2008年5月12日我國(guó)四川省的汶川地區(qū)發(fā)生了震級(jí)達(dá)到8級(jí)的強(qiáng)烈地震，造成了人員和財(cái)產(chǎn)的嚴(yán)重?fù)p失。地震結(jié)論告訴我們，建筑物的倒塌是造成損失的主要原因，這再一次向我們提出了一個(gè)問題，建什么樣的房子才能經(jīng)受住地震的考驗(yàn)。傳統(tǒng)的工程抗震方法存在不可避免的缺陷，而隔震體系能有效地減少地震能量向上部結(jié)構(gòu)的輸入。因此，以基礎(chǔ)隔震方式取代傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)方案，來增強(qiáng)建筑抵御地震災(zāi)害的能力已成為結(jié)構(gòu)工程防震減災(zāi)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)，隨著地震工程和工程抗震學(xué)的發(fā)展，以及大量強(qiáng)震經(jīng)驗(yàn)的積累，大型試驗(yàn)設(shè)備的研制成功，特別是適用隔震元件的開發(fā)取得重大進(jìn)展，基礎(chǔ)隔震技術(shù)已漸漸從理論探索、試驗(yàn)研究階段發(fā)展到了示范應(yīng)用和推廣使用階段。

1隔震技術(shù)的原理及優(yōu)越性

隔震系統(tǒng)是一種側(cè)向剛度很小的振動(dòng)控制裝置，它可以延長(zhǎng)整個(gè)建筑的震動(dòng)周期，使震動(dòng)引起的建筑物變形集中到隔震裝置上，隔斷大部分地震能量的上傳。這在很大程度上能減少地震時(shí)上部結(jié)構(gòu)的加速度和層間位移，從而大大減少上部結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)。

國(guó)內(nèi)外的大量試驗(yàn)和工程經(jīng)驗(yàn)表明，隔震一般可使結(jié)構(gòu)的水平地震加速度反應(yīng)降低60%左右，從而消除或有效地減輕結(jié)構(gòu)或非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的地震損壞，提高建筑物及其內(nèi)部設(shè)施和人員的地震安全性。

隔震體系的優(yōu)越性如下：①有效的減輕地震的反應(yīng)，提高地震時(shí)結(jié)構(gòu)的安全性，減少次生災(zāi)害；②地面的劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí)，上部結(jié)構(gòu)仍能處于正常的彈性工作狀態(tài)，抑制振動(dòng)時(shí)的不適感；③設(shè)計(jì)比較自由，抗震措施簡(jiǎn)單，因?yàn)橹豢紤]隔震裝置，設(shè)計(jì)和施工過程都得到簡(jiǎn)化；④震后修復(fù)方便，只需對(duì)隔震裝置進(jìn)行必要的檢查維更換，可很快修復(fù)正常的生產(chǎn)生活。

2 隔震技術(shù)的研究現(xiàn)狀

基礎(chǔ)隔震目前主要有：夾層橡膠墊隔震、滑動(dòng)摩擦隔震、滾動(dòng)隔震、組合隔震。

2.1 夾層橡膠墊隔震

目前,常用的夾層橡膠墊主要有三種:天然夾層橡膠墊,由多層橡膠和薄鋼板相互疊合而成,豎向剛度大,抗老化能力強(qiáng),但阻尼較小,耗能能力差,使用時(shí)常和其它阻尼元件一起配合使用;鉛芯夾層橡膠墊,是在天然橡膠墊中心處注入鉛芯形成,鉛芯可以提高橡膠墊的塑性變形能力,增加橡膠墊的阻尼,因而不需要另加阻尼元件即可滿足隔震耗能要求,且對(duì)控制風(fēng)振反應(yīng)和抵抗地基微小震動(dòng)有利,是對(duì)天然橡膠墊的一大改進(jìn);高阻尼橡膠墊,用高阻尼橡膠代替天然橡膠疊合而成,阻尼大,復(fù)位能力強(qiáng),可單獨(dú)使用。后兩種橡膠墊，因它們所特有的耗能優(yōu)勢(shì)正在成為橡膠墊隔震應(yīng)用的新方向。

2.2 滑動(dòng)摩擦隔震

滑動(dòng)摩擦隔震支座是在地基基礎(chǔ)上與上部結(jié)構(gòu)基底間，鋪放一層剪切強(qiáng)度（或摩擦系數(shù)）十分低的材料，如石墨、砂、滑移板等。當(dāng)結(jié)構(gòu)受到較小的地面激勵(lì)時(shí)，摩擦力阻止上部結(jié)構(gòu)滑動(dòng)，使建筑物保持穩(wěn)定；當(dāng)?shù)孛婕?lì)超過某一限值時(shí)，隔震層地震作用將超過摩擦力，滑動(dòng)面開始滑移，發(fā)揮隔震作用。這時(shí)即使地面激勵(lì)再增大傳入上部結(jié)構(gòu)的地震作用也不會(huì)隨之增大。但它對(duì)豎直振動(dòng)不起作用，它在地震時(shí)產(chǎn)生的位移常常是不能恢復(fù)的。滑移層是因?yàn)槠淠Σ料禂?shù)小而起滑移作用的，但一般建材間最小摩擦常常在0.1左右，也就是當(dāng)?shù)卣鹪O(shè)計(jì)烈度達(dá)到8度以上時(shí)才會(huì)產(chǎn)生相對(duì)位移，取得隔震作用；對(duì)于7度及其以下的較小地震仍無減震效果，仍會(huì)造成震害。

2.3 滾動(dòng)隔震

滾動(dòng)隔震主要有滾軸和滾珠隔震兩種。如果按滾動(dòng)的理想情況考慮，滾球（或滾軸）與上部結(jié)構(gòu)的底板之間以及滾球（或滾軸）與基礎(chǔ)之間的相互作用力只是豎直方向的力，水平方向的分量為零，即無論水平震動(dòng)有多大，上部結(jié)構(gòu)所受的水平作用都為零，上部結(jié)構(gòu)不會(huì)產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)，滾動(dòng)隔震器完全將上部結(jié)構(gòu)和地震隔離開。但實(shí)際情況并非如此，當(dāng)滾球（或滾軸）滾動(dòng)起來，接觸地面對(duì)滾球（或滾軸）的滾動(dòng)是有阻礙作用的。另外它對(duì)豎向隔震無能為力，并且地震時(shí)復(fù)位能力差。

2.4 組合隔震體系

最常用的組合隔震體系是由滑動(dòng)摩擦隔震支座和夾層橡膠隔震支座組成的并聯(lián)或串聯(lián)隔震支座。組合隔震體系受地面運(yùn)動(dòng)頻譜特性的影響較小，隔震效果更加優(yōu)越，并且簡(jiǎn)單易行，造價(jià)相對(duì)低廉。

3 新型隔震支座的設(shè)想

目前的研究以水平隔震為主，豎向隔震涉獵不多。已有學(xué)者提出用碟形彈簧隔離豎向地震。近年來形狀記憶合金（SMA）的研究，使其在主動(dòng)和被動(dòng)控制中廣泛應(yīng)用。筆者提出將SMA材料與碟形彈簧相結(jié)合，綜合利用SMA材料的恢復(fù)變形大、阻尼高、抗疲勞性好、在受限回復(fù)時(shí)產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)力大等優(yōu)點(diǎn)及碟形彈簧的豎向隔震性能?？紤]到造價(jià)問題，不能大量的使用SMA材料，但在碟形彈簧側(cè)翼張拉幾根SMA拉索，由以往的研究可知也將使碟形彈簧的豎向隔震性能大大提高。

此原理同樣適用于鋼絲鼓形隔震器。

在隔震技術(shù)研究之初，大多數(shù)學(xué)者以研究滑動(dòng)、滾動(dòng)為主。后來，由于夾層橡膠墊技術(shù)的引進(jìn)以及滾動(dòng)隔震自身難以克服的缺陷，學(xué)者們把注意力轉(zhuǎn)移到夾層橡膠墊技術(shù)上，滾動(dòng)隔震研究被擱置。按照理想的情況，滾動(dòng)隔震對(duì)震動(dòng)的隔離效果是非常好的。為克服其缺點(diǎn)，可以與其他技術(shù)相結(jié)合，共同發(fā)揮隔震作用，筆者提出將滾動(dòng)隔震與軟碰運(yùn)氣限位裝置相結(jié)合，滾動(dòng)隔震的缺點(diǎn)就是沒有自復(fù)位和限位的能力，而在隔震層設(shè)置軟碰撞限位器，并與隔震層結(jié)構(gòu)之間預(yù)留距離，地震時(shí)當(dāng)隔震層變形增大到預(yù)留距離，隔震層將與軟碰撞限位器發(fā)生軟碰撞，軟碰撞限位器將發(fā)生變形，提供一定的恢復(fù)力與阻尼力，將隔震層變形限制在允許變形范圍內(nèi)。這樣兩者互補(bǔ)，將起到很好的隔震效果。

三維隔震研究尚在起步階段，上述2種隔震技術(shù)通過合理的設(shè)計(jì)是可行的，筆者提出將二者結(jié)合，構(gòu)成三維隔震體系，進(jìn)行三維隔震的研究。

4 結(jié)束語

隨著抗震技術(shù)的研究，相信有一天，人類能夠在地震災(zāi)難中將損失降低到最低程度，隔震技術(shù)是一個(gè)很重要的研究院方向，是一門新興的綜合性應(yīng)用學(xué)科，仍需要我們不斷地發(fā)展和完善，隨著人類對(duì)地震研究的不斷深入，建筑物的抗震問題將會(huì)找到更多的解決途徑。