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一、工程结构减震控制的概念

对高层建筑和高耸结构来说，水平荷载是主要荷载之一，并且往往起着控制作用,而对大跨

度空间结构来说，竖向荷载却是主要控制荷载。水平荷载一般包括风荷载和地震荷载，这两

种荷载都是动力荷载。随着高层建筑和高耸结构高度和高宽比的增大以及轻质高强材料的作

用，其刚度和阻尼不断降低，在强风或强烈地震荷载作用下，结构物的动力反应强烈，很难

满足结构舒适性和安全性的要求。按照传统的抗风抗震设计方法，即通过提高结构本身的强

度和刚度来抵御风荷载或地震作用，是一种硬碰硬硬碰硬“你强他也强,你弱他也弱你弱他也弱式的抗

震方法，它很不经济，也不一定安全，而且失去了轻质高强材料自身的优势，还不能满足日

益现代化的机器设备不能因为剧烈振动而中断工作或者破坏的要求。

为了克服传统抗风抗震设计方法的缺陷，1972年美籍华裔学者姚治平首次提出了工程结构

减震控制这一新方法。工程结构减震控制是由结构与控制体系共同抵御外界荷载，能动地调

谐结构的动态反应，是―种积极主动的结构抗震对策。通常，结构减震控制按照是否需要外

部能量驱动控制机构分为主动控制（AMD）和被动控制（PMD），半主动控制及混合控制。

主动控制效果明显，但控制机构复杂，需要外加能源，控制系统的可靠性低；而被动控制技

术是较早得到发展和应用的工程减震技术，构造简单，不需要外界能源输入能量，由控制机

构隔离地震作用和消耗能量，达到减小结构地震反应的目的，如隔震、耗能减震和吸振减震

等。混合控制是将主动控制与被动控制同时施加在同一结构上的结构振动控制形式。从其组

合方式来看，可分为：主从组合方式和并列组合方式。典型的混合控制装置有：AMD与TMD

相结合、AMD与TLD相结合、主动控制与基础隔震相结合、主动控制与耗能减震相结合、

液压－质量振动控制系统（HMS）与AMD相结合等。

二、隔震技术

“隔震”，即隔离地震。在建筑物上部结构与基础之间以及上部建筑层间设置隔震层，

隔离地震能量向上部结构传递。降低上部结构的地震作用，达到预期的防震要术,使建筑物

的安全得到可靠的保证。它包括上部结构、隔震装置和下部结构三部分。隔震包括基础隔震

和层间隔震。隔震体系能够减小结构的水平地震作用，减轻结构和非结构的地震损坏。提高

建筑物及其内部设施、人员在地震时的安全性，增加震后建筑物继续使用的能力，已被理论

和国内外实发地震所证实。基础隔震技术是用水平力很“柔”的隔震元件将上部建筑与基础

隔离，由于隔震层的刚度很小。当地震发生时，隔震层将发挥“隔”的作用，承受地震动引

起的位移运动，而上部结构只作近似平动。

1.结构隔震体系的基本特征

隔震体系一般具有以下基本特征：

(1).足够的竖向承载力。隔震装置具有较大的竖向承载力，在建筑结构物使用状态下，

安全的支承上部结构的所有荷载，竖向承载力安全系数必须大于6，确保建筑结构物在使用

状态下的绝对安全和满足使用要求。

(2).隔震特性。隔震装置具有可变的水平刚度，在强风或微小地震时，具有足够的水平

刚度，上部结构水平位移极小，不影响使用要求。在中等强度地震下，其水平刚度较小，上

部结构水平滑动，使刚性的抗震结构体系变为柔性隔震结构体系，其固有自振周期大大延长，

远离上部结构的自振周期和地面的场地特征周期，从而把地面震动有效地隔开，明显地降低

上部结构的地震反应。通常情况下，隔震体系上部结构的加速度反应值可降低为非隔震结构

的1/4～l/12。由于隔震装置的水平刚度远远小于上部结构的层间水平刚度，所以，上部结

构在地震中的水平变形，从传统结构的“放大晃动型”转变为隔震结构的“整体平动型”，

使得上部结构在强烈地震中仍处于弹性状态，有效的保护结构本身，同时也能有效的保护结

构内部装修和精密设备。

(3).复位特性。由于隔震装置具有水平弹性回复力，使隔震结构体系在地震中具有瞬时

自动复位功能，可满足震后的使用功能。

(4).阻尼消能特性。隔震装置具有足够的阻尼，具有较大的消能能力。

(5).隔震结构体系能有效保护上部结构，因此在各种生命线工程、宿舍楼、商场、精密

仪器室等重要建筑中得到了广泛的应用。[11]

2.基础隔震技术[1]

基础隔震是以“软化”结构、“以柔克刚”的方式来隔离地震使结构达到抗震目的，其

实质是通过降低结构刚度，延长结构自振周期来减少结构的地震反应。基础隔震技术适用面

很广，尤其适用于量大面广的中、低层砖混房屋和钢筋混凝土房屋