上部结构底板及基础上圈梁
滑移隔 震装置
圆锥棒限 位阻尼器
基础下 圈梁
3.滚珠及滚轴隔震 用高强合金制成的滚珠或滚轴涂以防锈或润滑涂层后置于上部
结构与基础之间，地震作用下，滚珠或滚轴滚动而达到隔震目的。 滚珠隔震可以将滚珠做成圆形置于平板或凹板上，也可将滚珠做成 椭圆形以形成恢复力；而滚轴隔震通常做成上、下两层彼此垂直的 滚轴，以保证能在两个方向上滑动。滚珠或滚轴能把地面运动几乎 全部隔开，具有明显的隔震效果
U型软钢板
滚珠或滚轴
8.2.3 基础隔震结构设计
《建筑抗震设计规范》对隔震设计提出了分部设计法和水平减震系 数的概念。分部设计方法是把整个基础隔震结构体系分成上部结构 (隔震层以上结构)、隔震层、隔震层以下结构和基础四部分，分别 进行设计。
水平减震系数
( i ) max / 0.7 i Qgi / Qi
隔震层
加
速
度
反
上部
应
结构
下部结构
A 小阻尼
位移 反应
大阻尼 T0
B
C T1
周期（s）
A T0
小阻尼 B
C 大阻尼
T1
周期（s）
隔震前结构周期
隔震结构周期
结构隔震体系主要适用于下列工程: (1)地震区的民用建筑，例如住宅、办公室、教学楼、
宿舍楼、剧院、旅馆、大商场等。 (2)地震区的生命线工程，例如:医院、急救中心、指挥中
震害表明，将建筑结构设计为“延性结构体系” 是适宜的，对抗震是有利的。
刚性结构
柔性结构
延性结构
工程结构减震控制是指在工程结构的特定部位， 装设某种装置（如隔震垫等），或某种机构（如消 能支撑；消能剪力墙；消能节点；消能器等），或 某种子结构（如调频质量等），或施加外力（外部 能量输入），以改变或调整结构的动力特性或动力 作用。
增大阻尼
橡胶板 铅芯 钢板
2.滑移隔震 这种隔震方法是在房屋基础顶面设置滑移层。风载或
小地震时，静摩擦力使结构固结于基础之上，大震时，静 摩擦力被克服，结构水平滑动，地震作用减小，滑移层间 摩擦阻尼同时消耗地震能量。为控制滑移层间的摩擦力以 满足隔震要求，通常采用的滑移层材料为钢摩擦滑板、石 墨、砂料、涂层垫层及聚四氟乙烯等
mn mn-1
m2
m1 kh
zeq
图8.16 隔震结构 计算简图
Mx Cx K h x Mxg
n
Kii
eq

i 1
Kh
n
Kh Ki i 1
8.2.3 基础隔震结构设计
2.隔震层上部结构的抗震计算 隔震层上部结构的抗震计算可采用底部剪力法或时程分析法。
采用时程分析法计算时，计算简图可采用图8.16所示的剪切型结构 模型。
8.2.2常用隔震方法
1.橡胶垫隔震 夹层橡胶垫是最常见的隔震装置，基本构造如图8.12所示，由
薄橡胶片与钢板分层交替叠合，经高温硫化粘结而成。薄钢板可限 制橡胶片的横向变形，但对橡胶片的剪切变形影响很小，因此，支 座的竖向刚度很大，而水平刚度却很小。
保护橡胶
立面图
断面图
ds 直径D
中间钢板 橡胶层 翼缘
采用底部剪力法时，隔震层以上结构的水平地震作用，沿高度 可采用矩形分布，但应对反应谱曲线的水平地震影响系数最大值进 行折减，即乘以“水平向减震系数”。
表12.2.7 隔震层以上结构抗震措施要求与水平向减震系数的对应关系
水平向减震系数
≥0.45
<0.45
设防烈度
(设计基本加速度)
9 (0.40g)
9(0.40g)
8(0.20g)
8 (0.30g)
8(0.30g)
7(0.15g)
8 (0.20g)
8(0.20g)
7(0.10g)
7 (0.15g)
7(0.15g)
第8章 结构隔震及减震设计
本章教学目标与要求
⒈了解结构减震控制技术的基本概念 ⒉了解基础隔震设计原理和方法 ⒊了解消能减震设计原理和方法
导入案例
北京故宫博物院是明成祖永乐帝从1406年起历时14 年建造的一座皇城，城内数百个大小不同的建筑物排列成 一个巨大的建筑群。这座现存的中世纪木结构建筑群虽然 在地震区内，但受到的地震灾害却很少。为什么呢？在 1975年开始的故宫设备配管工程中，从中枢部位地下56m处挖掘出略带粘性的物质，检查结果是一层煮过的糯 米拌石灰。
混合控制技术
作动器拖动附加质量阻 尼器AMD (Active Mass Damper)
隔震结构体系 消能减震体系
TMD被动控制体系
AMD主动控制体系
8.2 基础隔震设计原理及方法
8.2.1 基础隔震原理
结构隔震是工程结构减震控制技术之一。基础隔震设计的基本 思想是在结构物地面以上部分的底部设置隔震层，使之与固结于地 基中的基础顶面分离开，从而限制地震动向结构的传递
7(0.10g)
7 (0.10g)
7(0.10g)
6(0.05g)
8.2.3 基础隔震结构设计
1.动力分析模型 隔震建筑系统的动力分析模型可根据具体构侧移 刚度远大于隔震层的水平刚度时，可以近似认为上部结构是 一个刚体，从而将隔震结构简化为单质点模型进行分析，其 动力平衡方程形式为
故宫的主要建筑都建在大理石高台之上，下面有这样 一层柔软的糯米层，就能够在一定程度上把建筑物与地震 隔离开来，使建筑物免遭震害。
8.1概 述
在抗震设计的早期，人们曾试图将建筑结构设 计为“刚性结构体系”，要求其不发生强度破坏。 但该种结构体系不经济，且较难实现；人们还设想 了“柔性结构体系”，即通过减小结构的刚性来避 免结构与地面运动发生共振，从而减小地震作用。 但该种结构体系层间位移较大，在很多情况下不能 满足设计和使用要求。
心、水厂、电厂、粮食加工厂、通信中心、交通枢纽、 机场等。 (3)地震区的重要建筑结构物，例如:重要历史性建筑、博 物馆、重要纪念性建筑物、文物或档案馆、重要图书资 料馆、法院、监狱、危险品仓库、有核辐射装置等。 (4)内部有重要仪器设备的建筑结构物，例如，计算机中 心、精密仪器中心、实验中心、检测中心等。 (5)桥梁、架空输水渠、雷达站、天文台等重要结构物。
工程结构减震控制按技术方法分类：
①隔震技术；
③质量调谐减震技术；
②消能减震技术； ④主动控制技术；
⑤混合控制技术
工程结构减震控制
①调谐质量阻尼器” TMD
（Tuned Mass Damper）
②调谐液体阻尼器”TLD
（Tuned Liquid Damper）
隔震技术
消能减震技术
被动调谐减震技术
主动控制技术