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建筑隔震橡胶支座与摩擦摆隔震支座的对比

一、隔震技术

指在建筑下部和上部结构之间设置的隔震装置，把地面震动隔开，使得上部结构的自振周期得到加长，降低上部结构的加速度反应，提高结构的抗震能力。根据本工程特点可采用顶板隔震，即在顶板位置增设一层隔震层，隔震层需与周边结构采用隔震缝脱开。隔震层为增加的结构层，下地下室的竖向交通（楼梯、电梯、井道等）因隔震缝构造要求处理复杂，施工周期增加较多。隔震效果最彻底，一般降低地震作用60%-90%；适用于多高层建筑，在高烈度区技术经济效益尤为明显；对建筑平面布局、竖向建筑功能基本无影响；安全储备高，到目前为止，在全球范围内无论是实际地震中还是地震实验，都没有发生过一次隔震建筑损坏的情况。本文对隔震建筑用到的建筑隔震橡胶支座和建筑摩擦摆支座的原理、适用范围及经济性做简要的对比。

二、原理对比

2.1建筑隔震橡胶支座原理

建筑隔震橡胶支座 (或称叠层橡胶支座、夹层橡胶垫等)。它是一种水平刚度较小而竖向刚度较大的结构构件，可承受大的水平变形，可作为承重体系的一部分。由多层橡胶和多层钢板或其他材料交替叠置结合而成的隔震装置，可分为①天然橡胶支座(LNR)：用天然橡胶制成的叠层橡胶隔震支座。②铅芯橡胶支座（LRB）：内部含有竖向铅芯的叠层橡胶隔震支座。③高阻尼橡胶支座（HDR）用复合橡胶制成的具有较高阻尼性能的叠层橡胶隔震支座。

2.2摩擦摆隔震支座原理

建筑摩擦摆隔震支座是利用单摆原理设计开发的，通过球冠衬板在上、下滑动面之间相互摆动，延长结构的自振周期，降低加速度反应，通过滑动界面摩擦消耗地震能量，降低地震剪力，减小结构的受力。

单摆运动模型

建筑隔震橡胶支座和摩擦摆隔震支座都是通过延长结构振动周期达到降低地震作用的目的。

三、适用范围

3.1建筑隔震橡胶支座的特点

3.1.1 耐老化性能

目前建筑隔震橡胶支座耐老化可达80-100年之久，可实现与建筑同寿命的要求。

3.1.2 抗拉性能

建筑隔震橡胶支座在实验中的抗拉可以达到4兆帕，但出于保守考虑规范一般要求支座的受拉应力在1兆帕以内。

3.1.3 较好的耗能效果

建筑隔震橡胶支座可以通过天然橡胶支座(LNR)、 铅芯橡胶支座（LRB）、高阻尼橡胶支座（HDR）的搭配使用可以达到较好的隔震效果。

3.2摩擦摆隔震支座的特点

3.2.1性能稳定、耐久性好

摩擦摆隔震支座主体材料选用金属，加工质量容易保证，具有更高的可靠性；摩擦面材料为不锈钢、PTFE以及其它耐久性能优越的材料，经试验确认的累积滑动距离长。

3.2.2承载力大

摩擦摆隔震支座主体材料为金属，可承受面压大；承压滑板的受压承载力高。

3.2.3大变形无损伤

摩擦摆隔震支座相对于橡胶隔震支座来说，摩擦摆支座在大震位移下进行多次反复加载，支座不会发生损伤，在震后可继续使用，无需更换，降低后续维护成本。

3.2.4不抗拉

由于摩擦摆隔震支座的构造特点，摩擦摆隔震支座的抗拉为0兆帕。

3.2.5原理简单

摩擦摆隔震支座在进行力学分析时，可以等效成简单单摆；摆动周期只取决于等效曲率半径，与建筑物重量无关；支座极限位移量和竖向承载力无耦合关系，确定摩擦系数和等效曲率半径后即可进行分析，支座选型仅与分析结果相关无需根据分析结果重新计算。

由两种隔震支座的特点能得出，建筑隔震橡胶支座的使用范围更广，而摩擦摆隔震支座因其不抗拉的特点，摩擦摆隔震支座更适用于较矮胖型的建筑（高宽比小的建筑），若用在支座出现受拉的建筑上时需和抗拉装置同时使用。

四、经济性对比

从目前的生产工艺来讲，在同等的竖向压应力及位移限值条件下摩擦摆隔震支座相比建筑隔震橡胶支座的生产成本要路略高。