文 献 综 述
摘要：
人类在经历多次大地震之后，才开始意识到建筑抗震的重要性，抗震设计理论与实践才开始进入得以发展。本文简单介绍了隔振技术的研究背景，并阐述了隔振技术在中外的发展过程，并对各个时期的隔振元件进行了简单的介绍。
地震给人类的生产生活带来巨大的灾难，如何减轻地震产生的灾害是世界各国长期以来的重要课题。隔震的基本思想是，在基础或下部结构与上部结构之间设置柔性隔震层，减小地震对隔震层以上结构的影响。利用隔震层水平刚度远小于竖向刚度的特点，来延长结构的自振周期，避免发生共振效应，并增大阻尼，消耗地震能量，减少水平地震作用向上部结构的传播，减轻了上部结构的晃动，减小地震反应1/12—1/4，隔震层以上结构在地震中只作缓慢整体水平平动，上部结构只发生微小的相对运动和变形，可达到“中震不坏”、“大震可修”，大大提高了建筑物的安全性及可靠性。
建筑隔震概念最早由日本学者河合浩藏提出。1891年8.0级浓尾地震造成了巨大的灾难。同年，河合浩藏提出在混凝土基础下设置数层纵横排列的圆木隔震结构。1924年鬼头健三郎提出了在柱脚滚珠进行隔震的方法并申请了专利。早期的隔震概念虽然很清晰，但是限于当时的技术条件水平，并未得到很好的发展和开发。随着地震工程理论的逐步发展和完和实际地震的观测记录，以及历次地震对结构工程造成的各种破坏，人们开始逐渐意识到过去的抗震设计方法的局限性，并开始着手研究并实践隔震设计理论。
1906年，德国的Jacob Bechtold提出了采用基础隔震技术以保证建筑物安全的建议;1909年，英国的卡兰特伦茨J'A提出了另外一种隔震方案，即在基础与上部建筑物间铺一层滑石或云母，当地震时建筑物滑动，以隔离地震[1]。这几种隔震方案均是在地震工程尚未出现或萌芽时期提出的，虽不完全合理、可靠，但概念上己具备了隔震系统的重要基本因素。1929年，新西兰的Robertwatdislas ementak 又提出了类似的思想。1921年,日本东京建成的帝国饭店可能是最早的隔震建筑。该建筑地基为2—4m厚的硬土层，下面为18—21m的软土层。设计者F.L怀特用密集的短桩穿过表层硬土，插到软土层底部，巧妙地利用软土层作为“隔震支座”。当时，这种设计思路引起了极大的争论和关注。但在1923年的关东大地震中该建筑物保持完好，经受住了地震的考验，而其他建筑物则普遍严重破坏。
目前，较为成熟的建筑隔震技术包括:叠层橡胶支座隔震、摩擦摆隔震、滚轴支座隔震、滑移隔震、混凝土短柱支座隔震等，其中叠层橡胶支座隔震技术的应用最为普遍。上世纪70年代初，新西兰率先开发出铅芯叠层橡胶支座，1974年世界首栋隔震建筑在新西兰建成; 1983年日本第一座采用叠层橡胶支座的现代隔震建筑——位于东京的八千代台住宅建成;1985年美国建成第一座四层的叠层橡胶支座隔震大楼——加州·圣丁司法事务中心。截止目前，世界上大约已建成了4000多幢橡胶隔震建筑。我国在1993年汕头建成首幢橡胶垫隔震建筑。
国外如新西兰、日本、美国等多地国家较早开始隔震研究，并取得了一定成果。第一栋采用天然橡胶垫块的隔震建筑于1969年在南斯拉夫Skopje地区建成，由于其竖向刚度和水平刚度相同，结构在地震时会上下弹跳，并未得到推广应用[2-4]。20世纪70年代后期，法国G.C.Delfosses 发明了叠层钢板橡胶隔震支座，并在法国马赛附近的一座小学采用此种支座建造了一幢三层钢筋混凝土结构教学楼。1975年，铅芯橡胶支座由新西兰学者W.H.Robinson等率先研发出来，用以弥补普通橡胶支座阻尼小的缺陷，并为风载和地基微振动提供初始刚度，大大推动了隔震技术的实用化进程[5-7]，之后在新西兰、日本、美国等得到广泛应用。在1981年竣工的位于新西兰惠灵顿的William Clayton政府办公楼是世界上首栋采用铅芯橡胶隔震支座的建筑[8]。世界上第一幢采用高阻尼叠层橡胶隔震支座的建筑是1985年在美国完工的加州圣丁司法事务中心[9]。目前，世界上最高的基础隔震建筑物在日本的Osaka City，主体高度177.4m[10-11]，于2006年12月竣工。2011年3月11日，在日本9.0级的特大地震中，多栋隔震建筑在这次地震中表现出令人惊叹的隔震效果，有20世纪80年代建造在仙台市东北大学的隔震实验楼，宫城县的仙台森大厦以及水户市的21层集体住宅楼。A.B.M Saiful Islam等通过对使用铅芯橡胶支座和高阻尼橡胶支座的基础隔震结构进行快速非线性分析，说明了隔震技术在双向地震作用下的有效性。Shiang-Jung Wang 等[12]说明层间隔震中挡土墙的施工建造、排水、通风、维护等要易于基础隔震，并通过振动台试验分析了基础隔震与层间隔震的动态特性差异。Deepak R.Pant等[13]分析了近断层地震动对基础隔震结构的影响，发现建筑在近断层的地震响应远大于在远断层的。TETSUO KUBO等[14]对核反应堆建筑结构进行了隔震设计，说明了其可行性。
我国学者从20世纪80年代开始关注隔震技术。1993年周福霖等在广东省汕头市建成了我国首幢叠层橡胶支座的8层框架综合楼[15]。2007年，欧进萍[16]等对一座钢质导管架海洋平台结构进行隔震设计，隔震层由隔震支座和粘滞阻尼器组成，设置在平台与导管架之间，并用试验和数值模拟相结合的方法进行分析，表明其减震效果良好，其中阻尼器能耗散地震能量有效抑制了结构动态响应。自2000年起，我国相继颁发了隔震相关规范与规程[17]，其中，《建筑隔震工程施工及验收规范》(GJ360-2015）于2015年6月正式批准颁布,2015年12月1日起正式实施;《建筑隔震橡胶支座》(JG118-2000)颁布15年来，随着隔震技术应用的深入，老标准已不能适用现阶段的发展需要，住建部决定在2016年2月对其进行第一次修改。从建筑隔震产品设计、生产和检验、建筑隔震设计等，配套规范逐步完善，标志着我国建筑隔震与消能减震技术成熟。2008年之前，我国建筑应用隔震技术的工程仍然较少[18]，自汶川地震后，建筑隔震技术才引起人们的高度重视。于2012年6月竣工的昆明新机场，是目前国内单体建筑面积之最[19]。其航站楼建筑面积为54.83万，采用组合式隔震技术，隔震层在地下室以下，位于地下三层与基础顶面之间。航站楼前中心区使用了1810个直径为 1000mm 的隔震支座和108个粘滞性液压阻尼器，是当前世界使用隔震支座直径和规模最大的隔震建筑。聂文婧通过两层框架和五层框架的传统抗震、隔震和减震之间的对比，发现对于高烈度抗震设防区的多层钢筋混凝土框架建筑，隔震与减震均能有效降低结构地震效应，烈度越高，其效果越好。
周锡元等发展了摩擦滑移与橡胶支座结合的复合隔震体系，探讨并联和串联的砌体结构基础隔震体系地震反应的基本特征并且进行了比较，给出了并联体系的参数搭配和优化设计原则;吕西林等进行了并联复合隔震房屋模型的振动台试验研究并对其结果进行能量分析，分析结果表明复合隔震体系具有更为明显的优越性。朱玉华等通过并联复合隔震房屋模型振动台试验研究了摩擦滑移支座的摩擦系数对上部结构地震反应的影响，对复合基础隔震体系中夹层橡胶支座和滑板摩擦隔震制作的恢复力特性进行了研究，提出并且分析了夹层橡胶支座的粘-弹性分析模型和摩擦滑移支座的粘-刚塑性分析模型，并对分析结果进行振动台试验验证。杨树标等研究了并联复合隔震体系的隔震性能，并且与传统的摩擦滑移和橡胶垫隔震进行对比，表明复合隔震体系具有明显的优越性;导出了计算砌体复合隔震结构最大地震反应的迭代计算简化公式;研究了并联复合隔震结构合理的方案选择并导出了最优摩擦承压比设计公式;还对并联复合隔震支座的恢复力特性进行了试验研究。李爱群等也对并联基础隔震结构地震反应的一般特性和并联基础隔震体系隔震层参数的合理选择问题进行了相关探讨。
