論建筑工程中的結構抗震技術

【摘 要】 在建筑行業，建筑工程的結構抗震技術是一項十分重要的高科技技術，它能有效避免和減少建筑物在地震中所遭受的損壞。本文首先介紹了建筑工程結構抗震技術的基本原理，繼而闡述了建筑工程結構抗震設計的基本原則，最后本文分析了建筑工程結構抗震控制的幾種常用技術。

【關鍵詞】 結構抗震技術；建筑工程；策略

1、建筑工程結構抗震技術的基本原理

在地震發生的時候，地殼內部要釋放巨大的能量，這些能最以能量波德形式向周圍傳遞。在地震的波及范圍內，它用輸入能量的方式破壞建筑物，建筑物會產生激烈的振動，甚至遭到嚴重破壞而倒塌。地震時建筑物的振動劇烈程度與其本身的阻尼相關，建筑物的阻尼越小。其對地震能量的吸收和消耗就越小，那么振動就越劇烈，反之振動就越輕。

所以，建筑工程結構抗震技術的最基本的思想就是要想方設法增加建筑物的阻尼，以增大對地震所釋放能量的吸收和消耗量，從而達到減輕振動、減少損害的日的。這是建筑工程結構抗震技術區別于傳統抗震技術的根本所在，結構抗震技術是將地震看作一種能量的釋放過程，透過增加建筑物的阻尼的方式主動抗震，從而減輕地震對建筑物的破壞。而傳統的抗震方法只是將地震看作是一種力的作用，透過增強建筑物的剛度和強度的方式實行被動防震，效果并不理想。

2、建筑工程結構抗震設計的基本原則

在建筑物-的結構抗震技術設計中，為了實現預期的建筑物抗震效果，應該遵循以下原則：

2.1 結構應具有連續性

在對建筑物進行設計時，應該使建筑物在結構上具備完整的連續性。這樣就能夠使建筑物在地震中保持辦—個整體，促進其抗震功能的發揮。

2.2 保證構件問的可靠連接

在建筑物的沒計和施工過程中，應該注重加強建筑物各構件之間的穩固連接，這樣就能夠使建筑物在地震的能量傳遞中保持一定的強度和建筑物變形時保持一定的延展性，從而加大建筑物的抗震性能。

2.3 增強房屋的豎向剛度

在設計和對建筑物進行施工時，應該使建筑物在橫、豎兩個方向上都具備足夠的豎向剛度，同時確保建筑物基礎部分的整體性，以避免或者降低地震時建筑物所遭受的損害。

3、建筑工程結構抗震控制的技術分析

3.1 被動控制

被動控制的防震技術并不包含外部能源的抗震技術，通常是在建筑物的某個部位增加子系統，或者對建筑物的某些構建進行結構上的處理，以改變其動力特性。當前，建筑物的被動控制抗震技術已經成為一個研究熱點，在很多建筑工程中都有應用，被動控制抗震技術可以分為基礎隔震以及耗能減震兩個類別。

3.1.1 基礎隔震

建筑物的壤礎隔震技術指的是在建筑物的基礎部分構建控制機構來阻隔地震時能量的向上傳送，以達到減輕建筑物的振動，降低地震破壞的放果。從隔震技術的發展過程來看，它有以下的特點：第一、建筑物隔震技術在建筑業的運用越來越普及，越來越廣泛。建筑物隔震技術不但在近幾年的一些新建工程中有廣泛的運用，在舊有建筑物的防震加同中也時常用到。第二、建筑物隔震技術的結構形式設計日益多樣化，已經從傳統的砌體結構以及鋼筋混凝土結構發展為組合結構，鋼結構以及木結構。第三、隔震技術可以選擇的隔震裝置日益增多。當前研究應用的建筑物震技術主要有：摩擦滑移隔震、層橡膠墊隔震、支撐式擺動隔震、珠及滾軸隔震以及混合隔震等。

3.1.2 耗能減震

建筑物耗能減震技術是將建筑物的一些部件設計成耗能元件。或者在建筑物的一些部位裝配阻尼器。在小震以及風荷載的作用下，這些阻尼器和耗能元件都處于彈性狀態，使建筑物的整個結構具備很強的側向剛度，進而在地震巾發揮瞳要作用。在強烈地震發生時，阻尼器和耗能元件會進入作彈性狀態，使建筑物的阻尼大大增加，大最吸收和消耗地震能匱，使建筑物的主體振動大大減小，進而達到保護建筑物的效果。建筑物耗能減震技術的原理是將地震能量導向特別的元件或者機構并加以吸收和消耗，進而減輕建筑物主體的損耗，它有以下特點：第一：安全。憑借耗能裝置來消耗地震能量，進而保護建筑物：第二：經濟，成本不是很高；第三：合理；第四：維護費用低，適用范圍廣。當前，比較常用的耗能減震裝置有復合型耗能器、摩擦耗能減震裝置、粘滯阻尼器、金屬阻尼器以及粘彈性阻尼器等。

3.2 主動控制

建筑工程中的主動控制抗震技術需要外部能源來實現，它需要透過施加和振動方向相反的作用力來進行建筑物減震。這種技術的原理是：傳感器對建筑物的外部激勵以及動力響應進行監測，然后將信號傳送到計算機，計算機再依據程序計算應該施加的作用力的大小，然后經過外部的能源驅動控制系統產生所需求的作用力。當前建筑業已經研究和開發的建筑物主動控制抗震裝置主要有：主動托索系統、主動質量阻尼系統、主動空氣動力擋風板系統、主動支撐系統以及氣體脈沖發生器等。

3.3 半主動控制

建筑物半主動控制抗震技術是使用控制機構來調節建筑物在地震發生時的結構參數來實現減震目的的，這項技術對于外部能源的要求不高，不需要使用強電，只需要弱電裝置來供應就可以了，比如蓄電池等。半主動控制抗震技術通常使用開關來控制，透過開關來調節控制器的狀態，進而改變建筑物的動力特性。當前建筑業比較常用的建筑物半主動控制減震裝置有：可變阻尼系統、可變剛度系統、可控液體阻尼器、主動調節參數質量阻尼系統以及可控摩擦式隔震系統等。

3.4 混合控制

建筑物混合控制抗震技術是被動控制與主動控制的綜合應用。這種抗震技術充分運用了被動控制與主動控制的抗震優點，它既能夠透過被動控制抗震系統吸收和耗散地震能量，又能夠運用主動控制抗震系統來達到抗震效果，所以混合控制抗震技術具有非常高的應用價值。當前建筑業比較常用的混合控制抗震裝置主要有：阻尼耗能抗震與主動控制抗震相結合的混合控制抗震系統；調諧質量阻尼系統與主動質量阻尼系統組合的混合控制；滑掀體阻尼系統與主動質量阻尼系統結合的混合控制抗震系統；基礎隔震抗震與主動控制抗震結合的混合控制抗震系統等等。

在以上四種建筑工程結構抗震技術中，主動控制抗震技術擁有最好的抗震效果。但是因為它所需外部能量大，再加上控制系統比較復雜。所以在實際運用上反而不夠普及；被動控制抗震技術實用性比較大，當前發展迅速，應用最為廣泛；半主動控制抗震技術由于其精確度比較高，價格相對低廉，所以有著很好的市場前景；混合控制抗震技術具備了幾種抗震技術的優勢，所以效果十分突出，前景也非常廣闊。

4、結語

綜上所述，隨著我國經濟社會的不斷發展和建筑業抗震技術的不斷更新，我國建筑市場的結構抗震需求越來越大，抗震技術特點也日益呈現出多樣化的發展趨勢。當前建筑業新開發的結構抗震技術在實際應用中有著突出的優勢，為新建筑物的結構抗震設計和現有建筑物的結構抗震加固提供了良好的途徑。建筑物結構抗震技術克服了傳統技術的“硬碰硬”技術缺點，具有效果顯著以及安全可靠的特點，在今后的發展中必將日益走向成熟，為我國的建筑物抗震事業提供堅實的技術基礎。