地震災害和洪水、颶風(fēng)等一樣，是一種較為常見(jiàn)的自然災害。全世界范圍幾乎每天都會(huì )發(fā)生大大小小很多次地震，雖然它們中的大部分強度低于人類(lèi)的感覺(jué)。

　　當地震發(fā)生后，震源斷裂產(chǎn)生的能量以波的形式以地殼為傳播介質(zhì)向四周傳播，包括縱波、橫波和面波。對于震級較高的地震，地震波甚至可以圍繞地球傳播數圈，甚至能一定程度上影響到地球的自轉周期�？v波的波動(dòng)方向與傳播方向一致，是壓縮波，速度最快；橫波的波動(dòng)方向與傳播方向垂直，是剪切波，速度次之；而面波則是沿著(zhù)地表呈翻滾狀傳播的波，雖然跟在最后，但是對建筑物的破壞卻最大。

　　地殼包括力學(xué)性質(zhì)迥異的各種巖石，此外，還有地表水、地下水、石油等液體，還包括斷層、透鏡體等界面，是復雜的非均質(zhì)多相介質(zhì)，地震波在傳播的過(guò)程中，會(huì )與作為傳播介質(zhì)的地殼發(fā)生反射、折射、衰減等復雜的作用，振幅和卓越頻率也隨場(chǎng)地的不同而不同。不同彈性模量的介質(zhì)會(huì )有選擇地放大不同頻率的波段，相當于一個(gè)帶通濾波器，從而改變地震波的卓越周期。此外，堅硬的巖石上，振幅會(huì )較小，而深厚、松軟的土層上，振幅會(huì )較大。

　　日本位于亞歐板塊和太平洋板塊的交界處，屬于著(zhù)名的環(huán)太平洋火山帶，地震和火山活動(dòng)十分頻繁。日本早在19世紀末期即已開(kāi)始震災預防研究。20世紀初，日本學(xué)者大森房吉認為水平最大加速度是造成地震破壞的重要因素，并提出近似分析地震動(dòng)影響的靜力計算法。

　　靜力法假定整個(gè)建筑結構是一個(gè)剛體隨地面做剛體平移運動(dòng)——即在地震作用下只隨地面運動(dòng)，其本身相對地面沒(méi)有變形。根據牛頓第二運動(dòng)定律，則結構各個(gè)部分的最大地震作用力即為該部分質(zhì)量與地面運動(dòng)最大加速度的乘積。該方法概念清楚，原理簡(jiǎn)單，第一次將力學(xué)理論引進(jìn)到建筑抗震中，具有劃時(shí)代的意義。

　　但是靜力法對于建筑結構為剛性這一假設，對于高度較低剛性較大的房子，基本符合實(shí)際，但是對于呈高聳狀的煙囪、水塔等柔性結構，則誤差比較大。建筑結構都由材料筑成，所有的材料受力后都會(huì )變形，任何材料其剛度都是有限的。

　　建筑物根據其建筑材料的不同和形狀的不同，其質(zhì)量和剛度大小也不同。因此，不同的建筑物具有不同的自震周期。譬如跨度較小的農村單層磚房，其自振周期一般在0.1秒左右，大跨度橋梁、摩天大廈的自振周期能達到3秒以上。顯然相同的地震對不同頻率的建筑的作用力是不同的。在地震中，如果某建筑的自振頻率恰好十分接近地震波的卓越頻率（能量較大的頻率成分），相對其他建筑結構將其遭受更大的地震作用力（共振效應）。

　　為考慮到建筑自身自振頻率的不同對地震作用的影響，20世紀40年代美國學(xué)者M(jìn).A.Biot首先提出從實(shí)測記錄中計算反應譜的概念。即將大量實(shí)測的地面振動(dòng)波分別代入單自由度動(dòng)力反應方程，計算出各自最大彈性地震反應——譬如加速度反應，從而得出結構最大地震反應與結構自振周期的關(guān)系曲線(xiàn)，再將這些關(guān)系曲線(xiàn)作統計分析，取一條形狀較為簡(jiǎn)單但是可以基本包絡(luò )這些關(guān)系曲線(xiàn)的曲線(xiàn)，稱(chēng)為地震計算反應譜。然后按靜力分析法計算地震反應。所以反應譜法仍屬于等效靜力法。但由于反應譜理論較真實(shí)地考慮了結構振動(dòng)特點(diǎn)，計算簡(jiǎn)單實(shí)用，因此目前仍是各國抗震規范中給出的一種主要抗震分析方法。

　　除了按照上述抗震計算理論，計算出合理的地震作用，從而設計出既經(jīng)濟又合理的建筑外，從很早開(kāi)始人們就開(kāi)始探索尋找更合適的結構來(lái)減少地震災害。

　　大家可能都有篩篩子的經(jīng)驗——篩子開(kāi)始動(dòng)起來(lái)，黃豆還在原地打轉，黃豆上面的雜物幾乎原地不動(dòng)。日本學(xué)者大森房吉剛剛提出其靜力理論后不久，1924年另外一個(gè)日本學(xué)者鬼頭健三郎就提出了基礎隔震的思想：即在整個(gè)建筑的基礎下，放置一個(gè)能滾動(dòng)的軸承或者一種在水平方向剛度很小但是豎直方向又能支撐整個(gè)建筑的重量的裝置。直到1978年，美國學(xué)者Kelly和Eidinger 提出并實(shí)現了疊層橡膠支座的方法和技術(shù)后，這種新的抗震技術(shù)開(kāi)始迅速獲得大量推廣和應用。并在歷次實(shí)際地震中表現了良好的效果。我國廣州大學(xué)周福霖院士及其科研團隊長(cháng)期在這一領(lǐng)域辛勤探索，取得了一定的成就。目前基于這一原理，已經(jīng)發(fā)展起了夾層橡膠墊隔震、鉛芯橡膠墊隔震、滑動(dòng)摩擦隔震、滾動(dòng)隔震層、支承式擺動(dòng)隔震、滾軸隔震等各種新的抗震技術(shù)。

　　世界各地已經(jīng)建設了大量采用隔震技術(shù)的建筑結構。其中有不少經(jīng)歷過(guò)了實(shí)際地震的考驗。1995年日本神戶(hù)發(fā)生里氏7.2級的大地震。這棟試驗性的隔震建筑是一棟3層的鋼筋混凝土框架結構�；�礎與上部結構之間設置了8個(gè)高阻尼疊層橡膠隔震支座。監測數據顯示，地震時(shí)，該建筑所在場(chǎng)地的峰值加速度達到0.273G，但是該隔震建筑的頂層加速度也只有0.273G，基本沒(méi)有放大。與此形成對照的是：在這個(gè)實(shí)驗性的隔震建筑相鄰位置，還有一棟沒(méi)有設置隔震基礎的三層鋼筋混凝土框架結構小樓作為對照，該小樓的頂層加速度被放大到了0.965G，地震過(guò)后，設置隔震基礎的這個(gè)小樓安然無(wú)恙，而未設置隔震層的這個(gè)小樓產(chǎn)生了不少裂縫。

　　1994年洛杉磯6.7級地震，31座醫院嚴重破壞，9座醫院局部破壞而疏散，南加州大學(xué)醫院為地下1層，地上7層的隔震結構，地震中絲毫未損，沒(méi)有一個(gè)花瓶摔下，醫院周?chē)�建筑物普遍嚴重破壞，醫院屋內人員竟然未意識到發(fā)生了強烈地震，各種設備未損壞，醫院功能得到維持，成為救災中心，對震后緊急救援起到了十分重要的作用。

　　我國西昌市國稅局宿舍樓有六層，采用了基礎隔震技術(shù)。1996年，云南麗江發(fā)生7級強烈地震，在樓上居住的職工，只是感到輕微的晃動(dòng)。而相鄰的一幢常規抗震樓只有四層高，樓上居住的人搖晃十分厲害，驚慌失措往外逃跑。 建設工程教育網(wǎng)

　　地震對建筑的作用是個(gè)十分復雜的過(guò)程，人們對其的認識也在不斷深入。除了從力的平衡的角度以外，還可以從能量平衡的角度出發(fā)。地震釋放出了很大的能量，然后通過(guò)地震波傳遞到建筑結構中。在任何一個(gè)瞬間，輸入結構的能量等于結構的動(dòng)能、勢能以及結構中耗散的能量之和。而勢能與建筑的變形密切相關(guān)，建筑在變形、破壞的過(guò)程中，會(huì )耗散能量。地震波輸入的大量能量在結構中耗散，造成了結構的破壞，威脅人們的生命財產(chǎn)安全。

　　在日本的新瀉地震后，工程師們調查發(fā)現，磚石結構和混凝土結構損傷較為嚴重，而鋼結構建筑的震災卻較小，這得益于鋼結構較好的延性。所謂延性，是指當力超過(guò)結構的承受能力以后，結構并不會(huì )忽然斷裂，而是發(fā)生較大的變形。