第9章 结构隔震、减震、制震技术

建设工程中的建筑物减震与隔震设计技术随着城市化进程的不断加快，高层建筑和大型工程的建设越来越多，对于建筑物的抗震性能提出了更高的要求。

减震与隔震技术成为了建设工程领域的热门话题。

本文将探讨建筑物减震与隔震设计技术的原理、应用以及在实际工程中的意义。

一、减震与隔震设计技术的原理减震与隔震设计技术是通过对建筑结构进行改良，使其在地震作用下能够减少或者消除震动的传递，从而减轻地震对建筑物的破坏程度。

其原理可以分为以下几点：1. 减震原理：减震设计基于筒型支座、液压减震器等原理，通过在结构下部设置阻尼器，吸收和分散地震能量，从而减少地震对建筑物的作用力。

2. 隔震原理：隔震设计基于隔震支座等原理，通过在建筑底部设置隔震装置，将建筑物与地震动分离，降低地震波传递到建筑物的能量。

二、减震与隔震技术的应用减震与隔震技术在建设工程中得到了广泛的应用，具体包括以下几个方面：1. 高层建筑：随着高层建筑的不断增多，尤其是在地震频繁的地区，减震与隔震技术的应用成为了保障居民生命财产安全的关键。

通过应用减震与隔震技术，高层建筑能够更好地抵御地震荷载。

2. 桥梁工程：桥梁是城市交通的重要组成部分，其安全性对人们的出行至关重要。

减震与隔震技术的应用可以有效降低地震对桥梁的破坏风险，提高桥梁的耐久性和可靠性。

3. 历史建筑保护：对于具有历史价值的建筑物，减震与隔震技术的应用能够在保护建筑本身的稳定性的同时，降低地震对其的损害，从而更好地保护历史文化遗产。

三、减震与隔震技术在实际工程中的意义减震与隔震技术在建设工程中的应用具有重要的意义：1. 提高抗震能力：减震与隔震技术的应用能够使建筑物对地震产生的动力响应减小，大大提高建筑的抗震能力，减少地震造成的损失。

2. 保护人员安全：减震与隔震技术的应用可以降低地震带来的震害，减少人员伤亡事故的发生，保障居民生命安全。

3. 建筑物持久性：减震与隔震技术的应用可以有效提高建筑物的抗震性能，延长建筑物的使用寿命，减少维修和重建的频率。

2024年建筑结构隔震与减震设计研究随着地震活动的不断增多和人们对建筑安全性能要求的提高，建筑结构隔震与减震设计成为了一个重要的研究领域。

本文将从隔震技术原理、减震技术方法、结构设计要点、地震动力学分析、安全性评估、工程实例分析以及未来发展趋势等方面进行详细探讨。

一、隔震技术原理隔震技术是一种通过在建筑基础与上部结构之间设置隔震装置，以隔离地震波对建筑结构的直接作用，从而减少地震对建筑的破坏。

隔震装置主要包括橡胶隔震支座、滑动隔震支座和混合隔震支座等。

这些隔震支座具有良好的弹性和阻尼性能，能够在地震时吸收和分散地震能量，降低结构的振动幅度，保护建筑免受地震破坏。

二、减震技术方法减震技术主要是通过在建筑结构中安装减震装置，以减少地震时结构的振动响应。

常见的减震装置包括阻尼器、减震支撑和隔震沟等。

阻尼器可以通过消耗地震能量来减少结构振动，减震支撑则通过改变结构的动力特性来降低地震响应。

而隔震沟则通过在建筑周围设置一定深度的沟槽，利用沟槽的变形来吸收地震能量，从而减少结构的振动。

三、结构设计要点在进行建筑结构隔震与减震设计时，需要考虑以下几个要点：首先，要合理选择隔震与减震装置的类型和参数，确保装置能够有效地发挥隔震和减震作用；其次，要优化结构的动力特性，使结构在地震时具有较低的自振频率和较大的阻尼比，从而减少地震响应；最后，要加强结构的整体性和连续性，确保结构在地震时具有良好的整体受力性能。

四、地震动力学分析地震动力学分析是建筑结构隔震与减震设计的基础。

通过对地震波的传播规律、结构的地震响应以及隔震减震装置的动力性能进行深入分析，可以为结构设计提供科学的依据。

地震动力学分析包括时程分析、反应谱分析和能量分析等方法。

这些方法可以帮助设计师预测结构在地震时的动力响应，从而优化结构设计，提高结构的抗震性能。

五、安全性评估安全性评估是建筑结构隔震与减震设计的重要环节。

通过对结构在地震作用下的受力性能、变形情况和破坏机理进行全面评估，可以确定结构的安全性能水平。

建筑结构减震与抗震设计技术地震是一种常见的自然灾害，给人们的生命和财产安全带来了巨大威胁。

为了减少地震对建筑结构的破坏，保障人们的生命安全，建筑结构减震与抗震设计技术应运而生。

本文将介绍建筑结构减震与抗震设计技术的基本原理和常用方法，以及该技术在实际工程中的应用。

建筑结构减震与抗震设计技术是通过合理的设计与施工，使建筑结构在地震发生时能够减少震动的作用力，从而减少结构的变形和破坏，保证建筑的整体稳定。

具体来说，减震与抗震设计技术包括减少结构的质量、增加结构的刚度和弯曲能力、优化结构的形状和布局以及采用各种减震装置等。

首先，减少结构的质量是减震与抗震设计的重要手段之一。

较轻的结构质量能够减少地震作用下的惯性力，从而减少结构的变形和破坏。

在结构的设计和施工过程中，使用轻质材料并合理控制结构的自重，可以有效减少结构的质量。

其次，增加结构的刚度和弯曲能力也是减震与抗震设计的关键点。

增加结构的刚度可以提高结构的抗震性能，抵御地震力的作用。

通过增加支撑墙、加固柱和梁、设置剪力墙等方法，可以有效提高结构的刚度和弯曲能力。

另外，优化结构的形状和布局也是减震与抗震设计的重要方面。

在建筑的设计过程中，采用合理的结构形状和布局，能够使结构在地震作用下更加均匀地分布变形和承载力，提高结构的整体抗震性能。

同时，通过合理设置结构的重点和剪力传递路径，也可以减少地震对结构的影响。

除了以上的设计方法之外，还有一种常用的减震与抗震设计技术是采用各种减震装置。

减震装置是专门设计用来减少地震力传递到结构的装置，可以起到减震和隔震的作用。

常见的减震装置包括摇摆摆杆装置、摩擦摆杆装置、液体阻尼器、减振器等。

这些装置能够吸收和分散地震能量，减少结构的震动幅度，保护结构免受地震的破坏。

以上所介绍的减震与抗震设计技术在实际工程中已经得到广泛应用。

许多高层建筑、大型桥梁、核电站等重要工程都采用了这些技术来提高抗震性能。

例如，东京的东京塔、洛杉矶的沙特尔粘弹性减震器等都是采用了减震与抗震设计技术的典型案例。

隔震与减震一、概述二、基底隔震三、悬挂隔震四、耗能减震五、冲击减震六、吸振减震七、主动控制减震一、概述•地震引起结构振动的全过程是：由震源产生地震动，通过传播途径传递到结构上，从而引起结构的振动反应。

•通过在不同部分采取振动控制措施，就成为不同的积极的抗震方法。

1、消震通过减弱震源振动强度达到减小结构振动的方法。

2、隔震通过某种装置，将地震动与结构隔开，减弱或改变地震动对结构作用的强度或方式，达到减小结构振动的目的。

隔震方法：基底隔震 悬挂隔震3、被动减震通过采用一定的措施或附加子结构，吸收或消耗地震传递给主结构的能量，达到减小结构振动的目的。

被动减震方法： 耗能减震 冲击减震 吸震减震4、主动减震根据结构的地震反应，通过自动控制系统的执行机，主动给结构施加控制力，达到减小结构振动的目的。

• 两大类减震方法：（1）被动控制方法。

这种方法无外部能源供给，也称无源控制技术。

包括隔震技术和被动减震技术。

（2）主动控制方法。

这种方法有外部能源供给，也称有源控制技术。

• 与传统的消极抗震方法相比，减震方法优点：（1）减小地震作用，降低结构造价，提高结构抗震可靠度。

隔震方法能够控制传到结构上的地震力，克服确定荷载的困难。

（2）减小结构在地震作用下的变形，保证非结构构件不破坏，减小震后维修费用，对现代建筑，非结构构件的造价占总造价的80％以上。

（3）隔震、减震装置的更换或维修比更换、维修结构构件方便、经济。

（4）精密加工设备、核工业设备等结构物，只能用隔震、减震的方法满足严格的抗震要求二、基底隔震1、原理• 基底隔震是在结构物地面以上部分的底部设置隔震层，限制地震动向结构物的传递。

• 基底隔震，主要用于隔离水平地震作用。

隔震层的水平刚度显著低于上部结构的侧向刚度。

此时可近似为上部结构是一个刚体，如图8.18所示。

设结构的总质量为m ，绝对水平位移为y ，地震动的水平位移为xg ，隔震层的水平刚度为k ，阻尼系数为c ，则底部隔震系统的运动平衡方程为： •• 上部结构绝对位移（加速度）振幅与地震动位移（加速度）振幅的比值R 为g g kx x c ky y c ym +=++ 2222222max max max max ]4)1[(41βξββξ+-+===g g x y x y R•R称为绝对隔震传递率。

减震阻尼结构及减震方法与流程减震阻尼结构及减震方法与流程：随着住宅、桥梁、大楼等工程项目的不断扩大与提升，抗震技术的研究也日趋成熟。

为了提高结构的抗震能力，减震阻尼结构技术应运而生。

一、减震结构的原理减震结构是指通过将弹性元件和阻尼器等装置加入原结构中，使结构在地震等自然灾害中的振动受到控制。

减震结构主要分为两类：隔震结构和增减震结构。

其中，隔震结构是指通过安装隔震装置（如橡胶隔震垫等）来防止地震波向建筑传递；而增减震结构是指在原结构上加装阻尼器、弹性元件等装置，使得结构振幅得到控制。

二、减震阻尼结构的组成与特点上述两种结构中，增减震结构在实际应用中多被采纳。

其主要组成部分包括：弹性元件、阻尼器和控制系统等。

弹性元件通常一般由钢、混凝土、木材等制成，其中橡胶支座是目前常用的一种材料；而阻尼器则可以分为液体阻尼器、金属阻尼器和摩擦阻尼器等类型。

减震阻尼结构的特点主要有：1、高度的抗震性能与安全可靠性。

2、减少震害范围与程度，保护人民财产安全。

3、延长建筑物的使用寿命，增强了结构的稳定性。

4、节省了建筑材料，改善了建筑质量。

5、减少地震对人心理造成的影响，缩短灾后重建时间。

三、减震方法与流程1、结构设计与计算结构设计中必须有优秀的基础设计和选定现代化的材料；如钢材，高强混凝土等。

地震动力学分析与计算是减震结构的基础。

2、制作和安装弹性支承弹性支承可以采用Beef's或Vulcanized，亦可采用橡胶制成焊接成形的形式。

3、设计、制造和安装减振器在现代结构中，减振器在地震负荷中承担了一个非常重要的作用。

依照需求选用相应的减振器类型。

4、安装隔震装置橡胶隔震垫是材料制作成各种规格和形状的模数，具有良好的隔振和减震效果。

5、构建减震调控系统减震调控系统可以根据转动或振动采取主动或者被动方法，采用现代控制技术，依照设计要求进行设计和制造。

6、维护和管理在使用中，应每半年对减震结构系统进行复查，检测状态，并对设备进行必要的维修、更新等。

建筑结构的隔震减震技术作者：张荣伟李红娟来源：《建筑工程技术与设计》2014年第04期【摘要】随着我国社会经济的快速发展，对建筑结构的隔震减震技术有了更高的要求，本文笔者就先对建筑结构的隔震技术进行了深入分析，进而对建筑结构的减震技术做了深入探讨，以便能够引起人们的重视，促使其有着更美好的未来。

【关键词】建筑结构隔震技术减震技术一、隔震技术（一）隔震技术的简要概述隔震主要是指通过某种媒介，将建筑结构层与震源相隔开来，以达到削减地震能量、加大建筑结构稳固性的一种减震方式，隔震技术的类型有很多，下面就从地基隔震、基础隔震这两种隔震方法来进行探讨。

（1）地基隔震地基隔震可以分为绝缘和屏蔽两种，绝缘是通过地基层来降低输入波能量的方法来达到隔震的目的，屏蔽是指在建筑物的周围利用挖深沟或者埋入屏蔽板的方式来阻断震源的一种方法。

（2）基础隔震基础隔震是通过在上部结构与基础层之间设置隔震层来减小水平地面向建筑物上部结构的传递的震波能量来达到减震目的的。

（二）隔震技术的历史应用基础隔震的思想早在古代就得到了应用，如北京的紫禁城建筑，经历多次地震而未受损坏，1975年在建造设备管道工程时，以紫禁城中心向下约5m-6m的地方挖出一种稍有粘性且带有气味的物质，研究结果表明这种物质极有可能是“煮过的糯米和石灰的混合物”，这座建筑群的主要建筑都是建在汉白玉筑起的高坛上，但其下却是具有柔性和衰减性能的糯米层，尽管无从了解当时出于何种意图，但客观上这种地基处理办法起到了隔震效果，其实，在中国古代就有称作“饭筑”的基础处理方法，即将原为10cm-1.5cm的粘土层砸实干燥，将若干排列着的绳子与土混贯于其中，逐渐形成一个较厚的土台，在上面建造房屋，有人认为其做法含有隔震的意图。

（三）建筑结构中隔震技术的应用步骤首先，要依据建筑物的楼层高度和楼层数、以及建筑结构的结构类型与周边场地环境来综合确定其隔震结构方案，一般来说，隔震技术通常是应用在建筑体型比较有规则的低层建筑物中，在分析建筑结构确定隔震方案的选用时，要选择稳定性较好的建筑场地；其次，要精确确定隔层的位置，隔震层通常是设立在建筑物结构第一层以下的部位，而橡胶隔震支座应设立在受力比较大的位置上，其规格尺寸、数量的多少、以及在建筑中的分布情况等都应该依据建筑的垂直承载力度、旁侧受力刚度、以及侧向阻尼的要求来计算确定；第三，要对隔震支座进行精确的布置和选型，先以隔震层的上部结构为基点测算每个建筑隔震支座的轴向力，然后测量出每个隔震支座的直径，进而对其进行合理的平面布置，而在平面布置时要将支座的质量中心与刚度中心点重合在一个核心点上；第四，要准确测算建筑结构的水平减震系数以及在进行隔层设置后各层所承载的地震力，这个过程要依据减震系数来进行可行性的设计，再通过隔震层以上的水平结构地震作用以及抗震系数进行验算；第五，要准确的验算隔震层的水平位移以及其下部支座承载力的计算；第六，完成隔震层的橡胶支座设置工作后，要及时验算竖向地震的作用力。

浅谈建筑结构的隔震、减震和振动控制作者：黄莉刘薇来源：《建筑与文化》2013年第08期【摘要】随着建筑行业的蓬勃发展，人们对建筑结构的安全性、适用性和耐久性要求也在不断提高，近年来，各处地震频繁，给国家、人民带来了巨大的灾难，与之直接相关的建筑结构抗震水平受到越来越多的重视。

作者首先对当代建筑结构隔震、减震和振动控制现状和未来技术发展趋势进行分析，然后介绍了现阶段建筑结构隔震隔震、减震和振动控制技术，为保障人民生命财产安全，促进建筑行业发展提供理论支持。

【关键词】建筑结构，隔震，减震，振动控制，安全性引言近年来，我国地震灾害频繁发生，给国家和人民带来了很大的灾难，过去一直通过提高建筑结构的抗震等级来抵抗地震作用，但这种硬碰硬的方式往往带来很多负面影响，而通过建筑结构隔震、减震和振动控制来以柔克刚，能够起到很好的效果。

随着研究的深入，我国建筑结构的防震体系逐步完善，隔震、减震和振动控制技术也得到很大的提高。

本文通过对隔震、减震和振动控制技术现状进行分析，并介绍了一些有效的新技术、新方法，为提高建筑结构安全性、适用性和耐久性打下基础。

一、建筑结构隔震、减震和振动控制现状和发展趋势目前大多建筑工程仍采用传统的建筑结构方式，缺乏对建筑结构多的研究，往往只注重材料的选择和优美雅观的结构布置，单纯的提高建筑结构的抗震等级，而忽视了建筑结构空间的布置，也体现不了对建筑结构隔震、减震和振动的控制，总之，传统的抗震措施必须以一定的结构损伤为代价来减小地震的作用，不能从各个方面区提高建筑物的结构稳定性，另一方面，建筑结构隔震、减震和振动控制技术能够减轻地震引起的结构损伤，应用还不普遍，有很大的发展空间。

当前隔震、减震和振动控制技术不是很成熟，会引起一些不利影响，未来隔震、减震和振动控制研究中，将会在不同学科专业之间有更多合作和交叉研究，开发和推广新技术、新装置和新机构，并与传统建筑技术相结合，使结构的安全保障系统成为智能结构的组成部分，最大程度地降低地震作用给建筑结构带来的影响。

建筑结构隔震与减振技术研究随着科技的不断进步和人们对安全性的要求日益提高，建筑结构隔震与减振技术在工程实践中得到了广泛应用。

本文将对建筑结构隔震与减振技术的原理、方法和应用案例进行研究和探讨。

一、隔震技术的原理和方法1. 原理建筑结构隔震技术的核心原理是通过在建筑结构与地基之间引入隔震装置，将地震或振动波动的能量分散和吸收，降低地震造成的结构破坏和震害后果。

隔震装置通常由弹簧、减振器等组成，能够有效地吸收和减少结构受力，提高建筑的安全性能。

2. 方法（1）基础隔震基础隔震是指在建筑的基础上设置隔震装置，用以减少地震波对建筑的传递。

常见的基础隔震装置包括橡胶隔震支座和液压隔震支座等。

（2）结构隔震结构隔震是指在建筑的结构中设置隔震装置，用以减少地震波对结构的影响。

常见的结构隔震装置包括摩擦隔震装置和轴向力隔震装置等。

（3）附加质量减振附加质量减振是通过在建筑结构上附加质量来达到减振的效果。

常见的附加质量减振装置包括质量块、液压质量阻尼器等。

二、建筑结构隔震与减振技术的应用案例1. 地震高发区建筑隔震在地震高发区，建筑结构隔震技术被广泛应用于高层建筑、桥梁、核电站等重要工程。

例如，日本东京塔是一座采用基础隔震技术的高层建筑，具备较强的地震抗震性能。

2. 振动环境恶劣区建筑减振在振动环境恶劣区，建筑结构减振技术能够减少振动对建筑物的影响，提高结构的稳定性和使用寿命。

例如，美国旧金山金门大桥采用了摩擦隔震器技术，使桥梁在风震和地震条件下能够保持相对稳定。

三、建筑结构隔震与减振技术的发展趋势1. 多层次、多角度的应用未来建筑结构隔震与减振技术将更加关注不同层次、不同结构形式的建筑物，并在设计和施工过程中充分考虑不同方向的地震和振动。

2. 新材料的应用新材料的发展将推动建筑结构隔震与减振技术的创新，如纳米材料、聚合物材料等，能够提高隔震装置的性能和稳定性，从而提高建筑的安全性能。

总结：建筑结构隔震与减振技术作为一项重要的工程技术，对建筑物的安全性和使用寿命有着重要的影响。

浅析建筑结构隔震与减震原理及技术[提要]：本文介绍了建筑结构地震反应机理与评价，也对减隔振系统模型与分析计算方法进行了论述，对建筑抗震理论研究及设计提供了借鉴的意见。

[关键词]：建筑抗震；结构隔震；减震原理TU352.11、引言建筑结构减振防灾关键技术是利用控制理论的基本思想，通过在建筑结构上附加隔减震装置，通过对地震、强风等动力作用的抑制和利用，实现提高建筑结构综合防灾能力，保障人民生命和财产安全，减轻和避免地震等自然灾害对建筑结构损伤作用的目的。

2、建筑结构地震反应机理与评价2.1、在不同服役期内结构抗震设防水准的简化计算方法（1）我国现行建筑抗震设计规范以50年为设计的基准期，要求结构在此期间满足具备正常的服役性能。

显然这种标准服役期是针对大多数普通建筑物而言的，不同的建筑物所要求的服役期长短可能会有所不同。

（2）关于抗震设防烈度和对应的地震重现期的规定以“中震”烈度为基础来确定“小震”和“大震”对应的烈度。

“小震”和“大震”的概率含义实际是平均意义上的一种人为的约定，对于给定的地区或场地，如果明确规定“小震”和“大震”的重现期分别为50年和1975年，相应的烈度就不能保持比“中震”减小1.55度和“大震”增加1.00度；反之，如果“小震”和“大震”明确为比“中震”减小1.55度和增加1.00度，相应的重现期就不能保持为50年和1975年，这是抗震设计规范中设防水准概率含义中存在的不明确的一方面。

（3）目前抗震设防标准中的“三水准二阶段”设计，名义上以“小震”时的抗震强度验算为主要对象，由于其概率水准并不是“小震”时的实际值，而是发生基本烈度地震的概率水准，因此是在一定延性要求之下对基本烈度地震的验算。

工程界迫切希望有一个简单的抗震设防水准估计方法，以便了解设防烈度随服役期的变化规律，因此本项目假定“小震”和“大震”的概率定义是确定的，与“中震”相比其烈度差异在平均意义上分别为-1.55和+1.00度(对9度区为+0.50度)。

结构隔震与减震简介汶川地震和日本福岛大地震让民众实实在在的体验到了大自然可怕的破坏力，也让我们对地震破坏产生了一种更深刻的敬畏。

很明显，从今以后隔震减震的设计将以更大的比重加入到建筑结构的整体设计之中。

作为一个未来的土木工程技术人员，在学习完结构动力学之后，结合网络知识的补充，对结构的隔震减震做一个简单的介绍。

抗震结构主要分为：抗震结构、隔震结构和消能减震结构。

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”。

耗能隔震利用结构上的耗能装置来耗散或吸收地震输入结构的能量以减小主体结构的地震反应，立足于“消”。

本文主要介绍后两种原理。

一、隔振隔震技术原理：隔震系统的柔性层使结构的振动周期加大并远离地震动的卓越周期；增大了结构体系的阻尼。

隔震包括基础隔震和层间隔震。

房屋基础隔震的概念：在建筑物基础与上部结构之间设置隔震装置（或系统）形成隔震层，把房屋结构与基础隔离开来，利用隔震装置来隔离或耗散地震能量以避免或减少地震能量向上部结构传输，以减少建筑物的地震反应，实现地震时建筑物只发生轻微运动和变形，从而使建筑物在地震作用下不损坏或倒塌的抗震方法。

基础隔震的原理：通过设置隔震装置系统形成隔震层,延长结构的周期，适当增加结构的阻尼,使结构的加速度反应大大减少,同时使结构的位移集中于隔震层,上部结构像刚体一样,自身相对位移很小，结构基本上处于弹性工作状态，从而建筑物不产生破坏或倒塌。

隔震结构的组成及特性：隔震系统一般由隔震器、阻尼器等所构成，它具有竖向刚度大、水平刚度小，能提供较大阻尼的特点。

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。