滑移隔震系统有如下缺点：①滑动摩擦力较大，一般只适宜用于刚度较大的砖混结构或轻型结构的隔震，不宜用于框架结构；②同时由于竖向地震作用的影响，使支座法向应力变化，进而对水平摩擦力也有影响，使分析工作复杂化；③地震后不能完全复位；④摩擦材料的耐久性、可靠性，施工复杂。

3.组合隔震系统

各国学者还开发出了许多隔震系统，比如为了降低隔震系统的造价和取得最优隔震效果而采用的各种复合隔震系统，考虑三维隔震而开发出的弹簧隔震系统，还有悬挂、悬浮、顶支撑隔震体系等。随着隔震技术的发展，相信越来越多的隔震系统会陆续出现。