建筑隔震設計相關問題的研究

謝延友，石長安

（1.甘肅工業職業技術學院，甘肅 天水741025；2.天水建筑設計院，甘肅 天水741000）

1 引言

我國位于兩大地震帶上，分別是環太平洋及地中海地震帶、喜馬拉雅地震帶，是地震頻發的國家之一。每當地震來臨，都會帶來嚴重的人員傷亡與財產損失問題，制約我國社會的更好發展。而建筑作為我國發展以及日常生活中的重要組成部分，在實際設計工作的開展中，需要加強隔震設計工作，不斷提升房屋建筑的防震效果，從而將地震帶來的損失與影響控制在最小范圍內。所以，本文將針對建筑隔震設計相關問題等內容進行相應闡述。

2 建筑隔震設計基本概述

隔震設計是指在房屋基礎、底部或下部結構與上部結構之間設置由橡膠支座和阻尼裝置等部件組成具有整體復位功能的隔震層，以延長結構自振周期、增大結構阻尼、阻隔地震能量的向上傳遞，減小傳到上部結構的地震作用，從而達到預期的防震要求。在建筑隔震設計工作的開展中，往往需要加強對隔震技術的應用，這樣可以有效減少建筑物主體結構及非結構構件的破壞。相較于傳統的建筑抗震結構，隔震結構具有更好的抗震能力，可以使建筑物內部人員的生命安全得到更好的保障。因此，應對建筑隔震設計給予更多的關注與重視，滿足人們對建筑的需求。

3 建筑隔震設計應注意的問題

3.1 注意設計標準與經濟效益

建筑隔震設計過程中，應注意設計標準與經濟效益。從目前我國建筑行業發展中可以看出，建筑隔震設計與施工正處于起步階段，相關設計標準還不夠完善，并且使用的設計標準無法全面滿足建筑的隔震需求。與此同時，現階段使用的圖集相對簡單，無法滿足日新月異的設計要求。建筑的隔震設計主要通過隔震支座的變形抵消地震作用，從而減少地震作用對上部結構的影響[1]。因此，進行建筑隔震設計時，會增加相應的隔震層及相關構件，減少上部結構的抗震措施。隔震層及相關構件支撐著整個上部結構，應保證其安全、可靠，這必將導致建筑造價的提高。上部結構的抗震措施雖然有所降低，但是其相關構件的抗震設計不能忽略。當地震發生時，隔震相關構件會發生不同程度的損傷，需對其進行及時的維修與更換。因此，在實際建筑隔震設計中，對于設計標準問題以及經濟效益問題要給予更多的關注與重視。制定明確設計目標，確保設計圖集的科學性與合理性。同時還要做好造價預算工作，對各個參建方的矛盾進行協調與解決。

3.2 掌握新設計方法

在如今社會快速發展的背景下，隔震技術的應用范圍得到了進一步拓展，在國內的很多體量大、復雜的建筑中，都應進行隔震設計。為確保建筑的隔震設計效果，應掌握更多新的設計方式，比如，將BIM 技術應用在隔震設計中，這樣可以通過構建相應建筑信息模型，實現對節點的職能識別，為后續設計以及施工工作展開打下良好基礎。

4 建筑隔震設計問題

4.1 支座面壓問題

在建筑結構長期投入使用的狀態下，隔震支座需要承受來自上部結構各種作用力以及地震作用力的影響，此工況對滑移類支座承壓面積的影響較小，但對疊層橡膠支座的承壓面積的影響較為明顯，會造成承壓面積的明顯減小以及承載力的大幅度下降。結合現行建筑規范標準，在設計環節中需要對隔震支座進行驗算，尤其應當注意2 個方面的問題：（1）在罕遇地震作用力的影響下，應針對隔震支座面壓進行驗算，不能僅對支座水平方向的變形進行限制，否則難以保證支座在罕遇地震下的穩定性與安全性；（2）在計算支座平均壓應力的過程中，應充分評估地震作用影響[2]。

4.2 隔震方案分析

首先，從抗風承載力的角度上來說，以高烈度地區高層建筑為例，根據國家現行規定，進行建筑結構設計時，必須采取隔震或減震技術措施。具體設計過程中，需要參考建筑總重，應用模型對風荷載產生的總水平力進行計算，并與現行GB 50011—2010《建筑抗震設計規范》（2016 年版）中有關風荷載以及其他非地震作用下水平荷載標準值所產生總水平力應低于結構總重力10.0%的標準進行對比。在此基礎上，參考CECS 126：2001《疊層橡膠支座隔震技術規程》中的有關規定，按照“風荷載分項系數（取標準值1.4）風荷載作用下隔振層所對應水平剪力標準值≤抗風裝置水平承載力設計值”進行驗算，以評估其是否滿足要求。其次，從時程選擇的角度上來說，應選取高層建筑所處地區強震記錄以及人工擬加速度時程，對反應譜曲線的平均反應譜與規范反應譜進行比較。

4.3 隔震支座受拉問題

目前，在高層建筑隔震設計問題的研究中，一個關鍵問題在于對隔震支座受拉問題的處理。在地震力的影響下，產生傾覆作用力可能超出隔震支座可以承受的總作用力，并且由于高層建筑結構中的豎向荷載會產生較大的軸向變形，從而在一定程度上影響高層建筑結構的抗彎和抗剪能力，造成結構側向變形。尤其在建筑層高不斷增加的情況下，受此因素影響所發生的軸向變形會在一定程度上對高層建筑結構的整體穩定性產生影響。因此，在隔震設計環節中應加強對建筑結構的軸向受力分析，盡可能地避免結構明顯軸向變形問題的出現。

5 結語

綜上所述，建筑隔震設計對于提升建筑的抗震性能，確保人們生活安全而言具有重要作用。因此，對于建筑隔震設計相關工作，需要給予更多關注與重視。結合實際情況，做好各方面設計工作，這樣才能為人們創造更加安全且舒適的生活環境與工作環境。在這一過程中，對于設計、施工中所需要的先進工藝以及新型材料等，加大研究力度。對于其中各環節工作，都要做好認真嚴謹對待。使得建筑物不僅有著良好的抗震性能，同時達到較好的防水、防火效果等，為我國建筑事業的更好發展打下基礎。