隔震技術
關注創建者：匿名 創建時間：2026-01-04
隔震技術的實例教程
此外，傳統的抗震結構體系中，低層建筑物的基本自振周期與地震動的卓越周期接近，而隔震結構體系通過隔震層的設計，使隔震結構的周期延長到2~5秒，能夠有效地降低了結構的地震加速度反應。
隔震技術的被動控制中最為成熟和應用廣泛的就是基礎隔震技術。與傳統抗震技術不同，
基礎隔震技術的設防策略立足于“隔”，采用“拒敵于門外”的防御戰術，“以柔克剛”，利用專門的隔震元件
，在建筑物和基礎之間設置隔震層，將輸入地震波中與結構發生共振的頻率段過濾掉，以集中發生在隔震層的較大相對位移為代價，阻隔地震能量向上部結構的傳遞，大大提高建筑物的可靠性和安全性。可以說，從“抗”到“隔”，是建筑抗震設防策略的一次的重大改變和飛躍。目前大部分采用的隔震支座通常是
橡膠隔震支座或是摩擦型隔震支座。
橡膠支座模擬與概述可看：
【JY】橡膠支座精細化模擬與有限元分析注意要點
【JY】橡膠支座的簡述和其力學性能計算
簡而言之，隔震技術的核心問題是尋找柔性層的構件，根據隔震體系的原理可知，柔性層構件需要滿足以下要求：
（1）具有足夠的豎向剛度和豎向承載力，能夠穩定地支承建筑物。
（2）具有足夠柔的水平剛度。
（3）具有足夠大的水平變形能力儲備，以確保在強震作用下不會出現失穩現象。
（4）水平剛度受垂直壓縮荷載的影響較小。
（5）具有足夠的耐久性，至少大于建筑物的設計基準期。
展開 寫在前文
盡管減隔震技術與有限元結合取得了眾多成果，但仍面臨諸多挑戰，如材料非線性、模型不確定性等等。減隔震設計除了常規的宏觀結構設計采用SAP2000、Etabs、Midas、SSG、Paco-SAP 或 YJK\PKPM等。
【JY】各類有限元軟件計算功能賞析與探討
我們需要更清楚減隔震元件的破壞模式，對減隔震元件進行破壞分析，除了對減隔震元件在正常工況下的性能進行評估，有限元技術還可以用于研究元件在極端條件下的破壞行為。這有助于了解元件的破壞機理，并為設計提供更全面的數據支撐。
并且在多物理場耦合分析也需要運用在實際應用中，因為減隔震元件可能會面臨復雜的物理環境，如溫度變化、流體流動等。有限元技術可以考慮這些多物理場耦合效應，從而更準確地預測元件在實際工況下的性能。
黏滯阻尼器的固流耦合分析：
對于ABAQUS的單元介紹已經做了詳盡，個人感覺固體力學上ABAQUS還是上手比較方便，而多場耦合、快速建模預估Workbench會方便一些，因人而異：
【JY】有限單元分析的常見問題及單元選擇
ANSYS Workbench就像一個科技界的“瑞士軍刀”，集合了各種強大的單元技術，為減隔震元件提供全面且準確的分析支持。近期對于ANSYS Workbench進行了學習，本文將對ANSYS Workbench 各類單元技術做一個筆記總結，便于為減隔震元件分析提供理論基礎。（畢竟Workbench大部分時候會自動匹配相應所需技術）
B-bar方法完全積分
Workbench中的B-bar方法是一種常用于處理低階單元完全積分的技術，也被稱為選擇性減積分策略。它是針對有限元分析（FEA）中的一種改進方法，旨在提高計算效率和準確性。
展開 二、被動控制
被動控制是指不需要借助外部力量的振動控制技術，它通過在建筑結構的某個空間部位添加子系統，或通過對結構自身構件構造的處理來改變結構自身的動力特性，被動控制是目前結構應用開發的熱點，很多被動控制技術也已日趨成熟完善，在實際操作中應用廣泛。被動控制從其控制機理來看可分為兩大類：基礎隔震與耗能減震。
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基礎隔震
基礎隔震是限制地震能量進入上部結構的方法。常用的隔震機構和體系如疊層鋼板橡膠支座、復位彈簧和平面滑板并聯機構、摩擦擺體系 (FPS )和其它隔震、減振復合體系已用于許多實際工程。
縱觀近年來隔震技術的發展發現，隔震技術的特點如下：
隔震技術應用的范圍越來越廣泛，不僅在新建建筑項目中應用廣泛，在對現 有建筑進行加固的工程中也得到了普遍認可。
隔震建筑設計形式日趨多樣化，從早期主要應用在砌體結構和鋼筋混凝土結構中發展到木結構、鋼結構和組合結構中。
隔震技術可供人們選擇的隔震裝置口日趨多樣化，而且新的隔震方法被人們不斷提出，混合隔震技術的采用已成趨勢。如國內對橡膠支座的回轉剛度、系統的水平剛度、設置在底層柱頂上的橡膠支座與柱的串聯剛度進行了實驗和理論分析，在豎向隔震機構的研究方面現已開始受到重視。
目前在推廣應用中的主要問題還是造價與常規的抗震技術相比尚屬偏高。因此，需要繼續研究開發經濟高效的隔震橡膠支座及其配套機構，充分發揮橡膠支座的豎向承載能力和水平變形能力。降低造價的主要途徑是降低上部結構的設防標準和使用比較小的橡膠支座，但有時要承擔一定風險。
展開 隔震設計 地動樓靜
采用隔震技術可以隔離地震能量向上部結構輸入，顯著降低上部結構的地震響應，從而可以有效地保護結構免遭地震破壞。有了隔震支座，任你地動山搖，我自巋然不動！
地震時一般建筑物，“以剛制剛”
地震時采取隔震技術的建筑物，“以柔克剛”
基底隔震，減少填方
本工程場地比較特殊，航站樓用地范圍須進行回填，回填厚度大，最大填方高度約25m，平均填方高度約14m。采用基底隔震，增加的隔震層減少了土方回填量。
基底隔震示意圖
最大單體錯層隔震
航站樓主樓隔震層跨層設置，隔震區建筑面積約35萬平米，為最大單體錯層隔震建筑。
單層錯層隔震示意圖
兩個相鄰單體隔震
航站樓主樓與換乘中心為兩個相鄰單體，均采用隔震技術。
相鄰單體隔震示意圖
隔震支座的溫差效應分析及可更換性
烏魯木齊市晝夜溫差大，寒暑變化劇烈；大溫差下隔震支座的變形不能忽視，支座最大變形疊加了溫度作用的影響。
隔震支座的溫差效應分析
建筑設計使用年限較長，考慮若遭遇較大地震后，地震中損壞的隔震支座需維護更換，隔震層的基礎承臺給隔震支座的更換預留了土建條件。
支座的可替換示意
風雪荷載分布研究 科學規范取值
風洞試驗和風振響應分析
風洞試驗模型為剛體模型，在風洞試驗轉盤上模擬目標建筑周邊500米半徑的圓形區域內的周邊建筑，以便考慮周邊建筑對目標建筑的干擾效應。
展開 為了機場安全，北京大興國際機場采用了層間隔震技術，這項技術目前是國內首創。層間隔震技術就是在航站樓首層板下，設置了隔震支座，將航站樓首層和地下一層完全隔開，既隔震又不影響地下層的使用。
所謂隔震，簡單地說就是在上部結構和地面之間，設置一層柔軟的隔震層，減少地面運動向上部結構傳遞，使上部結構的地震反應大幅降低，從而實現“隔離”地震。通常隔震結構的地震反應僅有非隔震結構的1/4至1/8，因而可以極大提高建筑的抗震性能。
一般隔震層由若干個隔震支座組成，而隔震支座則是由橡膠和鋼板相互疊加粘結而成，這樣既保證了隔震支座的剛度，又使其具有良好的柔韌性。
北京大興國際機場設計成輻射狀，跨度大，結構非常復雜，作為重要的生命線工程，它的抗震設防要求是在遭遇地震影響時，不但要確保航站樓結構完好，還要保證儀器設備正常運轉和人員安全，并在災后發揮應急救援作用，如果采用傳統抗震設計恐怕難以實現設防目標。
采用隔震技術能使得它的結構安全性大大提高，同時也有效解決了其與地鐵、城鐵等軌道交通對接時的振動問題。
在北京大興國際機場項目中，航站樓核心區地下一層柱頂處設置成了隔震層，隔震裝置采用了鉛芯橡膠隔震支座、普通橡膠隔震支座、滑移隔震橡膠支座和粘滯阻尼器等，整個航站樓總共使用了1320套隔震裝置，其中直徑為1200毫米、1300毫米、1500毫米橡膠隔震支座的數量分別為785個、66個和217個；直徑為600毫米、1500毫米不銹鋼滑板支座的數量分別為38個和70個；粘滯阻尼器總共144條。
從使用的隔震彈性滑板支座來看，無論是體量還是單個支座的噸位都創下國內之最，刷新了此前昆明北京新機場保持的紀錄。建成后的北京新機場航站樓，將成為全球最大的單體隔震建筑，抗震設防烈度達8度。
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隔震技術的最新內容
05建筑工程減隔震技術規程DG/TJ 08-2326-2020
隔震層在罕遇地震下應保持穩定，不宜出現不可恢復的變形；其橡膠支座在罕遇地震的水平和豎向地震作用下，拉應力不應大于1.0 MPa，上海地區Ⅲ、IⅣ類土不宜超過0.5MPa。
山東、四川、陜西等地對要求均基本一致
Statement聲明
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寫在前文
盡管減隔震技術與有限元結合取得了眾多成果，但仍面臨諸多挑戰，如材料非線性、模型不確定性等等。減隔震設計除了常規的宏觀結構設計采用SAP2000、Etabs、Midas、SSG、Paco-SAP 或 YJK\PKPM等。
結構組成：
主要由缸體、端蓋、活塞、阻尼介質和連接體及左右兩側的連接耳板所組成。
工作原理：
活塞將缸體一分為二，活塞在缸體內往復運動過程中，阻尼介質在兩個分隔腔體內迅速流動，介質的分子間，介質與活塞產生劇烈的摩擦，介質在通過活塞孔時產生巨大的節流阻尼，這些作用的合力成為阻尼力。流動中產生的阻尼力，將地震動能，通過活塞在阻尼介質中的往復運動轉化為熱量耗散掉，使活塞運動速度逐漸降低
清華大學教授潘鵬在“第四屆工程結構減隔震與高效抗震技術交流會”上做了題為《地鐵周邊建筑三維隔振技術研究》的精彩報告！
報告主要分為五個部分：技術背景；三維隔震（振）裝置開發；三維隔震（振）結構振動臺試驗；建筑三維隔震（振）技術的工程應用；總結。
開篇介紹了研究背景和意義。
Keywords: large-span spatial structure; rubber bearing; initial rotation; horizontal stiffness; experimental study
近些年來，隨著隔震技術的發展，隔震建筑不斷涌現，且在歷次大地震的考驗中展現出了優秀的抗震性能。隔震技術被認為是最有效的抗震手段之一[1]。
目前基底隔震技術方法比較成熟，已經大范圍應用于實際工程，我國也已有專門的設計規程。由于要求基底隔震器承受上部建筑物的重力，一般基底隔震結構適用于水平剛度較大、高度相對較低的多層結構。設置隔離裝置后,結構系統的周期比原結構周期大大加長，地震作用可顯著降低。
減隔震技術可以這樣形象化解釋，它就像我們用一只手拖著托盤，托盤上放雞蛋一樣的。由于手的作用類似于彈簧，可以緩解托盤與雞蛋之間的振動，從而保證了整體穩定性。對于建筑而言，減隔震技術通過在地下底部結構或層間變形較大的位置設置耗能裝置，如阻尼器、減震層等耗散地震能量，當滿足規范特定條件后，可實現上部結構的降度設計，從而顯著降低鋼材、水泥的用量。
縱觀近年來隔震技術的發展發現，隔震技術的特點如下：
隔震技術應用的范圍越來越廣泛，不僅在新建建筑項目中應用廣泛，在對現 有建筑進行加固的工程中也得到了普遍認可。
隔震建筑設計形式日趨多樣化，從早期主要應用在砌體結構和鋼筋混凝土結構中發展到木結構、鋼結構和組合結構中。
由于減隔震的優勢，中華人民共和國國務院令第744號文件，
公布《建設工程抗震管理條例》（2021年5月12日版）自2021年9月1日實行
，強制高烈度地震區學校、醫院等人員密集公共建筑采用減隔震技術進行設計，強制要求使用減隔震技術進行結構設計。這些措施使得減隔震技術得到了進一步的推廣和應用。
隔震技術常用的是橡膠隔震支座，橡膠墊隔震裝置由鋼板和橡膠交替疊合而成。橡膠隔震墊技術發展已比較成熟，隔震裝置豎向承載力大，具有穩定的彈性復位功能，且隔震周期長、阻尼比大。
