淺議高層建筑結構設計中的隔震減震措施

張 衡 李文起

商丘市弘基建筑勘察設計有限公司

淺議高層建筑結構設計中的隔震減震措施

張 衡 李文起

商丘市弘基建筑勘察設計有限公司

隨著時代不斷演變，環(huán)境問題已成為新時期的主要旋律，成為社會大眾關注的焦點。隨著生態(tài)環(huán)境日益惡化，各種自然災害頻繁發(fā)生，尤其是地震。在新時代下，從大型地震災害發(fā)生后的狀況來看，我國一些地區(qū)建筑物抗震水平比較低下，沒有達到相關規(guī)定，存在較大的安全隱患，而導致這一現(xiàn)象的因素比較多，比如，建筑原材料質(zhì)量不合格，建筑結構設計不合理。為此，需要從建筑工程的設計環(huán)節(jié)入手，特別是抗震設計方面，為提高建筑物自身的抗震能力，使建筑結構的破壞最小化提供有利的保障。

高層建筑；結構設計；隔震減震

現(xiàn)階段，我國的建筑結構設計以隔震和消能減震為主，與此同時，相關統(tǒng)計結果顯示，隔震和消能減震在建筑結構設計抵抗地震措施中所占的比重正在逐年的增加。我們可以清楚的看出，我國近些年發(fā)生了幾次大型的地震，這就在一定程度上讓人們的生命和財產(chǎn)安全受到了嚴重的威脅，也極大的制約了我國經(jīng)濟的發(fā)展。與此同時，我們想要解決地震對建筑破壞問題，必須要切實弄清出現(xiàn)的原因。因此，針對建筑結構設計隔震和消能減震措施進行研究與探討是至關重要的，以至于我們基于問題的本質(zhì)，盡可能的避免建筑受到破壞。

1 減震隔震構造分析

當?shù)卣鸢l(fā)生時，高層建筑內(nèi)部的減震隔震結構會發(fā)生一定程度的水平位移，為了保證減震隔震層在地震發(fā)生時能夠有效的保證建筑結構能夠穩(wěn)定不受到損壞，能夠抵御其內(nèi)部結構發(fā)生位移所帶來的變動，設計時，在減震隔震結構層上部設置豎直方向的隔離縫，隔離縫寬度設置為500毫米即可；上部結構和下部結構之間還有設置完全貫通的水平隔離縫，隔離縫高度設置為20毫米并在該空間內(nèi)采用柔性材料進行填充，以減輕其在震動時產(chǎn)生的大力度的沖擊而造成損壞；在電梯井側壁則采用下掛的方式進行設計處理，井道外側包皮到地下室柱、填充墻等處于非減震隔震構造區(qū)域的凈距離要大于500毫米，懸掛式電梯的地坑底板外側包皮到基礎底板上方包皮之間的凈距離不得小于600毫米；穿越減震隔震層的排水管道、電氣強、弱電電纜等各種必要導線都要采用柔性連接或者其他有效的方法來適應減震隔震層在面臨高強度地震時發(fā)生的結構水平方向偏移的要求。

2 建筑結構隔震設計

2.1 隔震地基材料

在建筑工程建設中，建筑物類型不同，采取的地基材料也各不相同。對于這方面，可以運用特殊材料來處理建筑物地基，削弱地震波，從而弱化建筑物在地震中的震感。由于傳統(tǒng)建筑物主要采用粘土、砂子進行基礎部分墊層，可以應用瀝青類型的新型材料設置隔震層，能夠起到較好的隔震效果。

2.2 基礎隔震結構

它是指在建筑基礎部分消耗大量的地震波，可以有效防止地震波傳遞到建筑上部結構中，能夠降低地震對建筑物上部結構的破壞程度。但所設立的隔震設施存在一定的缺陷，不能用于高層建筑物。主要是因為高層建筑在設置隔震設備之后，會延長自身的自振周期，無法降低地震對建筑物的破壞程度。但在建筑基礎、上部之間設置的隔震裝置在底層建筑物中起到很好的效果。可見，在建筑基礎隔震方面，還需要進行更深入的研究，進一步優(yōu)化完善，使其也能在高層建筑中發(fā)揮不可替代的作用，不斷擴大應用范圍。

2.3 層間隔震裝置

層間隔震是在建筑物原有結構上安裝對應的耗能減震裝置，一旦發(fā)生地震災害，其中的裝置隔震、質(zhì)量減震能夠同時吸收地震能量，降低地震對建筑物的破壞程度。但和基礎隔震技術相比，層間隔震并不具有較好的隔震效果，還不到20%，還需要進一步優(yōu)化完善。層間隔震的應用范圍還是比較廣泛的，在應用到剛完工建筑物的同時，還能加固已有的建筑物。

2.4 懸掛隔震措施

懸掛隔震是把結構的大部分或者全部質(zhì)量懸掛起來，以至于地面運動傳遞不到主體質(zhì)量，出現(xiàn)不了慣性力，進而起到隔震效果。上述這種隔震方式通常應用在大型鋼結構，借助于鋼結構懸掛體系，從而達到隔震的目的。一般的，大型鋼結構分為子結構與主框架：子結構借助于吊桿或者索懸掛，分布著大部分質(zhì)量，此體系能夠有效地隔離子結構以及主框架，降低地震影響的傳遞，控制結構的地震反應；主框架和一般框架結構相同。

3 建筑結構減震設計

3.1 對已建建筑物進行抗震加固

在對建筑物進行地基、基礎隔震設計的時候，需要具備一定的前提條件，要在建筑工程還沒施工之前，最晚也需要在施工過程中，在建筑物的關鍵位置安裝特別的隔震設備。不然的話，即使安裝了隔震裝置，在地震來臨的時候，也不能起到較好的效果。在建筑竣工之后，想要對其進行抗震加固，需要靈活應用增多阻礙的方法，即在建筑物相關部位設置消能減震設備。但這樣會增加建筑工程建設的施工成本，使工程造價超出預算，不利于實現(xiàn)最大化的經(jīng)濟效益。在此基礎上，也會給工程施工帶來不必要的麻煩，主要是因為增多阻礙的施工程序非常復雜，施工難度較大。

3.2 裝置的維護、保養(yǎng)措施

為保證在竣工驗收、日常管理及維護、震后修復過程中對隔震支座的性能提供比較直觀的且及時的依據(jù)，如隔震支座在使用中或震后外觀是否有損壞或不可恢復的變形、隔震溝是否被填充物阻塞、上部結構周圍是否有限制其位移的障礙物等，建議對隔震結構制定詳細的檢查和維護計劃，對隔震結構進行定期和不定期的檢查、維護。在隔震層樓梯間、電梯間、豎向隔離縫等隔震構造附近或建筑物出入口處，應設置隔震警示標識，提醒業(yè)主和其他人員對隔震層構件及隔震構造進行必要維護，明確其在使用過程中不得填充、堆放雜物或有妨礙上部結構水平移動的其他行為等。

綜上所述，在當前的高層建筑結構設計工作中，減震隔震措施的采用是防止地震對建筑以及生命財產(chǎn)造成威脅的重要保障，在此，本文主要針對減震隔震結構的設計進行了簡單的說明和敘述，希望能對今后高層建筑工程結構設計中關于減震隔震措施的研究和采用提供一些文本上的幫助和思考。

[1]崔路苗.高層建筑砼結構頂部隔震體系的減震分析[D].太原理工大學，2007.

[2]王金宇.淺議高層建筑結構設計中的隔震減震措施[J].江西建材，2017，01：56-58+180.