建筑結(jié)構(gòu)減隔震技術(shù)應用探討

李金紅

摘 ? 要：地震給人們生命財產(chǎn)帶來的損失是巨大的，為降低這種損失，人們開始大力研究建筑結(jié)構(gòu)減隔震技術(shù)。因此，本文首先分析建筑結(jié)構(gòu)減隔震技術(shù)應用的意義，然后闡述建筑結(jié)構(gòu)減隔震的基本概念與原理，最后在此基礎(chǔ)上分析建筑結(jié)構(gòu)減隔震技術(shù)的具體應用，給相關(guān)工作者以參考。

關(guān)鍵詞：建筑結(jié)構(gòu) ?減隔震技術(shù) ?應用探討

中圖分類號：TU352.1 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1674-098X（2019）08（c）-0133-02

我國作為多地震國家之一，地震時刻威脅著人民的生命財產(chǎn)安全，帶來巨大的損失。由于傳統(tǒng)抗震結(jié)構(gòu)存在難以解決的缺陷，人們開始尋找效果更好的結(jié)構(gòu)與技術(shù)來實現(xiàn)抗震減震。該技術(shù)的出現(xiàn)，意味著建筑結(jié)構(gòu)的加固，抗震能力的提升，面對大地震能減少損失，面對小地震能規(guī)避損失。可以說，建筑結(jié)構(gòu)減隔震技術(shù)的研究與應用十分重要。所以，本文主要針對此，來介紹建筑結(jié)構(gòu)減隔震技術(shù)的意義、相關(guān)原理與具體應用。

1 ?建筑結(jié)構(gòu)減隔震技術(shù)的應用意義

從以往數(shù)據(jù)來看，應用了減隔震技術(shù)的建筑與未應用減隔震技術(shù)的建筑在抗震能力方面具有明顯差異。應用了減隔震技術(shù)的建筑在遇到地震時，只會發(fā)生輕微的傾斜，建筑物內(nèi)部的設(shè)施、器具等物品都不會造成太大損傷;而未應用減隔震技術(shù)的建筑在遇到地震時，會造成嚴重的破壞，建筑物內(nèi)部也不能幸免。建筑物容易遭受地震損害的原因，是因為地震能量來自于地層面，地面劇烈振動的時候，會同時引發(fā)建筑物的劇烈抖動，破壞也隨之出現(xiàn)。應用減隔震技術(shù)，能將地震速度反應降低到60%左右，以極大程度上減少地震對建筑物、對室內(nèi)設(shè)施、對人員的損害與威脅，保障人們的生命財產(chǎn)安全，這也是其意義所在[1]。

2 ?建筑結(jié)構(gòu)減隔震的基本概念與原理

2.1 建筑結(jié)構(gòu)減隔震的基本概念

通過增強結(jié)構(gòu)件自身變形力與強度來抵御地震的反應力，雖能夠?qū)崿F(xiàn)一定程度的減隔震目的，但卻無法完全減少與規(guī)避損失。因此，相關(guān)工作人員開始研究相應的減隔震裝置，依靠該裝置，在地震時分離開構(gòu)件或結(jié)構(gòu)件與可能引起破壞的地震地面運動或支座運動，盡量避免能量被大量傳輸?shù)浇ㄖY(jié)構(gòu)中，以此保護建筑主體結(jié)構(gòu)。建筑結(jié)構(gòu)減隔震技術(shù)不光可以快速提升建筑物的抗震性，還可有效節(jié)省建筑結(jié)構(gòu)的工程造價金額[2]。

從下圖1的非隔震結(jié)構(gòu)與隔震結(jié)構(gòu)的變形對比圖，我們可以看出，左邊沒有應用減隔震技術(shù)的建筑結(jié)構(gòu)，在發(fā)生地震后，地震作用力被直接傳送到了建筑本體結(jié)構(gòu)上，建筑發(fā)生嚴重變形。而應用了減隔震技術(shù)的建筑結(jié)構(gòu)，在遇到地震的時候，其結(jié)構(gòu)變形程度十分小，地震的作用力大部分都被隔震裝置所消耗了。從圖我們就可以直觀的看出，應用了減隔震技術(shù)的建筑結(jié)構(gòu)擁有良好的抗震能力。

2.2 建筑結(jié)構(gòu)減隔震的原理

減隔震技術(shù)所持有的核心思想為，想盡辦法，讓建筑物主體結(jié)構(gòu)在發(fā)生地震時，能與可能造成結(jié)構(gòu)破壞的地面震動隔離開來。為實現(xiàn)這一目標，采取的方法為延長結(jié)構(gòu)周期，在一定范圍內(nèi)，規(guī)避開地震卓越周期，使地震能量盡可能少的傳輸?shù)浇ㄖ黧w結(jié)構(gòu)中，以此減少地震造成的損失。

通過研究可以發(fā)現(xiàn)，結(jié)構(gòu)周期被延長后，結(jié)構(gòu)位移的相應反應也會增加，這對于結(jié)構(gòu)設(shè)計是一種挑戰(zhàn)與困難。同時，因為結(jié)構(gòu)自身的柔性，在正常狀態(tài)下也可能會出現(xiàn)有害振動狀況。所以，需要控制這些有害振動發(fā)生的可能性，降低結(jié)構(gòu)的變形概率。同時，研究人員還通過增加結(jié)構(gòu)阻尼作用，來吸收地震時產(chǎn)生的能量，以減少建筑結(jié)構(gòu)地震發(fā)生時的反應。

3 ?建筑結(jié)構(gòu)減隔震技術(shù)的具體應用

3.1 隔震層

（1）想要在建筑結(jié)構(gòu)中有效應用減隔震技術(shù)，就必須了解不同建筑的特點，針對不同建筑物使用不同的隔震減震技術(shù)，設(shè)置隔震層能最大程度的發(fā)揮隔震減震技術(shù)的作用。地震發(fā)生的時候，通常會對建筑物造成巨大的破壞，所以，必須增強建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，并提升建筑物阻尼系數(shù)，以此來防范地震可能造成的破壞與威脅;（2）地震是一種地殼持續(xù)釋放能量生成的振動，是地底內(nèi)部反映到地上的地震波形式。地震時，建筑物底部的阻尼系數(shù)高，便能極大程度減少建筑物上部結(jié)構(gòu)的破壞程度。所以說，在建筑結(jié)構(gòu)中設(shè)置隔震層，可以阻礙地震能量被傳輸?shù)浇ㄖY(jié)構(gòu)上，并逐步削弱地震能量，避免造成較大程度的建筑物破壞;（3）從大量工程實踐來看，在建筑結(jié)構(gòu)中設(shè)置隔震層，在地震波加速反應的時候，至少可以抵制消耗55%的地震波能量，以此提升建筑物的抗震性，保障人們的生命財產(chǎn)安全。當前的建筑工程，隔震層采用的大多為軟墊隔震層，軟墊隔震層技術(shù)也成為了應用十分廣泛的隔減震技術(shù)之一。軟墊隔震層技術(shù)的應用是在建筑物底部設(shè)置多個橡膠塊裝置，施工時，讓建筑物整個落在這些減震墊上，來增加抗震性，減小地震威脅[3]。

3.2 基礎(chǔ)隔震

在多種多樣的基礎(chǔ)隔震構(gòu)件里，建筑隔震橡膠支座是應用十分廣泛的一種。隔震橡膠支座是柔軟的薄橡膠板與堅硬的薄鋼板分層交替疊合、模壓硫化制作而成的。其內(nèi)部橡膠層與鋼板粘結(jié)牢固，當隔震橡膠支座受到上部結(jié)構(gòu)自重與使用荷載的豎向荷載時，橡膠層的側(cè)向膨脹會被鋼板所束縛，豎向剛度增加，使支座擁有了強力的豎向剛度與承載力，能穩(wěn)牢固的支撐起建筑物。當隔震橡膠支座受到水平剪力時，由于內(nèi)部鋼板不約束橡膠層的剪切變形，，橡膠片可發(fā)揮自身柔軟的水平特性，來承受較大的水平變形。

參考“基礎(chǔ)隔震”的原理，并結(jié)合隔震橡膠支座結(jié)構(gòu)功能的分析來看，建筑隔震橡膠支座有效隔震的原理在于在建筑物、構(gòu)筑物基地或者某一位置上安置橡膠支座，依靠橡膠支座的水平柔性的隔震層，來吸收消耗地震能量，將隔震層集中發(fā)生較大相對位移作為代價，減緩或阻礙地震能量傳輸?shù)浇ㄖY(jié)構(gòu)上部，減小建筑結(jié)構(gòu)上部的地震反應，實現(xiàn)減少建筑物結(jié)構(gòu)上部地震損害的目標。建筑隔震橡膠支座技術(shù)不光能從整體上保護建筑物穩(wěn)定性，還能避免非結(jié)構(gòu)部件的損害，并同時防止建筑物內(nèi)部裝修、室內(nèi)設(shè)施被損壞后造成的其他一連串災害。

4 ?結(jié)語

總而言之，地震作為破壞性大且常見的自然災害，我們應該采取有效手段來減小其對人民生命財產(chǎn)造成的損害。建筑結(jié)構(gòu)減隔震技術(shù)的出現(xiàn)也是為了實現(xiàn)這一目標，隔震層與隔震橡膠支座都是建筑結(jié)構(gòu)中應用廣泛的減隔震技術(shù)，能保證建筑物的穩(wěn)定，避免建筑內(nèi)部裝修與室內(nèi)設(shè)施的破壞。不過，該技術(shù)還不十分完善，需要投入更多的精力，對減隔震技術(shù)與元件進行研究開發(fā)，進一步為人民生命財產(chǎn)安全的保護貢獻一份力量。

參考文獻

[1] 許文，戴君武，柏文，等.某軌道交通上部續(xù)建結(jié)構(gòu)減隔震技術(shù)的應用[J].建筑結(jié)構(gòu)，2019，49（S1）：422-427.

[2] 楊志榮.減隔震技術(shù)的發(fā)展及在學校建筑中的應用[J].科技創(chuàng)新與應用，2018（19）：181-182.

[3] 彭凌云，蘇經(jīng)宇，韓流濤.我國建筑減隔震技術(shù)標準化現(xiàn)狀與展望[J].城市與減災，2016（5）：11-18.