減振、隔震和振動(dòng)控制的現(xiàn)狀
鑒于上述傳統(tǒng)抗震方法的缺點(diǎn)與不足，并在全部了解地震引起結(jié)構(gòu)震動(dòng)的全過程。由震源產(chǎn)生地震動(dòng)，通過傳播途徑傳遞到結(jié)構(gòu)上，從而引起結(jié)構(gòu)的震動(dòng)反應(yīng)。通過在不同階段采取震動(dòng)方法控制措施，就成為不同的積極抗震方法。大致包括以下四點(diǎn)：
①震源→消震
消震是通過減弱震源震動(dòng)強(qiáng)度達(dá)到減小結(jié)構(gòu)震動(dòng)的方法，由于地震源難以確定，且其規(guī)模宏大，目前還沒有有效可行的措施將震源強(qiáng)度減弱到預(yù)定的水平。
②傳播途徑→隔震
隔震是通過某種裝置將地震與結(jié)構(gòu)隔開，其作用是減弱和改變地震動(dòng)時(shí)結(jié)構(gòu)作用的強(qiáng)度和方式，以此達(dá)到減少結(jié)構(gòu)震動(dòng)的目的。隔震方法主要有基底隔震和懸掛隔震兩種。
③結(jié)構(gòu)→被動(dòng)減震
被動(dòng)減震是通過采取一定的措施或附加子結(jié)構(gòu)吸收和消耗地震傳遞給主結(jié)構(gòu)的能量，達(dá)到減小結(jié)構(gòu)震動(dòng)的目的。被動(dòng)減震方法有耗能減震，沖擊減震和吸震減震。
④反應(yīng)→主動(dòng)減震
主動(dòng)減震是根據(jù)結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)，通過地震系統(tǒng)地執(zhí)行機(jī)，主動(dòng)給結(jié)構(gòu)施加控制力，達(dá)到減小結(jié)構(gòu)震動(dòng)的目的。
結(jié)構(gòu)隔震、減震方法的研究和應(yīng)用開始于60年代，70年代以來發(fā)展速度很快。這種積極的結(jié)構(gòu)抗震方法與傳統(tǒng)的消極抗震方法相比，有以下優(yōu)點(diǎn)：
①能大大減小結(jié)構(gòu)所收得的地震作用，從而可減低結(jié)構(gòu)造價(jià)，提高結(jié)構(gòu)抗?fàn)幍目煽慷?。此外，隔震方法能夠較準(zhǔn)確地控制傳到結(jié)構(gòu)上的地震力，從而克服了設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件時(shí)難以準(zhǔn)確確定載荷的困難。
②能大大減小結(jié)構(gòu)在地震作用下的變形，保證非結(jié)構(gòu)構(gòu)件不受地震破壞，從而減少震后維修費(fèi)用，對(duì)于典型的現(xiàn)代化建筑，非結(jié)構(gòu)構(gòu)件（如玻璃幕墻，飾面，公用設(shè)施等）的造價(jià)甚至占整個(gè)房屋總造價(jià)的80%以上。
③隔震、減震裝置即使震后產(chǎn)生較大的永久變形或損壞，其復(fù)位、更換、維修結(jié)構(gòu)構(gòu)件方便、經(jīng)濟(jì)。
④用于高技術(shù)精密加工設(shè)備、核工業(yè)設(shè)備等的結(jié)構(gòu)物，只能用隔震、減震的方法滿足嚴(yán)格的抗震要求。
（一）、隔震
1、基地隔震
1）夾層橡膠墊隔震裝置
用于隔震裝置的橡膠墊塊，可用天然橡膠，也可用人工合成橡膠（氯丁膠）。為提高墊塊的垂直承載力和豎向剛度，橡膠墊塊一般由橡膠片與薄銅板疊合而成。
2）鉛芯橡膠支座
這樣就使支座具有足夠的初始剛度，在風(fēng)荷來和制動(dòng)力等常見載荷作用下保持具有足夠的剛度，以滿足正常使用要求，但強(qiáng)地震發(fā)生時(shí)，裝置柔性滑動(dòng)，體系進(jìn)入消能狀態(tài)。
3）滾珠（或滾軸）隔震
有自復(fù)位能力的；有加銅拉桿風(fēng)穩(wěn)定裝置；橫向油壓千斤頂位的。另外，還有加消能裝置的，消能裝置有軟消能桿剪，鉛擠壓消能器，油阻尼器，光阻尼器等。
4）懸掛基礎(chǔ)隔震
5）搖擺支座隔震
同原理還有踏步式隔震制作，用于細(xì)高的結(jié)構(gòu)物，如煙囟、橋墩、柜體筒體建筑物等。
6）滑動(dòng)支座隔震
上部結(jié)構(gòu)與基礎(chǔ)之間設(shè)置相互滑動(dòng)的滑板。風(fēng)載、制動(dòng)力或小震時(shí)，靜摩擦力使結(jié)構(gòu)固結(jié)于基礎(chǔ)上；大震時(shí)；
結(jié)構(gòu)水平滑動(dòng)，減小地震作用，并以其摩擦阻尼消耗地震能源。
為控制滑板間的摩擦力，使之滿足隔震要求；在滑板間可以加設(shè)滑層。目前常用的滑層有：涂層滑層（聚氯乙烯）、粉?；瑢樱ㄣU粒、沙粒、滑石、石墨等）。
2、懸掛隔震
懸掛隔震使將結(jié)構(gòu)的全部或大部分質(zhì)量懸掛起來，是地震動(dòng)傳遞不到主體質(zhì)量上，產(chǎn)生較小的慣性力，從而起到隔震作用。懸掛結(jié)構(gòu)在橋梁、火電廠鍋爐架等方面有大量應(yīng)用。的43層香港匯豐銀行新大樓采用的就是懸掛結(jié)構(gòu)。
懸掛結(jié)構(gòu)懸桿受力較大，須采用高強(qiáng)鋼，而高強(qiáng)鋼忍性差，在豎向地震作用時(shí)易拉斷。為減小豎向地震作用，可在吊點(diǎn)設(shè)減震彈簧，并配合使用阻尼器。
3、隔震應(yīng)用的注意事項(xiàng)：
1）隔震實(shí)際上會(huì)使原有結(jié)構(gòu)的固有周期演唱，在下列情況下不宜采用隔震設(shè)計(jì)：
①基礎(chǔ)土層不穩(wěn)定；
②下部結(jié)構(gòu)變性大，原有結(jié)構(gòu)的固有周期比較長(zhǎng)；
③位于軟弱場(chǎng)地，延長(zhǎng)周期可能引起共振；
④制作中出現(xiàn)負(fù)反力；
2）隔震裝置必須具有足夠的初始剛度，這樣能滿足正常使用要求。當(dāng)強(qiáng)震發(fā)生時(shí)，裝置柔性消震，體系進(jìn)入消能狀態(tài)。
3）隔震裝置能使結(jié)構(gòu)在基礎(chǔ)面上柔性滑動(dòng)，在地震來時(shí)這樣必然會(huì)產(chǎn)生很大的位移。為減低結(jié)構(gòu)的位移反應(yīng)，隔震裝置應(yīng)提供較大的阻尼，具有較大的消能能力。
4、隔震體系的優(yōu)點(diǎn)：
1）明顯有效地減輕結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)。從振動(dòng)臺(tái)地震模擬試驗(yàn)結(jié)果及美國(guó)，日本建造的隔整結(jié)構(gòu)在地震中的強(qiáng)震記錄得知，隔振體系的結(jié)構(gòu)加速度反應(yīng)只相當(dāng)于傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)（基礎(chǔ)固定）加速度反應(yīng)的1/3——1/10。這種減震效果是一般傳統(tǒng)抗震結(jié)構(gòu)所望塵莫及的。從而能非常有效地保護(hù)結(jié)構(gòu)物或內(nèi)部設(shè)備在強(qiáng)地震沖擊下免遭任何毀壞。
2）確保安全。在地面劇烈震動(dòng)時(shí)，上部結(jié)構(gòu)仍能處于正常的彈性工作狀態(tài)。這既適用于一般民用建筑結(jié)構(gòu)，確保居民在強(qiáng)地震中的絕對(duì)安全，也適用于某些重要結(jié)構(gòu)物和重要設(shè)備。
3）減低房屋造價(jià)。從汕頭，廣州，西昌等地建造隔震房屋得知，多層隔震房屋比傳統(tǒng)多層隔震房屋節(jié)省房屋土建造價(jià)：7度區(qū)節(jié)省3——6%，8度區(qū)節(jié)省8——14%，9度區(qū)節(jié)省15——20%。并且安全度大大提高。
4）抗震措施簡(jiǎn)單明了?？拐鹕婕暗膶?duì)象從考慮整個(gè)結(jié)構(gòu)物的復(fù)雜的不明確的抗震措施轉(zhuǎn)變?yōu)橹豢紤]隔震裝置，簡(jiǎn)單明了。結(jié)構(gòu)物本身與一般非地震區(qū)的做法無疑，設(shè)計(jì)施工大大簡(jiǎn)化。
5）震后修復(fù)方便：地震后，只對(duì)隔震裝置進(jìn)行必要的檢查更換。而無需考慮建筑結(jié)構(gòu)物本身的修復(fù)，地震后可很快恢復(fù)正產(chǎn)生活或生產(chǎn)，這帶來極明顯的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。
鑒于上述傳統(tǒng)抗震方法的缺點(diǎn)與不足，并在全部了解地震引起結(jié)構(gòu)震動(dòng)的全過程。由震源產(chǎn)生地震動(dòng)，通過傳播途徑傳遞到結(jié)構(gòu)上，從而引起結(jié)構(gòu)的震動(dòng)反應(yīng)。通過在不同階段采取震動(dòng)方法控制措施，就成為不同的積極抗震方法。大致包括以下四點(diǎn)：
①震源→消震
消震是通過減弱震源震動(dòng)強(qiáng)度達(dá)到減小結(jié)構(gòu)震動(dòng)的方法，由于地震源難以確定，且其規(guī)模宏大，目前還沒有有效可行的措施將震源強(qiáng)度減弱到預(yù)定的水平。
②傳播途徑→隔震
隔震是通過某種裝置將地震與結(jié)構(gòu)隔開，其作用是減弱和改變地震動(dòng)時(shí)結(jié)構(gòu)作用的強(qiáng)度和方式，以此達(dá)到減少結(jié)構(gòu)震動(dòng)的目的。隔震方法主要有基底隔震和懸掛隔震兩種。
③結(jié)構(gòu)→被動(dòng)減震
被動(dòng)減震是通過采取一定的措施或附加子結(jié)構(gòu)吸收和消耗地震傳遞給主結(jié)構(gòu)的能量，達(dá)到減小結(jié)構(gòu)震動(dòng)的目的。被動(dòng)減震方法有耗能減震，沖擊減震和吸震減震。
④反應(yīng)→主動(dòng)減震
主動(dòng)減震是根據(jù)結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)，通過地震系統(tǒng)地執(zhí)行機(jī)，主動(dòng)給結(jié)構(gòu)施加控制力，達(dá)到減小結(jié)構(gòu)震動(dòng)的目的。
結(jié)構(gòu)隔震、減震方法的研究和應(yīng)用開始于60年代，70年代以來發(fā)展速度很快。這種積極的結(jié)構(gòu)抗震方法與傳統(tǒng)的消極抗震方法相比，有以下優(yōu)點(diǎn)：
①能大大減小結(jié)構(gòu)所收得的地震作用，從而可減低結(jié)構(gòu)造價(jià)，提高結(jié)構(gòu)抗?fàn)幍目煽慷?。此外，隔震方法能夠較準(zhǔn)確地控制傳到結(jié)構(gòu)上的地震力，從而克服了設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件時(shí)難以準(zhǔn)確確定載荷的困難。
②能大大減小結(jié)構(gòu)在地震作用下的變形，保證非結(jié)構(gòu)構(gòu)件不受地震破壞，從而減少震后維修費(fèi)用，對(duì)于典型的現(xiàn)代化建筑，非結(jié)構(gòu)構(gòu)件（如玻璃幕墻，飾面，公用設(shè)施等）的造價(jià)甚至占整個(gè)房屋總造價(jià)的80%以上。
③隔震、減震裝置即使震后產(chǎn)生較大的永久變形或損壞，其復(fù)位、更換、維修結(jié)構(gòu)構(gòu)件方便、經(jīng)濟(jì)。
④用于高技術(shù)精密加工設(shè)備、核工業(yè)設(shè)備等的結(jié)構(gòu)物，只能用隔震、減震的方法滿足嚴(yán)格的抗震要求。
（一）、隔震
1、基地隔震
1）夾層橡膠墊隔震裝置
用于隔震裝置的橡膠墊塊，可用天然橡膠，也可用人工合成橡膠（氯丁膠）。為提高墊塊的垂直承載力和豎向剛度，橡膠墊塊一般由橡膠片與薄銅板疊合而成。
2）鉛芯橡膠支座
這樣就使支座具有足夠的初始剛度，在風(fēng)荷來和制動(dòng)力等常見載荷作用下保持具有足夠的剛度，以滿足正常使用要求，但強(qiáng)地震發(fā)生時(shí)，裝置柔性滑動(dòng)，體系進(jìn)入消能狀態(tài)。
3）滾珠（或滾軸）隔震
有自復(fù)位能力的；有加銅拉桿風(fēng)穩(wěn)定裝置；橫向油壓千斤頂位的。另外，還有加消能裝置的，消能裝置有軟消能桿剪，鉛擠壓消能器，油阻尼器，光阻尼器等。
4）懸掛基礎(chǔ)隔震
5）搖擺支座隔震
同原理還有踏步式隔震制作，用于細(xì)高的結(jié)構(gòu)物，如煙囟、橋墩、柜體筒體建筑物等。
6）滑動(dòng)支座隔震
上部結(jié)構(gòu)與基礎(chǔ)之間設(shè)置相互滑動(dòng)的滑板。風(fēng)載、制動(dòng)力或小震時(shí)，靜摩擦力使結(jié)構(gòu)固結(jié)于基礎(chǔ)上；大震時(shí)；
結(jié)構(gòu)水平滑動(dòng)，減小地震作用，并以其摩擦阻尼消耗地震能源。
為控制滑板間的摩擦力，使之滿足隔震要求；在滑板間可以加設(shè)滑層。目前常用的滑層有：涂層滑層（聚氯乙烯）、粉?；瑢樱ㄣU粒、沙粒、滑石、石墨等）。
2、懸掛隔震
懸掛隔震使將結(jié)構(gòu)的全部或大部分質(zhì)量懸掛起來，是地震動(dòng)傳遞不到主體質(zhì)量上，產(chǎn)生較小的慣性力，從而起到隔震作用。懸掛結(jié)構(gòu)在橋梁、火電廠鍋爐架等方面有大量應(yīng)用。的43層香港匯豐銀行新大樓采用的就是懸掛結(jié)構(gòu)。
懸掛結(jié)構(gòu)懸桿受力較大，須采用高強(qiáng)鋼，而高強(qiáng)鋼忍性差，在豎向地震作用時(shí)易拉斷。為減小豎向地震作用，可在吊點(diǎn)設(shè)減震彈簧，并配合使用阻尼器。
3、隔震應(yīng)用的注意事項(xiàng)：
1）隔震實(shí)際上會(huì)使原有結(jié)構(gòu)的固有周期演唱，在下列情況下不宜采用隔震設(shè)計(jì)：
①基礎(chǔ)土層不穩(wěn)定；
②下部結(jié)構(gòu)變性大，原有結(jié)構(gòu)的固有周期比較長(zhǎng)；
③位于軟弱場(chǎng)地，延長(zhǎng)周期可能引起共振；
④制作中出現(xiàn)負(fù)反力；
2）隔震裝置必須具有足夠的初始剛度，這樣能滿足正常使用要求。當(dāng)強(qiáng)震發(fā)生時(shí)，裝置柔性消震，體系進(jìn)入消能狀態(tài)。
3）隔震裝置能使結(jié)構(gòu)在基礎(chǔ)面上柔性滑動(dòng)，在地震來時(shí)這樣必然會(huì)產(chǎn)生很大的位移。為減低結(jié)構(gòu)的位移反應(yīng)，隔震裝置應(yīng)提供較大的阻尼，具有較大的消能能力。
4、隔震體系的優(yōu)點(diǎn)：
1）明顯有效地減輕結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)。從振動(dòng)臺(tái)地震模擬試驗(yàn)結(jié)果及美國(guó)，日本建造的隔整結(jié)構(gòu)在地震中的強(qiáng)震記錄得知，隔振體系的結(jié)構(gòu)加速度反應(yīng)只相當(dāng)于傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)（基礎(chǔ)固定）加速度反應(yīng)的1/3——1/10。這種減震效果是一般傳統(tǒng)抗震結(jié)構(gòu)所望塵莫及的。從而能非常有效地保護(hù)結(jié)構(gòu)物或內(nèi)部設(shè)備在強(qiáng)地震沖擊下免遭任何毀壞。
2）確保安全。在地面劇烈震動(dòng)時(shí)，上部結(jié)構(gòu)仍能處于正常的彈性工作狀態(tài)。這既適用于一般民用建筑結(jié)構(gòu)，確保居民在強(qiáng)地震中的絕對(duì)安全，也適用于某些重要結(jié)構(gòu)物和重要設(shè)備。
3）減低房屋造價(jià)。從汕頭，廣州，西昌等地建造隔震房屋得知，多層隔震房屋比傳統(tǒng)多層隔震房屋節(jié)省房屋土建造價(jià)：7度區(qū)節(jié)省3——6%，8度區(qū)節(jié)省8——14%，9度區(qū)節(jié)省15——20%。并且安全度大大提高。
4）抗震措施簡(jiǎn)單明了?？拐鹕婕暗膶?duì)象從考慮整個(gè)結(jié)構(gòu)物的復(fù)雜的不明確的抗震措施轉(zhuǎn)變?yōu)橹豢紤]隔震裝置，簡(jiǎn)單明了。結(jié)構(gòu)物本身與一般非地震區(qū)的做法無疑，設(shè)計(jì)施工大大簡(jiǎn)化。
5）震后修復(fù)方便：地震后，只對(duì)隔震裝置進(jìn)行必要的檢查更換。而無需考慮建筑結(jié)構(gòu)物本身的修復(fù)，地震后可很快恢復(fù)正產(chǎn)生活或生產(chǎn)，這帶來極明顯的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。