淺析疊層橡膠減震器專利發(fā)展狀況

駱雪芹

摘 要：自60年代來，隨著地震工程學(xué)的發(fā)展，基礎(chǔ)隔震的研究逐漸深入，隔震方法已被越來越多的國家和地區(qū)所接受，并開始大量應(yīng)用于建筑和橋梁結(jié)構(gòu)中。本文概述常用建筑隔震橡膠支座的分類、重點介紹建筑隔震疊層橡膠減震器的發(fā)展歷程與主要申請人。

關(guān)鍵詞：建筑物減震；地震；疊層橡膠；專利分析

一、引言

地震是一種危害極大的突發(fā)自然災(zāi)害，曾給人類帶來無數(shù)的生命與財產(chǎn)損失，而人類也與其斗爭的過程中，不斷地進步，抗震理論與技術(shù)在實踐中得到發(fā)展、完善。為此，在建筑物上部結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)之間設(shè)置滑移層，作為隔離裝置，阻止強大的地震能量向上傳遞，即為基礎(chǔ)隔振技術(shù)。

目前，國內(nèi)外已經(jīng)開發(fā)的各種地震隔震技術(shù)中，疊層橡膠減震器是較為成熟的一種，由于疊層橡膠減震器構(gòu)造簡單，性能穩(wěn)定，已成為國際上隔震體系的主流。

按設(shè)置的隔震支座類別分類，如圖1所示，77%的隔震結(jié)構(gòu)僅采用疊層橡膠支座，同時也有部分隔震結(jié)構(gòu)采用疊層橡膠支座和彈性滑移支座共同工作，幾乎所有隔震系統(tǒng)中都設(shè)置一定數(shù)量的附加阻尼器，以達到更好的隔震效果。

目前常用的疊層橡膠減震器有3種：

（1）天然橡膠支座，由多層天然橡膠板與多層鋼板相互疊合而成。天然橡膠耐老化耐蠕變性能好，但減震能力差，做隔震用途時，往往需要與其他阻尼裝置配合使用；

（2）高阻尼橡膠疊層橡膠支座，采用高阻尼橡膠，具有隔震裝置所需要的穩(wěn)定支承、彈性復(fù)位和阻尼功能，可單獨作為隔震裝置使用；

（3）鉛芯疊層橡膠支座，在普通天然橡膠支座的中空灌入鉛芯而成，目的一是提高橡膠支座的阻尼，二是增加支座的早期剛度。

二、疊層橡膠減震器專利分析

通過全球申請人的國別進行統(tǒng)計分析，以期獲得各國疊層橡膠減振器的發(fā)展技術(shù)水平。（如圖2所示）。可以看出，目前疊層橡膠減震器申請量較大的三個國家分別為JP、US、CN，主要與這三個國家地震災(zāi)害頻繁有關(guān)，而日本作為地震頻繁的島國，占有全球申請量的百分比最大。

全球申請量前11位的均為日本企業(yè)（如圖4所示），其中，清水建設(shè)株式會社（Shimizu）在疊層橡膠支座的全球?qū)＠暾埩繛榈谝?，其為一家跨國建筑公司，主要從事房屋工程的建造與裝飾。而全球?qū)＠暾埩颗旁诘诙坏钠绽就ǎ˙ridgestone）株式會社則是世界最大的輪胎及橡膠產(chǎn)品生產(chǎn)商，其隔震橡膠產(chǎn)品在日本市場上占有最大份額。

而國內(nèi)的主要申請人進行分析發(fā)現(xiàn)，目前國內(nèi)有關(guān)疊層橡膠減震器的研究主要集中在高校，以北京工業(yè)大學(xué)為最多，北京工業(yè)大學(xué)設(shè)有地震研究所，其于1976年唐山大地震之后成立，主要從事地震預(yù)報的研究工作。

全球申請人排名分析，排名靠前的申請人全部為日本各大建筑企業(yè)或橡膠產(chǎn)品生產(chǎn)商，這主要是因為日本的地震較多，本國應(yīng)用市場規(guī)模大，重視研發(fā)，減震技術(shù)成熟，其發(fā)明主要應(yīng)用于本國市場，在中國申請量較少有關(guān)。

相對于全球主要的申請人，我國主要申請人大多數(shù)是高校，分析其原因，一方面是因為我國疊層橡膠減震器研究起步晚，現(xiàn)有較多的基礎(chǔ)研究在高校中進行，另一方面，國外對疊層橡膠減震器的關(guān)鍵技術(shù)進行封鎖，同時地震的地域性限制，使得我國對疊層橡膠減震器產(chǎn)業(yè)化很慢。

下圖為疊層橡膠減震器不同時間段的申請量，可以看出，疊層橡膠減震器的申請量呈現(xiàn)出的是遞增的趨勢，且我國在2004年以前的申請量明顯小于世界申請量。

三、總結(jié)

目前，使用疊層橡膠隔震支座作為隔震系統(tǒng)的主要組成部分是世界各國隔震結(jié)構(gòu)設(shè)計的主流，隨著我國建筑疊層橡膠隔震支座工程應(yīng)用實踐的成功、國家抗震減災(zāi)措施的落實、建筑隔震橡膠支座應(yīng)用技術(shù)的進步以及人們抗震意識的提高，疊層橡膠隔震支座的應(yīng)用將日益廣泛，發(fā)展前景廣闊。