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【摘 要】地震不仅会对建筑物的使用造成影响，而且会对人们的生命和财产安全造成威胁，所以隔震、减震和振动，避免震害是现代建筑建设的重要任务，隔震减震在现代建筑结构的设计中占有重要地位。本文主要对建筑结构隔震与减震和振动进行了控制。
【關键词】建筑结构；隔震；减振；振动控制
一、建筑结构的隔震、减振概述
在传统建筑结构中主要借助变形来吸收和消耗因地震所带来的能量，进而实现防震，这种建筑结构只是在小型地震中具有一定的防护效果，一旦地震等级较高，十分容易出现坍塌现象。地震蕴含巨大的能量，建筑结构一般无法完全或者有效吸收，这给居民日常生活和生命财产带来了严重的威胁。因此，建筑行业正在探寻一种新型抗震和防震方法，在此背景下，隔震、减振和振动控制应运而生。
1、建筑结构的隔震工作原理
隔震层是建筑结构防震体系中的重要组成部分，这决定建筑结构设计主要包含上部结构、隔震层和下部结构。一旦建筑物遭遇地震，首先地震能量经由下部结构传输至隔震层，待其吸收和消耗后的地震能量微乎其微，基本上很少有能量传输至上部结构。另外，隔震层还会影响上部结构周期，进而减小了地震能量对上部结构的影响，即便上部结构遭遇地震，会产生一定的弹性，这可显著吸收和消耗能量，切实保障居民的生命和财产安全。
2、建筑结构的减振工作原理
对于消耗能量的减振结构而言，具体是指建筑结构的抗侧力装置，在该装置内部安装有效能量消耗零部件，进而实现减振目的。如果建筑结构遭遇地震并受到能量侵蚀，能量消耗零部件及其装置会产生弹塑性，滞回变形，以此来吸收和消耗因地震所带来的能量，并减小对建筑结构主体结构的影响程度，进而实现减振和震动控制的目的。由此可知，减振工作原理与传统正好相反，这也是技术领域中的突破性成就。
二、建筑结构的隔震与减震技术
一般通过巧妙应用建筑的阻尼与地震能量之间的关系实施建筑减震。建筑的阻尼的增加能够对地震能量起到较大的消耗作用，减震措施正是通过增加建筑的阻尼来实现消耗地震能量的目的，使建筑的主体结构受到震害得到避免和减轻。关于对消能部件个数的设置、具体位置设置等布置问题，需要经过仔细分析和计算。通常在结构的两个主轴方向设置消能构件，能够达到附加两个方向的阻尼及刚度的目的。少数情况在结构变形较大的位置设置消能结构，使整个建筑的阻尼得到均衡，使地震能量被分散，从而提高整个建筑物抗震性能，达到保证建筑物安全的目的。
隔震措施具有时间限制，要在建筑工程开工之前就做好隔震设计工作，最迟也不能超过建筑施工时，对某些关键部位进行隔震设置。使用隔震措施的部位具有一定选择性，通常情况下，只在建筑的基础部位和关键部位进行隔震设计。
减震措施没有使用时间限制，它不仅能在建筑动工前对建筑的基础部分进行处理，在建筑物设置局部减震措施，而且能在建筑物竣工后起到一个加固措施的作用，使建筑物阻尼得到增加，从而达到减震的效果。减震措施的适用范围较大，适用范围不仅包括建筑物上部结构，而且包括了设隔震夹层。作为减震技术，其作用机制是通过将建筑物结构进行相关元件的布置来进行消能减震装置的附加，使结构的阻尼比增大，来对预估的建筑结构变形进行管理，地震能量来临时，附加消能装置能够吸收掉部分能量，对建筑主体结构起到保护作用，使之不至遭到地震的严重破坏。
大量相关研究表明，建筑结构使用消能减震显著提高了建筑的抗震性能。减震结构的种类较多，本文主要对无粘结支撑体系及跷动振动控制技术两种减震技术进行介绍，此两种体系是较为常见的减震技术，与除此两种之外的建筑结构减震技术相比具有更加激烈快速的地震反应。无粘结支撑体系是将无粘结漆涂抹于内钢支撑与外包混凝土之间而成滑移界面，内钢承担建筑物，外钢进行辅助，通过内外钢的协同效果对地震能量进行消散。此种减震技术对各个相关部件和减震结构的设计计算要求极高，造成技术难度较大，不易操作的缺陷。跷动减震技术是竖向地将建筑结构、建筑的地震力较大柱、竖向连续墙等部分与下部基础不坚固处理，这样一来，在强烈的地震作用下，相对较为薄弱的构件、结构可不至遭到严重的损坏。
三、振动控制技术简析
1、隔震地基材料
对于不同的建筑物所采用的地基材料不同，这也是地震波的反应区别的原因之一。可以采用特殊材料对建筑物地基进行处理的方法，以此来削弱地震波，从而使建筑物在地震中的震感有弱化效果。在传统的建筑物中，通常采用粘土和砂子进行基础部分垫层，然后也有人使用糯米垫层研究抗震，长期的发明研究与试验表明采用以沥青为原料的新型材料进行隔震层设置具有优良的隔震效果。
2、基础
隔震结构。基础隔震是指在建筑基础部分消耗地震波，使之难以传递至建筑上部结构，在一定程度减少或消除地震对于建筑上部结构的损坏。常在基础与上部结构间设置隔震装置，相较于高层建筑，外形规则的底层建筑使用隔震装置的效果更好，出现这一现象的原因在于高层建筑结构设置隔震装置过程会延长建筑结构的自振周期，从而出现隔震效果弱化的现象。现阶段关于基础隔震的进步与发展日益趋于多样化与完善。
3、层间隔震装置
层间隔震的初衷是在原结构上安装耗能减震装置，该装置由质量和隔震支座组成，地震来临时，装置隔震和质量减震共同协作用于吸收地震能量，消弱地震损害，使地震对建筑结构的影响降低。总的来说，抗震技术结合隔震技术即为层间隔震。但是层间隔震的减震效果比基础隔震技术的减震效果差，低20%左右。虽然层间隔震技术没有非常明显的效果，但此项技术就有广泛的应用范围，不仅能够用于新建建筑物，而且能对既有建筑物进行加固。隔震装置的支座材料可选用橡胶，通过改建结构夹层或原结构隔热层，就能达到减震的目的。
4、耗能减震
耗能减震具体是在建筑结构的空间，层间等部位装设消能装置，如果地震等级较低，建筑结构自身会协同各个部位的消能装置，维持建筑结构的弹性状态规避地震的影响，减小地震的危害程度。如果地震的等级较高，增加建筑结构自身的形变程度，并协同消防装置内部的大阻尼，有效吸收和消耗地震能量，并将其转换成热能的形式传输至外界，这能够显著降低地震对建筑结构的影响，维持建筑结构的弹性形态，此种技术主要具有以下特点： 安全性和可靠性较高，借助耗能装置有效吸收和消耗地震能量，进而保护建筑物的主体结构；经济且环保。这主要是因為此装置中采用了柔性性能，可缩减剪力墙数量和配筋断面；应用范围广泛，此种装置可应用在工厂、办公大楼中；维护经费较低。如果装设耗能减振装置，需要定期维护，进而保障其正常运行。该装置和其余减振装置相比，维护经费相对较低。
5、悬挂隔震
悬挂隔震的原理是阻止地面的地震波传递至建筑主体结构，防止主体结构受到损坏。可见悬挂隔震装置结构很大部分的质量甚至是全部质量均悬挂在地面上，地震到来时，建筑结构上层的分离导致无惯性力产生，从而达到显著隔震的目的。悬挂隔震技术适用范围没有其他技术的应用范围广泛，钢结构，大型钢结构是其主要的使用结构，又分为主框架和子结构两部分，悬挂子结构，主框架结构便与子结构分离。当地震波到达悬挂部位时，地震能量大大减少，有效控制了地震的传递，减少建筑在地震中的损害。
6、建筑走向垂直震向
经验表明，地震震向直接关系到建筑在地震中的受损程度，平行于地震震向的建筑物相比垂直于地震震向的建筑受到更严重的损害。此处的地震波运动方向用地震震向表示，当建筑物与地震波运动的方向相同时，相较于垂直于地震波方向的建筑来说，其运动幅度更大，所有震害更惨重。地震与地质结构关系密切，在建筑物的抗震减震设计中应要关注这一点，充分考虑建筑所在地的地质情况，仔细研究该地的地震震向，尽量保持建筑物的走向与垂直于地震方向，从根本上降低地震对建筑的危害。
7、混合控制
混合控制，可以将其简单地理解为主动控制和被动控制的融合，这种控制技术具有设计繁琐的特点，这种振动控制技术被广泛地应用在日本建筑结构设计中。在具体的设计过程中，应多次深入调查建筑物所处地区的地震情况并全面勘查地质条件，掌握各种信息，优化调整控制系统，进而实现防震抗震的目的。这种控制技术有效融合了主动控制和被动控制中的优点，然而其工程造价较高，在我国很少应用。
结束语：
关于建筑的隔震减震方面的设计应重视以下三各方面，一方面是要对建筑隔震装置构件的每一项性能参数进行仔细的检验测定。第二方面是对建筑隔震减震继续拧设计时，应详细注明装置的具体注意事项，装置的安装、检测等流程都应严格按规程进行规范，确保隔震减震装置的各项性能。第三方面是要将意隔震减震装置的设置部位精心设置，最好方便进行随时检查与更换工作。
参考文献：
[1]张宇彤.建筑结构的隔振减震和振动控制分析[J].山西建筑，2012，8（20）.
[2]吴嘉强.浅谈建筑结构的隔振、减震和振动控制[J].中国新技术新产品，2011（10）.
[3]万骏.建筑金属结构的隔振减震和振动控制分析[J].中国建筑金属结构，2013（23）.
【關键词】建筑结构；隔震；减振；振动控制
一、建筑结构的隔震、减振概述
在传统建筑结构中主要借助变形来吸收和消耗因地震所带来的能量，进而实现防震，这种建筑结构只是在小型地震中具有一定的防护效果，一旦地震等级较高，十分容易出现坍塌现象。地震蕴含巨大的能量，建筑结构一般无法完全或者有效吸收，这给居民日常生活和生命财产带来了严重的威胁。因此，建筑行业正在探寻一种新型抗震和防震方法，在此背景下，隔震、减振和振动控制应运而生。
1、建筑结构的隔震工作原理
隔震层是建筑结构防震体系中的重要组成部分，这决定建筑结构设计主要包含上部结构、隔震层和下部结构。一旦建筑物遭遇地震，首先地震能量经由下部结构传输至隔震层，待其吸收和消耗后的地震能量微乎其微，基本上很少有能量传输至上部结构。另外，隔震层还会影响上部结构周期，进而减小了地震能量对上部结构的影响，即便上部结构遭遇地震，会产生一定的弹性，这可显著吸收和消耗能量，切实保障居民的生命和财产安全。
2、建筑结构的减振工作原理
对于消耗能量的减振结构而言，具体是指建筑结构的抗侧力装置，在该装置内部安装有效能量消耗零部件，进而实现减振目的。如果建筑结构遭遇地震并受到能量侵蚀，能量消耗零部件及其装置会产生弹塑性，滞回变形，以此来吸收和消耗因地震所带来的能量，并减小对建筑结构主体结构的影响程度，进而实现减振和震动控制的目的。由此可知，减振工作原理与传统正好相反，这也是技术领域中的突破性成就。
二、建筑结构的隔震与减震技术
一般通过巧妙应用建筑的阻尼与地震能量之间的关系实施建筑减震。建筑的阻尼的增加能够对地震能量起到较大的消耗作用，减震措施正是通过增加建筑的阻尼来实现消耗地震能量的目的，使建筑的主体结构受到震害得到避免和减轻。关于对消能部件个数的设置、具体位置设置等布置问题，需要经过仔细分析和计算。通常在结构的两个主轴方向设置消能构件，能够达到附加两个方向的阻尼及刚度的目的。少数情况在结构变形较大的位置设置消能结构，使整个建筑的阻尼得到均衡，使地震能量被分散，从而提高整个建筑物抗震性能，达到保证建筑物安全的目的。
隔震措施具有时间限制，要在建筑工程开工之前就做好隔震设计工作，最迟也不能超过建筑施工时，对某些关键部位进行隔震设置。使用隔震措施的部位具有一定选择性，通常情况下，只在建筑的基础部位和关键部位进行隔震设计。
减震措施没有使用时间限制，它不仅能在建筑动工前对建筑的基础部分进行处理，在建筑物设置局部减震措施，而且能在建筑物竣工后起到一个加固措施的作用，使建筑物阻尼得到增加，从而达到减震的效果。减震措施的适用范围较大，适用范围不仅包括建筑物上部结构，而且包括了设隔震夹层。作为减震技术，其作用机制是通过将建筑物结构进行相关元件的布置来进行消能减震装置的附加，使结构的阻尼比增大，来对预估的建筑结构变形进行管理，地震能量来临时，附加消能装置能够吸收掉部分能量，对建筑主体结构起到保护作用，使之不至遭到地震的严重破坏。
大量相关研究表明，建筑结构使用消能减震显著提高了建筑的抗震性能。减震结构的种类较多，本文主要对无粘结支撑体系及跷动振动控制技术两种减震技术进行介绍，此两种体系是较为常见的减震技术，与除此两种之外的建筑结构减震技术相比具有更加激烈快速的地震反应。无粘结支撑体系是将无粘结漆涂抹于内钢支撑与外包混凝土之间而成滑移界面，内钢承担建筑物，外钢进行辅助，通过内外钢的协同效果对地震能量进行消散。此种减震技术对各个相关部件和减震结构的设计计算要求极高，造成技术难度较大，不易操作的缺陷。跷动减震技术是竖向地将建筑结构、建筑的地震力较大柱、竖向连续墙等部分与下部基础不坚固处理，这样一来，在强烈的地震作用下，相对较为薄弱的构件、结构可不至遭到严重的损坏。
三、振动控制技术简析
1、隔震地基材料
对于不同的建筑物所采用的地基材料不同，这也是地震波的反应区别的原因之一。可以采用特殊材料对建筑物地基进行处理的方法，以此来削弱地震波，从而使建筑物在地震中的震感有弱化效果。在传统的建筑物中，通常采用粘土和砂子进行基础部分垫层，然后也有人使用糯米垫层研究抗震，长期的发明研究与试验表明采用以沥青为原料的新型材料进行隔震层设置具有优良的隔震效果。
2、基础
隔震结构。基础隔震是指在建筑基础部分消耗地震波，使之难以传递至建筑上部结构，在一定程度减少或消除地震对于建筑上部结构的损坏。常在基础与上部结构间设置隔震装置，相较于高层建筑，外形规则的底层建筑使用隔震装置的效果更好，出现这一现象的原因在于高层建筑结构设置隔震装置过程会延长建筑结构的自振周期，从而出现隔震效果弱化的现象。现阶段关于基础隔震的进步与发展日益趋于多样化与完善。
3、层间隔震装置
层间隔震的初衷是在原结构上安装耗能减震装置，该装置由质量和隔震支座组成，地震来临时，装置隔震和质量减震共同协作用于吸收地震能量，消弱地震损害，使地震对建筑结构的影响降低。总的来说，抗震技术结合隔震技术即为层间隔震。但是层间隔震的减震效果比基础隔震技术的减震效果差，低20%左右。虽然层间隔震技术没有非常明显的效果，但此项技术就有广泛的应用范围，不仅能够用于新建建筑物，而且能对既有建筑物进行加固。隔震装置的支座材料可选用橡胶，通过改建结构夹层或原结构隔热层，就能达到减震的目的。
4、耗能减震
耗能减震具体是在建筑结构的空间，层间等部位装设消能装置，如果地震等级较低，建筑结构自身会协同各个部位的消能装置，维持建筑结构的弹性状态规避地震的影响，减小地震的危害程度。如果地震的等级较高，增加建筑结构自身的形变程度，并协同消防装置内部的大阻尼，有效吸收和消耗地震能量，并将其转换成热能的形式传输至外界，这能够显著降低地震对建筑结构的影响，维持建筑结构的弹性形态，此种技术主要具有以下特点： 安全性和可靠性较高，借助耗能装置有效吸收和消耗地震能量，进而保护建筑物的主体结构；经济且环保。这主要是因為此装置中采用了柔性性能，可缩减剪力墙数量和配筋断面；应用范围广泛，此种装置可应用在工厂、办公大楼中；维护经费较低。如果装设耗能减振装置，需要定期维护，进而保障其正常运行。该装置和其余减振装置相比，维护经费相对较低。
5、悬挂隔震
悬挂隔震的原理是阻止地面的地震波传递至建筑主体结构，防止主体结构受到损坏。可见悬挂隔震装置结构很大部分的质量甚至是全部质量均悬挂在地面上，地震到来时，建筑结构上层的分离导致无惯性力产生，从而达到显著隔震的目的。悬挂隔震技术适用范围没有其他技术的应用范围广泛，钢结构，大型钢结构是其主要的使用结构，又分为主框架和子结构两部分，悬挂子结构，主框架结构便与子结构分离。当地震波到达悬挂部位时，地震能量大大减少，有效控制了地震的传递，减少建筑在地震中的损害。
6、建筑走向垂直震向
经验表明，地震震向直接关系到建筑在地震中的受损程度，平行于地震震向的建筑物相比垂直于地震震向的建筑受到更严重的损害。此处的地震波运动方向用地震震向表示，当建筑物与地震波运动的方向相同时，相较于垂直于地震波方向的建筑来说，其运动幅度更大，所有震害更惨重。地震与地质结构关系密切，在建筑物的抗震减震设计中应要关注这一点，充分考虑建筑所在地的地质情况，仔细研究该地的地震震向，尽量保持建筑物的走向与垂直于地震方向，从根本上降低地震对建筑的危害。
7、混合控制
混合控制，可以将其简单地理解为主动控制和被动控制的融合，这种控制技术具有设计繁琐的特点，这种振动控制技术被广泛地应用在日本建筑结构设计中。在具体的设计过程中，应多次深入调查建筑物所处地区的地震情况并全面勘查地质条件，掌握各种信息，优化调整控制系统，进而实现防震抗震的目的。这种控制技术有效融合了主动控制和被动控制中的优点，然而其工程造价较高，在我国很少应用。
结束语：
关于建筑的隔震减震方面的设计应重视以下三各方面，一方面是要对建筑隔震装置构件的每一项性能参数进行仔细的检验测定。第二方面是对建筑隔震减震继续拧设计时，应详细注明装置的具体注意事项，装置的安装、检测等流程都应严格按规程进行规范，确保隔震减震装置的各项性能。第三方面是要将意隔震减震装置的设置部位精心设置，最好方便进行随时检查与更换工作。
参考文献：
[1]张宇彤.建筑结构的隔振减震和振动控制分析[J].山西建筑，2012，8（20）.
[2]吴嘉强.浅谈建筑结构的隔振、减震和振动控制[J].中国新技术新产品，2011（10）.
[3]万骏.建筑金属结构的隔振减震和振动控制分析[J].中国建筑金属结构，2013（23）.