2008年5月12日我國四川省的汶川地區(qū)發(fā)生了震級達到8級的強烈地震，造成了人員和財產(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問題，建什么樣的房子才能經(jīng)受住地震的考驗。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)計方案，來增強建筑抵御地震災(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，隨著地震工程和工程抗震學(xué)的發(fā)展，以及大量強震經(jīng)驗的積累，大型試驗設(shè)備的研制成功，特別是適用隔震元件的開發(fā)取得重大進展，基礎(chǔ)隔震技術(shù)已漸漸從理論探索、試驗研究階段發(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)向剛度很小的振動控制裝置，它可以延長整個建筑的震動周期，使震動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)。

國內(nèi)外的大量試驗和工程經(jīng)驗表明，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)，提高地震時結(jié)構(gòu)的安全性，減少次生災(zāi)害；②地面的劇烈運動時，上部結(jié)構(gòu)仍能處于正常的彈性工作狀態(tài)，抑制振動時的不適感；③設(shè)計比較自由，抗震措施簡單，因為只考慮隔震裝置，設(shè)計和施工過程都得到簡化；④震后修復(fù)方便，只需對隔震裝置進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、滑動摩擦隔震、滾動隔震、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,但阻尼較小,耗能能力差,使用時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,且對控制風(fēng)振反應(yīng)和抵抗地基微小震動有利,是對天然橡膠墊的一大改進;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,可單獨使用。后兩種橡膠墊，因它們所特有的耗能優(yōu)勢正在成為橡膠墊隔震應(yīng)用的新方向。

2.2 滑動摩擦隔震

滑動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時，摩擦力阻止上部結(jié)構(gòu)滑動，使建筑物保持穩(wěn)定；當(dāng)?shù)孛婕畛^某一限值時，隔震層地震作用將超過摩擦力，滑動面開始滑移，發(fā)揮隔震作用。這時即使地面激勵再增大傳入上部結(jié)構(gòu)的地震作用也不會隨之增大。但它對豎直振動不起作用，它在地震時產(chǎn)生的位移常常是不能恢復(fù)的?；茖邮且驗槠淠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)計烈度達到8度以上時才會產(chǎn)生相對位移，取得隔震作用；對于7度及其以下的較小地震仍無減震效果，仍會造成震害。

2.3 滾動隔震

滾動隔震主要有滾軸和滾珠隔震兩種。如果按滾動的理想情況考慮，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)不會產(chǎn)生運動，滾動隔震器完全將上部結(jié)構(gòu)和地震隔離開。但實際情況并非如此，當(dāng)滾球（或滾軸）滾動起來，接觸地面對滾球（或滾軸）的滾動是有阻礙作用的。另外它對豎向隔震無能為力，并且地震時復(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動頻譜特性的影響較小，隔震效果更加優(yōu)越，并且簡單易行，造價相對低廉。

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，使其在主動和被動控制中廣泛應(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)時產(chǎn)生的驅(qū)動力大等優(yōu)點及碟形彈簧的豎向隔震性能?？紤]到造價問題，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、滾動為主。后來，由于夾層橡膠墊技術(shù)的引進以及滾動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，滾動隔震研究被擱置。按照理想的情況，滾動隔震對震動的隔離效果是非常好的。為克服其缺點，可以與其他技術(shù)相結(jié)合，共同發(fā)揮隔震作用，筆者提出將滾動隔震與軟碰運氣限位裝置相結(jié)合，滾動隔震的缺點就是沒有自復(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，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)計是可行的，筆者提出將二者結(jié)合，構(gòu)成三維隔震體系，進行三維隔震的研究。

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，隨著人類對地震研究的不斷深入，建筑物的抗震問題將會找到更多的解決途徑。