建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與隔震技術(shù)應(yīng)用研究

文/葉霄鵬 珠海鐵建大廈置業(yè)有限公司 廣東珠海 519015

當(dāng)前，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與隔震技術(shù)在不斷發(fā)展，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過程中，要充分考慮其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的需求和設(shè)計(jì)的目標(biāo)，同時(shí)，積極做好隔震設(shè)計(jì)的技術(shù)應(yīng)用工作。

1、隔震建筑的概念

隔震和消能是提高建筑物體耐震抗震的兩大途徑。消能是利用形變或是可破壞的斜撐桿或是可恢復(fù)的阻尼器，將建筑物的震動(dòng)周期拉長(zhǎng)，阻尼比增加，最后達(dá)到提高建筑物抗震能力的目的。但是消能的方式并不能很好的解決因地震造成的建筑物樓層間變位造成的墻面破裂、斜撐破壞等問題。而隔震是利用隔震器將地震時(shí)所產(chǎn)生的建筑物擺動(dòng)轉(zhuǎn)換成建筑物對(duì)地面的橫向位移，地震所釋放的能量由隔振器吸收。這樣的隔震建筑很大程度的降低了因地震給建筑物帶來的扭曲、彎曲變形，降低建筑物搖擺幅度，從而降低了地震對(duì)建筑物構(gòu)造和設(shè)備的破壞。隔震結(jié)構(gòu)就是利用這樣的原理，在建筑物基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)和上部結(jié)構(gòu)之間設(shè)置帶有阻尼器和隔震支座等隔震裝置的隔震層。

2、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的隔震措施原理與技術(shù)

在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，采用隔震技術(shù)，能降低建筑物上層在地震中遭到破壞的程度，同時(shí)，對(duì)建筑物室內(nèi)的裝飾物、家電設(shè)備和生活用具起到一定的保護(hù)作用。從而減少人們?cè)诘卣鹬械慕?jīng)濟(jì)損失。根據(jù)建筑物的不同位置，我們可以將隔震原理分為以下四種。

2.1 地基隔震

地基隔震主要是通過使用砂墊層、軟粘土等方式在建筑的地基當(dāng)中設(shè)置防震層。從而使建筑物地基在遇到地震時(shí)能將地震波反復(fù)吸收，進(jìn)而達(dá)到降低地震能力的效果，避免建筑物遭到破壞。

2.2 基礎(chǔ)隔震

基礎(chǔ)抗震主要是指在建筑基礎(chǔ)和上層結(jié)構(gòu)之間設(shè)置隔震層，通常利用基底滑移隔震和混合隔震等裝置，還可以采用夾層橡膠墊隔震。通過以上裝置進(jìn)行隔震，可以減弱地震能量波向建筑上層傳遞的總量，進(jìn)而減小導(dǎo)致建筑上層破壞的能量。

2.3 層間隔震

層間隔震主要是把建筑結(jié)構(gòu)的隔震技術(shù)和抗震技術(shù)結(jié)合在一起，并在建筑結(jié)構(gòu)上安裝能夠減震耗能的裝置，從而削弱地震發(fā)生時(shí)的能量，并能多次反復(fù)的吸收能量波，進(jìn)一步降低建筑結(jié)構(gòu)在地震中的反應(yīng)程度。減少建筑物上層遭到的破壞。

2.4 懸掛隔震

懸掛隔震主要是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中采用懸掛設(shè)計(jì)，從而減弱地震能量波對(duì)建筑主體結(jié)構(gòu)的沖擊，在地震發(fā)生時(shí)，減弱地震的總體能量的傳遞，從而起到抗震的作用，并減弱建筑物在地震中的搖晃程度。

3、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中常用的隔震技術(shù)

我們這里所說的建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中常用的消能減震技術(shù)是借助建筑物以外的部件來增加建筑物的阻尼，消耗地震傳遞給建筑物結(jié)構(gòu)的能量，減小建筑物因地震而受到的損害。用于減小地震對(duì)建筑物損壞、保護(hù)建筑物安全的裝置和元件很多，通常都是某種消能器和阻尼器，我們習(xí)慣上把這些裝置分為滯回型和粘滯型兩種。這種技術(shù)的使用非常廣泛，主要有以下幾種情況。

3.1 新建建筑物的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

隨著人們安全意識(shí)的不斷增強(qiáng)，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理念的不斷更新，人們對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的減震、隔震設(shè)計(jì)越來越重視。我們?cè)谠O(shè)計(jì)的時(shí)候，除了對(duì)建筑物的基礎(chǔ)部分采用特殊處理之外，還可以借助消能減震裝置或者元件削弱地震對(duì)建筑物的作用力，保護(hù)人們的生命財(cái)產(chǎn)安全，這些減震裝置和元件是為一些建筑工程的后期防震工作的加強(qiáng)而研發(fā)的，也就是可以在施工后期對(duì)建筑物的防震功能進(jìn)行一定的彌補(bǔ)，但是其作用往往較隔震層要差一些。

3.2 對(duì)已建成建筑物的抗震加固

在對(duì)建筑物的地基或基礎(chǔ)進(jìn)行隔震設(shè)計(jì)時(shí)，我們一定要在建筑物施工前按照隔震設(shè)計(jì)的措施，完成相應(yīng)的工作。最遲也是在建筑物的施工過程當(dāng)中，在建筑物的關(guān)鍵部位設(shè)置特殊的隔震裝置，否則就達(dá)不到隔震的效果。一旦建筑物建成以后，如果想對(duì)其進(jìn)行抗震加固，就要采用增加阻尼的辦法，在建筑物的結(jié)構(gòu)上重新添加消能減震裝置，這樣的話不僅會(huì)增加施工成本，導(dǎo)致工程造價(jià)的增加，還給施工造成了不便，因?yàn)樵黾幼枘岬氖┕こ绦蛞^隔震層的施工復(fù)雜的多。

傳統(tǒng)抗震方法不能從本質(zhì)上提高建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能，而且會(huì)使得成本增加，美觀度下降。新的抗震設(shè)計(jì)是采用隔震技術(shù)，運(yùn)用新技術(shù)提高相關(guān)構(gòu)件的彈塑性，以緩沖地面對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的支反力，降低地震引起的建筑主體結(jié)構(gòu)破壞，不僅降低工程成本、簡(jiǎn)化程序，還不影響主體結(jié)構(gòu)，盡可能保證建筑觀感。標(biāo)準(zhǔn)地震級(jí)別和烈度較高的地區(qū)對(duì)建筑物造成的危害較大，加強(qiáng)建筑物的抗震效果具有重要的意義和價(jià)值。整體上來看，我國(guó)建筑的建造質(zhì)量遠(yuǎn)低于一些發(fā)達(dá)國(guó)家，其中很多建筑工程方案沒有達(dá)到國(guó)家制定的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，建筑材料用量較大，最終導(dǎo)致建筑成本過高。因此，建筑設(shè)計(jì)應(yīng)該遵循相關(guān)抗震理論，根據(jù)科學(xué)合理的設(shè)計(jì)方法和原則，切實(shí)保證建筑結(jié)構(gòu)的安全性和可靠性。

綜上所述，建筑結(jié)構(gòu)隔震技術(shù)以其優(yōu)良的減震效果、安全性、耐久性、經(jīng)濟(jì)性、實(shí)用性，在建筑工程中應(yīng)用日趨增多。建筑物的抗震減震功能直接關(guān)系到建筑物抵抗地震的能力和保護(hù)人們財(cái)產(chǎn)和生命健康的能力，所以，抗震設(shè)計(jì)和隔震技術(shù)是必須重視的問題。

結(jié)語：

綜上所述，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與隔震技術(shù)的應(yīng)用過程中，我們要進(jìn)一步分析建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與隔震技術(shù)應(yīng)用的要求，確保建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與隔震技術(shù)更加富有效果，本文所分析的一些具體的措施和思路，可以為今后帶來參考。

[1]王鑫，聶桂蘭.靜力與動(dòng)力彈塑性分析在超限高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].中國(guó)西部科技，216（23）.90

[2]秦緒波.淺談建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)隔震和消能減震措施[J].城市建設(shè)理論研究（電子版），2016（3）.35

[3]劉其祥，蔡益燕.多高層房屋鋼結(jié)構(gòu)梁柱剛性連接節(jié)點(diǎn)的抗震設(shè)計(jì)[J].建筑結(jié)構(gòu)，2016，31（8）：19～20.

[4]李燦燦，陸洲導(dǎo)，李凌志.建筑結(jié)構(gòu)基于性能的抗震設(shè)計(jì)[J].四川建筑科學(xué)研究，2016（10）：46～47.