建筑結構基礎隔震系統的發展及應用

張東梅

摘 要：隨著氣候以及地質特點的變化，我國部分地區多發生地震災害，不但影響了人們的生產生活質量，還給人們的經濟財產帶來極大的損失。建筑結構加強隔震減震措施是非常必要的，本文分析了建筑結構基礎隔震系統的發展及應用。

關鍵詞：建筑結構；基礎隔震系統；發展；應用

中圖分類號：TU352 文獻標識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）11-0315-01

我國地處環太平洋地震帶與歐亞地震帶之間，由于地質板塊的移動，地震活動頻度高。給人類社會帶來了無數的生命與財產損失，對我們每個人都是一種考驗，因此，人們越來越重視隔震技術的發展與應用。隨著新技術和新理念的發展，尤其是基礎隔震技術前景越來越廣闊，成為建筑結構抗震設計中減輕地震災害的有效手段。在建筑物的基礎和上部結構之間設置一個隔震層，在結構底部與基礎頂面之間的隔震消能裝置，延長結構的周期，增大結構的變形能力，使結構的位移集中于隔震層，采取有效的防御保護措施，達到良好的隔震效果。

1 建筑結構基礎隔震系統設計原則及主要類型

筑物結構嚴實，因此必須重視建筑物內外的柱子的設計。在地基與屋頂之間的連接，首先要確定柱子與地基之間緊密結合，才能更好的確保柱子結實的程度。一旦發生地震，若保證柱子有很好的張力，保持與地面以及屋頂之間緊密結合，能夠保證屋頂不出現坍塌的問題。在設計柱子的時候要根據建筑整體結構的特點，采用螺旋設計，達到分數力的作用點，均勻地將沖擊力分數出去，承載更多的重量，保護柱體。

梁也是建筑結構中另一個重要的結構，梁與柱連接，橫在半空中，是骨架結構最上方的支撐，設計中最要關注的是跨度，在跨度大的情況下，應加梁來分擔重量。否則，梁的中心會逐漸下移形成折彎，在實際設計中對跨度比進行適當的調整，使其達到更好的延展性。在施工之前要進行精確的測量計算，杜絕發生折彎破壞。

隔震設計是目前我國研究較多的抗震方法，是新興的技術領域。設計思想主要是在建筑物的底端增加隔震裝置，使得建筑結構與地面之間產生一定的空隙，此結構間有空氣可以流動。一旦發生震動，借助氣流的流體作用，提供建筑物整體所需要的剛度，形成弧狀柔性結構。在巨大的反作用力的情況下，大大削弱沖擊波向上的沖擊力。增強承載力，在一定程度上減少震動產生的巨大能量，達到隔震的效果。

2 建筑結構基礎隔震系統的發展

在地震產生的過程中將有巨大的震動力和搖擺力，建筑物受到地震波的沖擊容易產生巨大的晃動與顫抖，甚至會導致整體的坍塌。因此，在建筑物本身進行隔震減震處理是非常重要的，能夠達到好的效果，在一定程度上減少經濟損失。隔震減震技術在我國已經經歷了很長的歷程，在實踐中不斷完善知識結構，借助人力來扭轉天災的損失。隨著科技水平不斷發展，積累隔震減震領域的經驗，充分應用先進的技術。

通過近幾十年的發展，現代隔震技術已逐漸走向成熟，其中比較主要的有橡膠隔震支座、滑移隔震支座。但是在應用隔震技術，還存在一些技術難點有待解決。比如在長周期結構中隔震技術的應用，多維地震動控制技術的研究，開發出具有豎向隔震效果突出的隔震系統。完成隔震建筑設計規程的制訂工作，研究實用設計方法和軟件，在實踐中還需不斷的完善，不斷補充和改進。由于軟土場地的建筑物在地震時往往破壞嚴重，嚴格按照隔震結構施工規范去做，在軟土場地中采用先進的隔震技術。大力開發新型隔震元件、隔震體系，保證隔震支座的安全性、耐久性，隔震器及其組成材料力學性質的長期穩定性。因此，改進和優化現有隔震建筑體系，有必要引入專業的理論，針對隔震結構進行具體的分析，開發具有自適應能力的智能型隔震系統，深入研究考慮不確定性因素，進一步提高現有隔震體系的質量。

3 建筑結構基礎隔震系統的應用

目前在我國隔震技術在建筑工程施工中逐漸得到了較廣泛的應用，其適用范圍比較廣，無論是新建建筑項目，還是已經建成的建筑進行加固施工都比較適用。在建筑的防火層或者是設備層更應該增加隔震減震設計，充分起到保護建筑物主體的作用。基礎隔震研究在我國得到了非常高的重視程度，國內外都對基礎隔震體系進行了研究，我國建造的各類基礎隔震體系的建筑物越來越多，已得到了廣泛的應用。常應用的基礎隔震體系有以下幾種：

橡膠支座隔震體系，包括鉛芯疊層橡膠支座、普通疊層橡膠支座、高阻尼疊層橡膠支座等。阻尼比大、周期長、隔震效果明顯。橡膠支座隔震體系的優勢很多，比如豎向承載力大；具有很強的彈性復位功能，耐久性好，受地基不均勻沉降的影響較小，隔震效果明顯。第二，滑動摩擦隔震體系，設置摩擦阻尼器組成的隔震系統，是在基礎面上設置滑移層，隔開基礎與上部結構。當滑移層受地震作用大于摩擦力時，產生一定滑擦力，并通過滑移來消耗地震能量，從而抑制地震能量的向上傳遞。第三，粘彈性隔震支座體系，是一種典型的速度相關型隔震支座，通過粘彈性阻尼器作為隔震裝置。在施工的過程中利用粘彈性材料的變形性，實現減震的效果。目前應用最多的是疊層橡膠隔震支座，主要有鉛芯橡膠隔震支座和天然橡膠隔震支座，前者是在天然橡膠支座中心增加鉛芯制作，后者是由鋼板層和橡膠層粘結而成，二者的抗變形能力比較強。

4 結束語

綜上所述，在我國減震技術在起步比較早，相應的技術手段在實踐的過程中逐漸的完善，隔震技術同傳統抗震體系相比，發展較緩起步較晚，屬于新興的技術領域，具有巨大的優越性，在實際的應用中起著著至關重要的作用。尤其在突發性的超過設防烈度地震中能夠保護建筑結構本身，不破壞、不倒塌，建筑物內部的儀器設備及人員得到安全的保護。它為人類減輕地震災害提供了一條合理的新途徑，經濟適用，擁有了低價、高效、高性優勢，是人類抗震技術發展史上一個重要的里程碑。在未來應該大力支持基礎隔震系統的應用，我們應該加大研究的力度，為減輕地震災害提供新的技術和方法，在該領域中不斷的突破。

參考文獻

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收稿日期：2018-3-15