高层建筑的隔震应该如何进行设计？隔震技术的基本原理是什么？请看鲁班乐标编辑的文章。

1传统抗震技术

1．1传统抗震方法的劣势

在以前，为了使建筑物能够抵御地震的破坏性，往往是以地震的全部能量为基础，然后将其传递于上层结构，再凭借建筑物结构构件的塑造变形能力和强度来消散和吸收地震的能量，从而实现抗震的目标。从现代角度来说，这种传统的抗震方式主要是着眼于“抗”，是一种较为消极与被动的方法。它虽然在一定程度上可以很好的保护建筑物的结构，使其更加具备完整性，然而，这种结构共振有着强大的爆发力，有时会引发建筑物的全面摧毁。可见，传统的抗震方式难以有效地进行抗震。

1．2传统抗震方法应用的困难性

主体结构的延性在一定程度上可以决定传统抗震结构的耗能能力。因此，这就导致主体结构既要具备延性好的特征，又要具备强度高的特点，实施起来难度较大。

1．2．1框架结构较多学者认为最好的抗震框架体系应该是强柱弱梁体系。因为这种体系有一个很大的优点就是能够耗散分散在地震结构众多部位的能量。而此刻，延性就显得极为重要，不过不包含在地震频发区。另外，延性从某个方面来讲，也是一种“破坏”，在后期要花费很多的费用来修理它。

1．2．2剪力墙结构这种结构体系具有抗侧刚度大，侧移小等特点，地震的常见危害有楼层最底部的水平施工缝出现水平错动或者墙面出现斜向裂缝。如果底部出现了缝隙，那么剪力墙就不再具有显著的抗侧作用，更不用说上部墙体了。再加上剪力墙需承载相当的竖向荷载，所以说很难修复已破损的底部。

1．2．3框架—剪力墙结构

框架—剪力墙结构对于抗震概念设计而言，拥有的抗震防线数量较多。由墙体与框架构造的抗震结构，其框架刚度较微弱，不太能够负载地震的强大威力。如果地震一旦发生，墙体会因为大大超过自身较小的弹性极限而快速变形，从而导致裂缝的产生，进一步降低水平承载力，这时候的框架很明显难以十足展现其应有的水平抵抗力;如果墙体出现裂缝，那么框架将要负载更大的地震作用，再加上结构刚度出现变形，引致地震的作用效应也随之转化。然而，不管是框架还是剪力墙，都从属于主体结构，如果破坏后要想修复的话，既花费资金，又需要较高的技术水平。

2建筑隔震技术

2．1“基础隔震”的基本原理

“基础隔震”可谓是现代化的建筑设计理念，其基本原理在于特意在建筑物的基础和上部结构两种之间设计隔震柔性底层，这样既能够将基础和建筑物分离，又能保证安全性、可靠性。因此，有这个隔震系统的存在，当地震发生时，整个建筑物拥有很好的剪切变形能力，从而抵御地震的强大摧毁力，减轻上部结构承担的地震效应(通常可减轻1/5左右)。这种技术是从“隔”着眼，希望实现以隔减震、以柔克刚的良好效果。从另一层面上来说，这是一次飞跃性的改变。

2．2隔震体系的优点

1)明显有效地减轻结构的地震反应。专家特意对地震进行了一次模拟试验，发现如果加速隔震体系的结构，那等同于对加速传统结构的1/3～1/10。可见，隔震体系具有良好的减震作用。2)确保安全。当地震发生比较强烈时，上部结构仍旧可以保持良好的弹性。这样一来，可以确保居民的人身与财产安全。3)降低房屋造价。有学者指出，与传统抗震技术相比，隔震技术可以帮助居民降低房屋建造的费用:7度区节省3%～6%，8度区节省8%～14%，9度区节省15%～20%，同时还能确保安全。

4)抗震措施简单明了。与传统抗震技术相比，隔震技术仅仅只需对隔震的装置进行精心设计，非常简单。5)震后修复方便。当地震出现后，仅需检查或替换隔震装置，不需要修复建筑结构，从而帮助居民较快的从地震中走出来，继续从事相关活动，从而提高经济效率与社会效率。

2．3建筑隔震橡胶支座隔震的基本原理

建筑隔震橡胶支座可以说是建设者们经常采用的隔震构件。它的成分包含硬度高的薄钢板与柔性好的薄橡胶板。根据“基础隔震”的基本原理和橡胶支座结构功能分析可知，橡胶支座是被安置在建筑物的底部，然后充分利用其弹性好的隔震层，来耗散与吸取地震的巨大能量，从而扩散地震摧毁的力度，降低或阻止地震的能量传递到上部结构中去，因此保护了上部结构原本遭受的巨大破坏，使其免受地震的作用。从这一角度来说，该隔震技术具有很多优势，比如能够防止非结构部件可能遭受的损伤，确保建筑物结构的绝对安全，减轻建筑物内部一些装备的损害等。

2．4结构及配方设计

1)结构设计参数。在设计建筑隔震橡胶支座结构时，需要考虑以下参数:a．形状系数。一般包括S1与S2两种，前者是为了使薄钢板能够更好的约束橡胶板，后者是为了确保橡胶支座即使面临着受压状况也能保持较好的稳定性。国内外学者通常是取S1≥15，S2=3～6。b．外形尺寸。国内外研究已证明，橡胶支座的水平变形即使高出支座平面尺寸的60%，也具备安全性，所以支座直径可设为D=DT/0．6。不过在实践运用中，通常认为D=DT/0．55。另外，可依据其他相关参数与形状系数来设定橡胶支座的高度，400，500，600的支座，一般H分别采用150mm，175mm和200mm。c．夹层钢板厚度。如果橡胶支座出现破坏，那么夹层钢板会出现断裂现象。

当然，钢板的厚度与钢板发生的屈服位移量与强度成正比。通常，将钢板厚度设为t，一般为2mm～4mm。d．胶层厚度及层数。从一定的程度上来讲，橡胶支座夹层钢板和胶层厚度的比值(ts/tr)与其竖向承载力成正比。e．铅芯直径。支座的阻尼会受铅芯的直径影响，因此事先应选好阻尼性能。2)性能设计参数。在对橡胶支座的性能进行设计时，通常采用阻尼特性、刚度和承载能力等一些相关的指标。a．竖向承载力。通常，竖向承载力会受钢板与橡胶板的厚度比(ts/tr)、钢板抗拉的强度与橡胶支座的S1的影响。b．压剪承载力。即在某一指定的水平变形下，橡胶支座将要承受的竖向承载力。通常，竖向压应力σv=10MPa～15MPa时，支座的极限水平剪切即使变形(γ)超过350%，橡胶支座的压剪也不会遭受到任何损失。

c．水平刚度。压剪条件、支座形状系数、橡胶材料性能等因素会影响橡胶支座的水平刚度KH。要想按照剪切情况来计算KH，应满足S1≥15，S2≥5，σv≥15MPa，γ≤350%。d．竖向刚度。如果想要让使用过程中的支座不会发生较大的竖向压缩变形，那么就需要将支座的竖向刚度Kv设计的足够大。通常，水平剪切变形、竖向压应力、支座形状系数(S1，S2)、橡胶的弹性模量与硬度会影响Kv。e．阻尼特性(阻尼比)。阻尼比其实也就是所谓的关于隔震结构体系的阻尼比，一般而言，MＲB，HD-MＲB和LＲB的阻尼比分别为3%～5%，10%～15%，20%～30%。

3)配方设计。凭借隔震橡胶支座在耐久性、耐压缩性、耐疲性、弹性和胶料强度等方面的要求，如今的配方设计包含:首先是对主体橡胶的材料进行选用，其原则包括选用玻璃化温度低、储存能量低、损耗模量高和滞后损失大的聚合物。尽管天然橡胶的损失系数不是很高，但它具有优越的综合性能。如今，能够减轻地震的材料(即橡胶材料)已向共混改性方向发展。隔震橡胶支座胶料以炭黑作为补强剂。炭黑粒径越小，补强效果越大，但弹性模量高、回弹率低、生热大、疲劳作用显著，为了获得较好的耐疲劳和耐屈挠性能，宜选用粒径较大的炭黑。

为了克服单•品种炭黑导致胶料性能上的缺陷，现在多采用两种或两种以上炭黑并用，以满足橡胶支座对胶料强度高、扯断伸长率大和压缩永久变形小的要求。4)橡胶与钢板的粘合技术。薄橡胶板与薄钢板相互重叠、相互模压硫化便可以产生隔震橡胶支座，两者的粘合强度与支座在承载时钢板对胶层的变形能力与约束效果密切相关，可见，粘合强度是关键所在。如今的钢板一般是采取喷砂技术来进行处理，再从中加入富含偶联剂、粘合增进剂以及卤聚合物弹性体等构成的热硫化胶粘剂，这样可以保证双涂更加有效果，促使粘合强度可以保持在15kN/m以上。

3结语

考虑到我们国家地域面积广大，较多的省市处在高烈度区域，因此可能面临着严峻的抗震减灾情形，有关抗震与防震的工作量非常大。随着时间的推移，现代隔震技术早已越来越成熟，拥有较大的实践运用意义。而且其普及面也越来越广，尤其是对于高烈度地震区来说，其应用价值更加不容小觑。总之，隔震技术的使用，可以显著地帮助新产品应对地震的破坏性，更加保卫人们的生活安全。

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