结构隔震消能减震设计
新《减震抗震设计规范》中的隔震与消能减震(1)
就使用功能而论，隔震结构可用于：医院、银行、保险、通讯、警察、消防、电力等重要建筑；首脑机关、指挥中心以及放置贵重设备、物品的房屋；图书馆和纪念性建筑；一般工业与民用建筑；建筑物的抗震加固。
2)、消能设计的适用范围消能部件的置入，不改变主体承载结构的体系，又可减少结构的水平和竖向地震作用，不受结构类型和高度的限制，在新建和建筑抗震加固中均可采用。
二、 隔震与消能减震设计要求1、设计方案建筑结构的隔震和消能减震设计，应根据建筑抗震设防类别、抗震设防烈度、场地条件、建筑结构方案和建筑使用要求，与建筑抗震设计的设计方案进行技术、经济可行性的对比分析后，确定其设计方案。
隔震与消能减震设计第一次纳入我国《建筑抗震设计规范》，为积极、稳妥起见，应认真做好方案比较、论证工作。
2、设防目标采用隔震和消能减震设计的房屋建筑，其抗震设防目标应高于抗震建筑。
（规范第3.8.2条）。
1)、在水平地震方面，本章表15.2、15.4及规范第12.2.6、12.2.9条等保证了隔震结构具有比抗震结构至少高0.5个设防烈度的抗震安全储备。
2)、规范规定：消能减震结构的层间弹塑性位移角限值宜大于1/80。
提高了对框架及多高层钢结构等的弹塑性层间位移角限值要求。
3、隔震与消能部件设计文件上应注明对隔震部件和消能部件的性能要求；隔震和消能减震部件的设计参数和耐久性应由试验确定；并在安装前对工程中所用各种类型和规格的消能部件原型进行抽样检测，每种类型和每一规格的数量部应少于3 个，抽样检测的合格率应为100%；设置隔震和消能减震部件的部位，除按计算确定外，应采取便于检查和替换的措施。
消能部件应对结构提供足够的附加阻尼，尚应根据其结构类型分别符合本规范相应章节的设计要求。
三、 隔震设计要点本规范隔震设计条文提出了分部设计法和水平向减震系数，在设计方法上建立起了一座联系抗震设计和隔震设计之间的桥梁，力图使设计人员已经熟悉的抗震设计知识、抗震技术在隔震设计中得到应用，这是本规范的重大特色。
2024年建筑结构隔震与减震设计研究
2024年建筑结构隔震与减震设计研究随着地震活动的不断增多和人们对建筑安全性能要求的提高，建筑结构隔震与减震设计成为了一个重要的研究领域。
本文将从隔震技术原理、减震技术方法、结构设计要点、地震动力学分析、安全性评估、工程实例分析以及未来发展趋势等方面进行详细探讨。
一、隔震技术原理隔震技术是一种通过在建筑基础与上部结构之间设置隔震装置，以隔离地震波对建筑结构的直接作用，从而减少地震对建筑的破坏。
隔震装置主要包括橡胶隔震支座、滑动隔震支座和混合隔震支座等。
这些隔震支座具有良好的弹性和阻尼性能，能够在地震时吸收和分散地震能量，降低结构的振动幅度，保护建筑免受地震破坏。
二、减震技术方法减震技术主要是通过在建筑结构中安装减震装置，以减少地震时结构的振动响应。
常见的减震装置包括阻尼器、减震支撑和隔震沟等。
阻尼器可以通过消耗地震能量来减少结构振动，减震支撑则通过改变结构的动力特性来降低地震响应。
而隔震沟则通过在建筑周围设置一定深度的沟槽，利用沟槽的变形来吸收地震能量，从而减少结构的振动。
三、结构设计要点在进行建筑结构隔震与减震设计时，需要考虑以下几个要点：首先，要合理选择隔震与减震装置的类型和参数，确保装置能够有效地发挥隔震和减震作用；其次，要优化结构的动力特性，使结构在地震时具有较低的自振频率和较大的阻尼比，从而减少地震响应；最后，要加强结构的整体性和连续性，确保结构在地震时具有良好的整体受力性能。
四、地震动力学分析地震动力学分析是建筑结构隔震与减震设计的基础。
通过对地震波的传播规律、结构的地震响应以及隔震减震装置的动力性能进行深入分析，可以为结构设计提供科学的依据。
地震动力学分析包括时程分析、反应谱分析和能量分析等方法。
这些方法可以帮助设计师预测结构在地震时的动力响应，从而优化结构设计，提高结构的抗震性能。
五、安全性评估安全性评估是建筑结构隔震与减震设计的重要环节。
通过对结构在地震作用下的受力性能、变形情况和破坏机理进行全面评估，可以确定结构的安全性能水平。
浅述建筑结构减震与消能减震设计
浅述建筑结构减震与消能减震设计建筑结构减震与消能减震设计是目前建筑工程设计领域中重要的技术方向，对于提高建筑结构的抗震能力和保护人员生命财产安全具有至关重要的作用。
本文将从基本概念、设计思路、主要方法和应用案例等方面进行阐述。
一、基本概念建筑结构减震是指通过一系列的减震措施，降低地震对建筑结构的影响，进而保护建筑结构的完整性和稳定性。
而消能减震是指在地震发生时，通过消除地震能量的传递和吸收，使建筑结构免受破坏。
二、设计思路建筑结构减震与消能减震设计的核心思路是通过改变建筑结构的刚度和能量耗散机制，将地震能量转化为非结构能量，减小地震对建筑结构的作用力。
常见的设计思路包括增加耗能装置、减小刚度、提高阻尼等。
三、主要方法1.增加耗能装置：通过在建筑结构中增加耗能装置，如高阻尼橡胶支座、摩擦阻尼器等，将地震能量转化为热能和摩擦能，从而减小建筑结构的震动响应。
2.减小刚度：通过采用灵活的结构系统，如钢结构、框架结构等，减小建筑结构的刚度，从而降低地震作用力。
3.提高阻尼：通过在建筑结构中增加阻尼装置，如粘滞阻尼器、液体阻尼器等，提高结构的阻尼比，减小地震能量的传递效应。
四、应用案例1.台北101大楼：台北101大楼是世界上首座采用金属球阻尼器的大楼，通过在楼顶设置800吨的金属球阻尼器，将地震能量转化为球体的动能和热能，有效减小了地震对大楼的影响。
2.八达岭长城高速公路桥：该桥采用了摩擦阻尼器作为剪力连接件，通过摩擦力将地震能量转化为热能和摩擦力，使桥梁在地震作用下能够有一定的位移和变形，保证桥梁结构的完好性。
3.日本东京迪士尼乐园：该乐园采用了高阻尼橡胶支座作为支撑装置，通过橡胶材料的阻尼特性，将地震能量转化为热能和弹性变形，保护了乐园内的建筑结构和设施。
综上所述，建筑结构减震与消能减震设计是提高建筑结构抗震性能的重要手段，通过增加耗能装置、减小刚度、提高阻尼等方法，能够有效降低地震对建筑结构的破坏作用。
建筑结构消能减震设计与案例
建筑结构消能减震设计与案例建筑结构消能减震是指在建筑结构设计中采用一系列的措施和技术，以减轻地震对建筑物的破坏和影响。
下面列举了10个建筑结构消能减震的设计案例：1. 摩天大楼的消能减震设计：摩天大楼在地震中所受到的地震力较大，因此需要采用消能减震技术来减轻地震力对大楼的影响。
例如，可以在大楼的底部设置消能减震器，通过减震器的弹性变形来吸收地震能量，从而减轻地震对大楼的破坏。
2. 桥梁的消能减震设计：桥梁是地震中易受损的结构之一，因此需要采取相应的消能减震措施。
例如，可以在桥梁的支座处设置消能减震器，通过减震器的弹性变形来吸收地震能量，从而减轻地震对桥梁的影响。
3. 地下建筑的消能减震设计：地下建筑在地震中容易受到地震力的影响，因此需要采用消能减震技术来减轻地震力对地下建筑的影响。
例如，可以在地下建筑的结构中设置消能减震器，通过减震器的弹性变形来吸收地震能量，从而减轻地震对地下建筑的破坏。
4. 钢结构建筑的消能减震设计：钢结构建筑具有较好的抗震性能，但在地震中仍然可能受到较大的地震力。
因此，钢结构建筑需要采用消能减震技术来进一步提高其抗震性能。
例如，可以在钢结构建筑的柱子和梁上安装消能减震器，通过减震器的弹性变形来吸收地震能量，从而减轻地震对钢结构建筑的破坏。
5. 混凝土结构建筑的消能减震设计：混凝土结构建筑具有较好的抗震性能，但在地震中仍然可能受到一定的地震力。
因此，混凝土结构建筑需要采用消能减震技术来进一步提高其抗震性能。
例如，可以在混凝土结构建筑的柱子和梁上设置消能减震器，通过减震器的弹性变形来吸收地震能量，从而减轻地震对混凝土结构建筑的破坏。
6. 地震防护结构的消能减震设计：地震防护结构是一种专门用于抵御地震力的结构，它采用了多种消能减震技术来提高其抗震性能。
例如，可以在地震防护结构的支撑系统中设置消能减震器，通过减震器的弹性变形来吸收地震能量，从而减轻地震对地震防护结构的影响。
7. 防震设备的消能减震设计：防震设备是一种用于减轻地震力对建筑物影响的设备，它通过自身弹性变形来吸收地震能量，从而减轻地震对建筑物的破坏。
建筑结构的隔震与消能减震分析
性和耐久性等。
03
建筑结构的消能减震设计
消能减震技术的原理
消能减震技术的原理是通过在建筑结构中设置消能减震装置，如阻尼器、隔震支座等，以减小地震作 用对建筑结构的影响。这些装置在地震发生时能够吸收、分散地震能量，从而保护建筑结构的安全。
消能减震技术是一种有效的抗震手段，能够显著提高建筑结构的抗震性能，降低地震对建筑结构造成 的破坏。
消能减震设计的方法
消能减震设计需要结合建筑结构的具体情况，制定针对性的 设计方案。设计方案应包括选择适当的消能减震装置、确定 装置的布置位置、设计装置的参数等。
在进行消能减震设计时，需要考虑建筑结构的地震危险性评 估结果，以确保消能减震装置能够有效应对地震风险。同时 ，还需要进行详细的计算分析，以确定消能减震装置的性能 参数。
基于新结构的研究进展
悬挂结构
悬挂结构通过将建筑结构悬挂于基础之上，以减少地震 作用对建筑结构的影响。这种结构具有较好的隔震效果 ，但需要解决悬挂装置的设计和施工问题。
滑动支座
滑动支座是一种将建筑结构与基础之间设置滑动层的新 型隔震装置，地震时能够有效地减小地震作用对建筑结 构的影响。然而，滑动支座需要解决滑动面的设计和施 工问题，以保证其在地震时的隔震效果。
，减少了地震引起的结构损伤。
05
新型隔震与消能减震技术的研究进展
基于新材料的研究进展
要点一
高分子材料
高分子材料具有优良的隔震性能，目前已被广泛应用于隔 震支座、隔震沟等隔震措施中。其中，橡胶隔震支座具有 优良的竖向承载能力和隔震性能，成为应用最广泛的隔震 支座之一。
要点二
复合材料
结构隔震、减震设计与制振技术
一九九四年九月十六日，台湾海峡发生了7.3级地震，震源距离汕头市约200公里，汕头市烈度为6度，各类房屋摇晃厉害，居民惊惶失措，水桶里的水溅出了1/3左右……而陵海路隔震楼上的人并没有感到晃动，听到毗邻楼房和邻街喧闹声后下楼才知道发生了地震。
日本阪神大地震 一九九五年一月十七日发生了日本阪神大地震。震级7.2级，是日本战后最大地震灾害。 在这次地震中，有二幢隔震结构建筑得到了地震观测记录。从这些记录可以看到隔震房屋在大地震中发挥了隔震效果，证实了隔震结构的有效性。 WEST大厦(西部邮政大楼)建筑面积46000m2，6层，是日本最大的隔震建筑。该建筑距震源东北35公里，在基础、l层和6层进行了地震记录观测。
03
耗能特性：隔震系统本身具有较大的阻尼，地震时能耗散足够的能量，从而降低上部结构所吸收的地震能量。
04
河合浩藏的“地震时不受大震动的结构” 右图是1891年河合浩藏的“地震时不受大震动的结构”。其隔震思路是在地基上并排铺设了数层圆木，并且把建筑物周围挖空，从而地震时可对上部建筑起到隔震 基础隔震的概念早在19世纪已有人提过，广义的隔震方案则更是源渊流长，如北京故宫就设有糯米加石灰的柔性减震支座层；现代的基础隔震理论和实践开始于上世纪70年代，基础隔震方案很多，下面作简单介绍
213
263
300
基础
193
57
106
1层
377
75
103
6层
上下
南北
东西
地震观测 位置
方向
隔震橡胶支座包括天然夹层橡胶支座、铅芯橡胶支座，高阻尼橡胶支座等 。
天然夹层隔震橡胶支座 天然夹层橡胶支座构造如图所示。天然夹层橡胶支座具有较大的竖向刚度，承受建筑物的重量时竖向变形小，而水平刚度较小，且线性性能好。由于天然夹层橡胶支座的阻尼很小，不具备足够的耗能能力，所以在结构使用中一般同其它阻尼器或耗能设备联合使用。
第六章 工程结构消能减震设计简介
6.1概述
消能减震技术的优越性： 1、安全性： 消能构件或消能装置在强震中能率先消耗的地震能量， 迅速衰减结构的地震反应并保护主体结构和构件免遭 破坏，确保结构的安全。 消能减震结构的地震反应比传统结构降低40%—60%。 2、 经济性： 消能减震结构可以减少剪力墙的设置，减少结构断面 和配筋，可节约造价5%—10%。若用于旧建筑物的抗 震加固，则可节约造价10%—60%。 3、技术合理性：结构越高、越柔，消能减震效果越显著
6.1概述
（2）主动控制（Active Control） 指有外加能源的控制，其工作原理为：
外荷载 结 构 （风、地震等） 控制力 控制器 检测元件 图1-2 主动控制的工作原理 反应
6.1概述
常见的类型有： 主动调频质量阻尼器(Active Tuned Mass Damper, 简称AMD)； 主动支撑系统（Active Brace）； 主动拉索控制器（Active Tendon）； 主动空气挡风板控制器（Active Aerodynamic Appendayes）等。
6.3结构消能减震
6.3.1结构消能减振体系的分类 结构消能减振体系由主体结构和消能部件（消能装置 和连接件）组成，可以按照消能部件的不同“构件型 式”分为以下类型： （1）消能支撑：可以代替一般的结构支撑，在抗震和 抗风中发挥支撑的水平刚度和消能减振作用。 消能装置可以做成方框支撑、圆框支撑、交叉支撑、 斜杆支撑、K型支撑等
6.2.3 悬挂隔震实例
“鸡腿建筑” 最初的希望将地面空间还给城市，还给市民的
理想也随之被扭曲。即使建筑师自己不去否定鸡腿建筑，它 们也注定要被结构师否定，尤其是在地震危险性较高的地区。 香港人自以为占了块风水宝地，永远不会地震，确实那也真 的没被怎么震过，于是肆无忌惮的在山坡和港湾建造了大量 的鸡腿建筑，而且还相当骨感，真让人替他们担心。建筑的 形式不是由单单由建筑师决定的，也不是单单由结构师决定 的，还有追求经济利益的业主。底部沿街楼层对开敞的大空 间有挥之不去的商业热情，建筑师和结构师的工作就是尽量 满足这种商业需求。
10.1 结构隔震与消能减震设计基础知识
概述
结构隔震与消能减震设计基础知识
• 10.1 结构隔震概念 • 10.2 结构消能减震概念
结构隔震概念
结构基础隔震体系是在上部结构物底部与基础顶面（或底部柱顶）之间设置隔震层而形成的 结构体系，隔震装置多采用橡胶隔震支座，具有很强的垂直支持力和水平方向保持橡胶柔性 的特点。 较大程度地减少了上部结构的地震作用，其变形集中在隔震层，上部结构基本上呈现刚体运 动的特点
抗震结构
隔震结构
楼层
位移
结构隔震概念
• 隔震结构的减震机理
典型地震动的卓越周期约为0.1-1.0s，自振周期为0.1-1.0s的中低层结构在地震 时容易发生共振而遭受破坏。隔震系统通过减少结构刚度使得结构自振周期 增大（通常大于2s），从而避开地震动卓越周期，较大程度地减少了上部结 构的地震作用，从而达到隔震的目的。 隔震结构通过延长结构的自振周期，减少作用在上部结构的地震作用，但隔 震层的位移会显著增大
第十章 结构隔震与消能减震设计基础
知识
概述
如何抗震？
1. 地震作用的计算
抗力>地震作用
2. 结构分析
3. 抗震设计要点——概 念设计与构造措施
保证强度、变形能力； 考虑常遇地震、罕遇地 震情况。
抗震新技术
传统的抗震方法——提 高强度，增加刚度
减少结构的地震 输入； 防止局部地震作 用放大。
新技术——着眼于减少 地震作用
结构隔震概念
规范反应谱
1994年北岭地震记录 相当于三类场地 加速度峰值35gal
结构隔震概念
• 隔震层系统的特性
（1）承载特性：竖向强度、刚度； （2）隔震特性：正常使用时保持 弹性，中强地震时为柔性； （3）复位特性：震后回复到初始 状态 （4）耗能特性：具有较大的阻尼， 地震时耗散能量
隔震和消能减震设计
隔震和消能减震设计12.1一般规定12.1.1本章适用于在建筑上部结构与基础之间设置隔震层以隔离地震能量的房屋隔震设计，以及在抗侧力结构中设置消能器吸收与消耗地震能量的房屋消能减震设计。
采用隔震和消能减震设计的建筑结构，应符合本规范第3.8.1条的规定，其抗震设防目标应符合本规范第3.8.2条的规定。
注：1本章隔震设计指在房屋底部设置的由橡胶隔震支座和阻尼器等部件组成的隔震层，以延长整个结构体系的自振周期、增大阻尼，减少输入上部结构的地震能量,达到预期防震要求。
2消能减震设计指在房屋结构中设置消能装置，通过其局部变形提供附加阻尼，以消耗输入上部结构的地震能量,达到预期防震要求。
12.1.2建筑结构的隔震设计和消能减震设计，应根据建筑抗震设防类别、抗震设防烈度、场地条件、建筑结构方案和建筑使用要求,与采用抗震设计的设计方案进行技术、经济可行性的对比分析，后确定其设计方案。
12.1.33需要减少地震作用的多层砌体和钢筋混凝土框架等结构类型的房屋，采用隔震设计时应符合下列各项要求：1结构体型基本规则,不隔震时可在两个主轴方向分别采用本规范第5.1.2条规定的底部剪力法进行计算且结构基本周期小于1.0s；体型复杂结构采用隔震设计，宜通过模型试验后确定。
2建筑场地宜为I、II、In类，并应选用稳定性较好的基础类型。
3风荷载和其他非地震作用的水平荷载标准值产生的总水平力不宜超过结构总重力的10%o4隔震层应提供必要的竖向承载力、侧向刚度和阻尼；穿过隔震层的设备配管、配线，应采用柔性连接或其他有效措施适应隔震层的罕遇地震水平位移。
12.1.4需要减少地震水平位移的钢和钢筋混凝土等结构类型的房屋宜采用消能减震设计。
消能部件应对结构提供足够的附加阻尼尚应根据其结构类型分别符合本规范相应章节的设计要求。
12.1.55隔震和消能减震设计时，隔震部件和消能减震部件应符合下列要求：1隔震部件和消能减震部件的耐久性和设计参数应由试验确定。
建筑隔震与消能减震设计
建筑隔震与消能减震设计建筑隔震与消能减震设计是在建筑设计的过程中考虑到地震与震动的因素，并采取一系列措施，以减少地震造成的破坏和危险。
随着科技的发展，建筑隔震与消能减震设计已经成为建筑工程设计的重要组成部分。
下面将重点介绍建筑隔震与消能减震设计的原理、方法和应用。
建筑隔震设计的原理主要是通过将建筑结构与地面分离，使建筑对地震产生的震动具有能动响应，从而减小地震对建筑结构的破坏作用。
常见的隔震装置包括摩擦隔震器、弹簧隔震器、液体阻尼器等。
这些装置能通过减震弹簧、摩擦等消耗部分地震能量，减小地震产生的冲击力，从而减小地震对建筑的破坏。
消能减震设计的原理主要是通过在建筑结构中设置减振器，将地震的能量转化为其他形式，达到减轻结构震动和减小地震影响的效果。
常见的减震器包括液体阻尼器、颤振器、摆锤阻尼器等。
这些装置能有效消耗地震能量，并通过减振措施减小建筑结构的震动，从而减轻地震对建筑的破坏。
建筑隔震与消能减震设计的方法包括减震隔震体系设计、基础隔震设计和结构减震设计。
减震隔震体系设计是指通过设置隔震垫、减震器等减震装置，将建筑结构与地面分离，从而减小地震对建筑的冲击。
基础隔震设计是指在建筑的基础中设置隔震垫、减震器等装置，将地震产生的冲击力传导到地下，从而减小地震对建筑的影响。
结构减震设计是指通过设置减振器、增加耗能装置等措施，减小地震对建筑结构的振动，从而减小地震对建筑的破坏。
建筑隔震与消能减震设计已经在实际工程中得到广泛应用。
例如，日本的隔震建筑技术被广泛应用于地震频繁的地区。
这些建筑结构采用隔震装置，通过地震时的隔离和衰减作用，大大减小地震对建筑的破坏。
同时，在高层建筑中广泛使用了减振器和液体阻尼器等减震装置，通过抑制结构的振动，有效减少了地震对建筑的影响。
综上所述，建筑隔震与消能减震设计是一种通过隔震和消能装置来减小地震对建筑的破坏和影响的设计方法。
在实际工程中，通过合理地应用隔震器、减振器等装置，可以提高建筑的地震抗灾能力，确保人们的生命财产安全。
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结构隔震消能减震设计
结构隔震和消能减震设计是地震工程领域中的重要技术，其目的是通过特殊的结构和材料设计，减少地震对建筑物及其内部设备的破坏。
一、结构隔震设计
结构隔震是一种将结构物与土壤或地基隔开的设计方法，通过降低结构物受地震力的传递，减少地震对结构物的影响。
结构隔震设计一般包括以下几个方面：
1.隔震系统选择：结构隔震系统通常包括隔震支座、隔震层和支撑系统。
常见的隔震支座有橡胶隔震支座、钢球隔震支座等。
不同类型的隔震支座具有不同的性能和适用范围，需要根据实际情况选择。
2.隔震层布置：隔震层一般位于地面以上，可以用于减震和减少地震波对建筑物的传递。
隔震层的布置要考虑结构的刚度、强度、稳定性等因素，以及地震的频率和能量。
3.支撑系统设计：支撑系统是隔震层与结构之间的连接，要具有良好的刚度和耐力，以保证隔震系统正常工作。
4.结构模型分析：隔震设计需要进行结构模型分析，考虑地震力、地震波特性、结构响应等因素，通过计算分析得出隔震设计的参数和指标。
隔震设计的优点在于能大幅度减少地震对结构物的破坏，提高结构物的抗震性能和安全性。
然而，隔震设计也存在一些挑战，如隔震支座的设计和施工比较复杂，造价较高等问题。
消能减震设计是通过在结构中引入特殊的减震装置，通过消耗、分散
地震能量，减小地震对建筑物的影响。
消能减震设计一般包括以下几个方面：
1.减震器选择：减震器是消能减震设计的核心装置，根据荷载类型和
地震响应要求，可以选择液压减震器、摩擦式减震器、摇摆巨型减震器等
减震器。
不同类型的减震器各有优劣，需要根据具体工程的特点和要求选
择合适的减震器。
2.减震器布置：减震器的布置是消能减震设计中的关键环节，需要考
虑结构的刚度、强度、减振效果等因素，合理地布置减震器，以达到最佳
减震效果。
3.减震装置与结构连接：减震装置与结构的连接需要具有适当的刚度
和耐力，以保证减震器的正常工作。
连接部位的设计和施工要符合相关的
规范和标准，确保结构的安全性。
4.结构整体分析：消能减震设计需要进行结构的整体分析，考虑地震
响应、减震装置的响应、结构刚度等因素，通过计算分析得出减震设计的
参数和指标。
消能减震设计的优点在于能够通过减震器消耗地震能量，减少地震对
结构造成的损伤。
然而，消能减震设计也存在一些挑战，如减震器的选择
和计算分析比较复杂，施工和维护成本较高等问题。
总之，结构隔震和消能减震设计是减少地震对建筑物破坏的重要手段。
通过合理的设计和施工，可以提高建筑物的抗震性能和安全性，保护人民
生命财产的安全。
随着技术的不断进步，相信隔震和减震技术在地震工程
领域的应用前景将更加广阔。