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介绍

隔震是一种用于减少地震地面震动对结构及其构件的影响并保护其免受破坏的技术。在这种技术中，我们使用一些硬线，我将在后面描述以减少结构的横向运动(漂移)。¹

隔震器是如何工作的?

这些硬线减少了结构的周期和加速度。因此，根据牛顿第二定律和以下公式，增加频率，减少施加在地板上的力。

图1:有和没有隔震器的建筑加速度与周期图 点击这里查看图形

图2:建筑物隔震的概念 点击这里查看图形

加速度与周期图
该系统通过在结构和基础之间插入具有低水平刚度的结构元素，将建筑或结构与地面运动的水平分量解耦。这使得结构的基频比固定基频和地震动的主导频率都要低得多。⁵隔振器也降低了结构的能量。

E = E_k+ E_年代+ E_h+ E_v

其中E是地震震动引起的能量，Ek是动能，Es

为弹性应变，Eh为滞回阻尼能，Ev为粘滞阻尼能。采用隔震系统是为了减少作用在结构上的地震能量(E)。⁴

能量耗散阻尼影响位移和加速度响应，如图3a)和3b)所示。当地的土质条件对基础隔震的可靠性有很大影响。在硬土条件下，谱加速度显著降低，而在软土条件下，不利的情况发生-图3c)^6、7

图3:基础隔震的影响:a)对谱加速度的影响，b)对横向位移的影响，C)不同的土壤条件 点击这里查看图形

隔震装置的类型

隔震装置有两种基本类型(弹性轴承和摩擦摆轴承系统)和一些辅助装置。⁸

弹性体轴承

在应用于土木工程之前，这些类型的设备已经被用于隔离振动机械。在他们的情况下，振动能量流从机器指向必须保护的基础。1969年，南斯拉夫斯科普里的一所小学首次使用橡胶隔离系统来保护建筑物免受地震的影响。⁹

根据其主要性能和化合物，橡胶轴承分为天然橡胶轴承和合成橡胶轴承和铅橡胶轴承。

通过使用弹性支座系统，通过在结构和基础之间插入一层具有低水平刚度的层，建筑或结构与地震地震动的水平分量解耦。⁸

图4:橡胶支座:a)天然橡胶支座(NRB)， b)橡胶支座装置，c)铅橡胶支座(LRB) 点击这里查看图形

天然和合成橡胶轴承(NRB)

如图4 a)所示，是由天然橡胶或氯丁橡胶制成的交替弹性体层。和钢垫片硫化或粘在一起。弹性体层提供横向弹性和弹性恢复力。钢板通过提供垂直承载能力和防止横向膨胀来加强支座。一层橡胶保护套保护着整件衣服。安装板将设备连接到上面和下面的结构。根据所使用的弹性体化合物，NRB可分为低阻尼或高阻尼。低阻尼轴承与补充阻尼装置一起使用。高阻尼的系统能够提供足够的固有阻尼，无需使用其他工具。^4、8

铅橡胶轴承(LRB)

它们类似于NRB，但包含一个铅芯-图4c)。钢垫片限制铅塞，并迫使它在剪切变形。随着这种变形，能量也随之耗散。⁴

摩擦摆支座

最早使用滑动轴承可以追溯到古代波斯(今天的伊朗)。在伊朗一些历史建筑的地面和承重墙之间有浇筑沙子的证据。这将在地震时为结构创造一个滑动机制。^4、11目前的设备主要基于不锈钢和特氟隆®之间的摩擦。根据他们的滑动表面几何形状，两种滑动轴承区分:平面滑块轴承和弯曲滑块轴承。⁴平面滑块轴承发生时，水平力的应用，并没有恢复能力，所以他们使用的补充设备，将稍后描述。弯曲滑动轴承的作用类似于平面滑动轴承，但它们在截面上略有不同。它们的底部是球面。

图5:平面摩擦摆截面切割 点击这里查看图形

图6:曲线/球面摩擦摆截面切割 点击这里查看图形

电源金属阻尼装置

供应心理阻尼装置可以与其他隔震器结合使用，帮助它们将结构恢复到地震前的位置，并可以用来帮助横向力抵抗和其他横向力抵抗，如弯矩框架。

辅助设备有很多类型，但最著名的有五种:

1. 屈曲约束支撑(BRB)
2. 液体阻尼器
3. 粘弹性阻尼器
4. 摩擦阻尼器
5. 滞回阻尼器(频频出现阻尼器)

屈曲约束支撑(BRB)

屈曲约束支撑(brb)是一种有用的结构组件，为地震或其他荷载提供支撑。具有较大的延性能力，在载荷作用下屈服而无屈曲。与传统支撑系统相比，它们具有强大的循环性能，并显著节省成本。自2005年以来，英国和英国国家统计局已将brb完全编入法典。brb和brb(放置在同心支撑框架中的brb)的规格和设计是相对直接的。¹²

BRB的主要特性是它在压缩和拉伸中都能屈服而不发生屈曲。BRB能够在压缩中屈服是因为它的细节和制造使得它的两个主要部件在保持解耦的同时执行不同的任务。BRB的抗载荷构件，即钢芯，通过稳定构件或约束机制，即填充混凝土的外壳来抑制整体屈曲(图7)。¹²

图7:BRB材料及零件 点击这里查看图形

图8:BRBF和CBF滞回 点击这里查看图形

液体阻尼器

流体阻尼器是一种通过在有限的位移上施加一个阻力来耗散能量的装置。阻尼器的输出力是阻性的，因此它的作用方向与输入运动的方向相反。阻力值随阻尼器在任一时刻的平移速度而变化。能量是通过传热而耗散的。由阻尼器耗散的机械能引起阻尼器的流体和机械部件的加热，这种热能通过传输机制(通常是对流和传导)无害地转移到环境中。

当输入力试图移动活塞杆时，流体体积减小。流体体积的减少伴随着恢复力(像弹簧一样)的发展。这是通过使用蓄电池来防止的。(图:9)

图9:流体阻尼器截面切割 点击这里查看图形

粘弹性阻尼器

粘弹性阻尼器由粘弹性材料(VEM)粘在钢板上组成。已知，其性能随环境温度和加载频率的变化而变化。

因此，粘弹性阻尼器被设计为在环境温度和结构的基频下工作。此外，在高应变加载下，VEM表现出明显的非线性行为(图10)。

图10:粘弹性阻尼器 点击这里查看图形

摩擦阻尼器

所有横向力抵抗系统(如钢支撑框架,钢和混凝土框架,钢和混凝土剪力墙,等有自己的限制可能成为硬或失去他们的梁,柱连接和等Nothridge所示,Tabbas, Bam和地震等。摩擦阻尼器作为一种最有效、最可靠、最经济的阻尼器，被广泛用于提取运动物体的动能。这些基本由一系列经过特殊处理的钢板组成，以产生最可靠的摩擦。这些板用高强度钢螺栓固定在一起，并允许在预定荷载下滑动(图11)。这些适用于所有类型的建筑:现浇和预制混凝土剪力墙，钢支撑框架等。摩擦减震器的设计不适用于中度地震、大风或洪水。这些类型的阻尼器不需要修复或更换后，设计地震，也屈服后，他们的工作吸收风和中等地震。

图11:摩擦阻尼器 点击这里查看图形

滞回阻尼器(频频出现阻尼器)

滞回阻尼器的目的是提供更好和更可靠的抗震性能比传统结构的代价地震荷载能量耗散。为此目的，主要有四组滞回阻尼器，即:1-流体粘性阻尼器(fvd) 2-粘弹性阻尼器(vedd)3-摩擦阻尼器(FDs)4-金属屈服阻尼器(MYDs)。我在过去描述了第三组，现在我想描述第四组。

屈服减震器是简单的减震器，能量被金属构件吸收，在这种方法中，我们允许我们的金属构件达到屈服点，就像在混凝土框架或钢框架中使用钢支撑。

图12:屈服阻尼器(钢支撑) 点击这里查看图形

隔震装置的优缺点?

1. 由于阻尼装置可以与基础隔震器结合在一起，因此隔震装置和阻尼装置之间可能存在明显的重叠，而且阻尼装置也可以作为抗损伤设计的一部分。⁸
2. 基础隔震不适用于高层建筑。⁸
3. 地基隔震不适用于非常软的地基上的建筑。⁸
4. 基础隔震是最有效的，适用于低至中高层建筑位于坚硬的土地．

结论

地震隔离是一种简单的技术工作，通过使用自然力量和材料的能力，如摩擦或液体压缩能力。在使用隔震器之前，应注意隔震器的使用范围、工程和现场情况。有些隔振器可作为抗损伤部件使用，有些可作为辅助部件使用．

参考文献

1.www.mdpi.com/journal/buildings/A建筑隔震的回顾:历史发展和研究需求(ISSN 2075-5309)
2.http://www.bridgestone.com/products/ / antiseismic_rubber / method.html多元化
3.http://www.jssi.or.jp/english/eng-sib/e-sibsource.htm
4.www.researchgate.net/profile/Ionut_Ealangi/出版/ 210109277_seismic_isolation建筑物的抗震保护。_ Devices_And_ Concepts.Pdf
5.李建平，李建平，李建平，《隔震结构设计理论与实践》，北京:清华大学出版社，1999
6.Symans, m.d. -地震防护系统:地震隔离。教学材料补充
7.FEMA 451，设计实例，2004
8.地震防护系统:被动能量耗散。补充FEMA 451的教学材料，设计实例，2004
9.canterbury.royalcommission.govt.nz / vwluResources / ENG.ACA.00
10.Base_ Isolation_Damage-Resistant_Technologies_ P18-27.pdf李建平，李建平，李建平，《隔震结构设计理论与实践》，北京:清华大学出版社，1999
11.https://engineering.purdue.edu/UCIST/出版物/出版/ % 20隔离% 20 system_ali.pdf基地
12.纳德扎德，A. -在伊朗实行基地隔离。《门新学报》，2009年第63期，p. 40-47
13.http://cenews.com/continuingeducation/files/ downloads/SEPDH1013.pdf (ISBN: 008 042822 3)
14.第十一届世界地震工程会议(ISBN: 008 042822 3)
15.http://www.iitk.ac.in/nicee/wcee/ article/11_795.PDF /第11届世界地震工程会议(ISBN: 008 042822 3)
16.马丁赖。, P。陆。, D.A.朗斯福德。、葛西明、张国昌/第十一届世界地震工程会议(ISBN:008042822 3)
17.http://www.iitk.ac.in/nicee/wcee/article/11_497.PDF/第十一届世界地震工程会议(ISBN: 008 042822 3)www.damptech.com

缩写

1. NRB=天然和合成橡胶轴承
2. 铅橡胶轴承
3. 马上回来=屈曲约束支撑
4. SIS =地震隔离系统
5. 美国钢结构协会
6. 美国土木工程师协会
7. = VEM粘弹性材料
8. 种=流体粘滞阻尼器
9. 交通消费税=粘弹性阻尼器
10. FD =摩擦阻尼器
11. MYD =金属屈服阻尼器