建筑隔震設計相關問題探究

張玉鈺

規劃設計 Planning and design

建筑隔震設計相關問題探究

張玉鈺

（蘭州交大設計研究院有限公司，甘肅 蘭州 730070）

建筑隔震設計是建筑設計的重要內容。建筑物的隔震性能是衡量其安全性能的重要指標。本文主要分析介紹了建筑隔震設計的重要內容，并簡要闡述分析了建筑隔震設計在設計標準、經濟效益和設計方法等方面的設計問題，重點介紹了隔震支座安裝方面的設計內容，同時對隔震房屋的施工和質量監督等方面的注意事項加以闡述，以期為建筑隔震設計相關工作提供相應的參考依據。

建筑；隔震設計；設計問題；施工；維護

從地理位置方面來看，我國恰好處于環太平洋及地中海地震帶與喜馬拉雅地震帶之間，其地震發生頻率相對較高。一旦發生地震，就會對社會民眾造成人員與財產損害，給社會帶來較大的不良影響。因此這就需要加強對房屋建筑的隔震設計，以增強建筑的防震效果，將地震的負面影響控制到最低。

1 建筑隔震設計的簡要概述

對于建筑物的隔震設計，主要是將橡膠支座和阻尼裝置等隔震部件合理設置在房屋的基礎、底部或下部結構與上部結構之間，以形成相應的隔震層，使建筑物具有整體復位功能。這樣，就能夠從根本上保障結構自振周期得以延長，結構阻尼增加，進而減緩阻隔地震能量的向上傳遞，將上部結構中的地震作用得以減緩，進而起到建筑物的防震作用。因此，建筑隔震技術需要被應用在建筑設計過程中，以提升建筑物自身的隔震性能，以減少地震作用下對建筑物主體結構與非結構構件的破壞作用[1]。建筑物隔震結構的設計能夠顯著提升建筑物自身的抗震能力，有效保障建筑物內部人員的安全。因此在針對建筑工程展開設計的過程中，對之做科學的隔震設計具有較高的必要性。

2 建筑隔震設計過程中的注意問題

2.1 明確標準，重視經濟效益

建筑隔震設計在我國建筑行業方面的應用尚處于起步階段。建筑隔震設計與施工應用方面的設計標準尚不完善，也因此使得相關標準難以形成對實際設計工作的有效指導，同時在設計標準圖集方面也顯得不完善，這對于隔震設計工作開展也有著較大的不良影響。這就需要結合實際的建筑隔震要求，不斷豐富完善設計標準和設計圖集。建筑的隔震設計需要通過設計隔震支座，利用其自身的變形性能以消除地震作用，這樣能夠減緩地震作用向上部結構中的傳遞。隔震支座及隔震構件等相關設置雖然會在一定程度上增加工程造價，但是卻能夠有效支撐建筑物上層結構，增強建筑物自身的安全可靠性[2]。

因此，建筑物抗震構件的設計安裝是不容忽視的。在地震發生后，隔震構件可能會出現不同程度上的損傷，這就需要對其進行及時的維修與更換。針對這些問題，就需要加強對設計標準和經濟效益的重視程度。結合建筑工程的實際情況制定科學合理，切實可行的設計目標，并不斷豐富拓展設計圖集。與此同時做好工程預算，積極協調解決建筑工程各參與方之間的問題。

2.2 掌握新型的設計方法

在建筑行業不斷迅速發展的社會背景下，隔震技術得到大范圍的應用與拓展，尤其是在很多的大體量且較為復雜的建筑中都是必然需要進行隔震設計的[3]。因為，為增強建筑的隔震設計效果，就需要不斷學習吸納先進的新型的設計方法，其中比較新興的就是BIM技術，通過構建建筑信息模型的方式，為建筑設計和施工提供重要的信息支撐。同時，新型的設計方法也能夠在一定程度上有利于工程成本的合理配置。

3 建筑隔震設計問題

3.1 支座面壓問題

建筑物一旦投入使用，隔震支座就需要長期承受建筑結構中來自上部的作用力和地震作用力。這些作用力對于疊層橡膠支座的承壓面積影響最為嚴重，不僅會造成承壓面積的減小，而且還會造成承載力的明顯下降。根據現階段的建筑規范標準，需要對隔震支座的設計進行多次反復驗算，以保證支座面壓影響控制在合理范圍內。具體主要從以下兩方面加強驗算：其一，要加強對隔震支座面壓的驗算，而不能僅僅局限于對支座水平方向的變形驗算，這樣能夠進一步加強建筑物在罕遇地震下的安全性與穩定性；其二，應該將地震作用影響作為評估支座平均壓力，以確保驗算結果的準確性和完整性[4]。

3.2 隔震方案分析

首先，從抗風承載力方面來看，風荷載產生的總水平力的計算需要結合建筑物的總重和應用模型等條件作為計算依據。同時,在《建筑抗震設計規范》中明確規定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%的標準，需要將計算值與該標準加以比較，以確定其是否合理。此外，還需要結合《疊層橡膠支座隔震技術規程》，對其中風荷載分項系數的選取標準做出確定，并結合實際承載力對風荷載進行檢驗，保證其達到最終的設計要求[5]。

其次，在隔震方案設計中還需要從加速度時程的角度來展開分析。如：在設計中將區域范圍內以往發生強震時的記錄調取出來，然后根據記錄進行加速度時程模擬，然后繪制建筑工程隔震方案在面對該加速度時程時形成的反應譜曲線，并對該曲線展開分析，保證其達到正常譜值的的范圍之內。

3.3 隔震支座受拉問題

通常情況下，在地震作用力的影響下，隔震支座所承受的傾覆作用力很有可能會超過自身所能夠承受的作用力值。而對于高層建筑物來說，其所承受的豎向荷載力會相對較大，進而引發較為嚴重的軸向變形，在一定程度上

影響高層建筑結構的抗彎和抗剪能力，甚至發生結構的側向變形[6]。近年來，建筑層高不斷增加，又進一步增加了高層建筑物在隔震支座受拉問題影響下發生軸向變形的概率。因此，建筑結構隔震設計過程中需要將軸向受力作為重要的影響因素加以考慮，最大程度上規避建筑結構發生軸向變形的問題。

4 隔震建筑的施工

隔震層的設計與設置是隔震建筑施工的重要內容，其主要表現在以下幾方面：隔振器的安裝與驗收，隔震設備管線的施工等。

4.1 隔震支座安裝

對于隔震支座的安裝，最重要的是要保證支座為軸壓。這就需要嚴格控制隔震支座水平度和軸線位置，以滿足《疊合橡膠支座隔震技術規程》對相關指標的要求。其具體標準要求如下：支承隔震支座的支墩( 或柱〕其頂面水平度誤差不宜大于5‰；在隔震支座安裝后, 隔震支座頂面的水平度誤差不宜大于8‰；隔震支座中心的平面位置與設計值位置的偏差不應大于5.0mm； 隔震支座中心標高于設計標高的偏差不應大于5.0mm。隔震支座在進行位置測量的同時需要做好變形測量，并詳細記錄在冊。例如，對于隔震支座的豎向變形測量，可以通過在隔震支座的四周分別設置水平線，以量取相應水平線之間的豎向距離，然后取其平均數。并且設定每周觀測一次，直至工程施工完成。整個過程中所記錄的豎向距離變化值就可以分析出隔震支座的豎向變形量[7]。

隔震支座的使用需要定期進行測量檢查，一旦發現其存在損傷，使建筑結構的力學性能發生變化，就需要對隔震支座進行更換。如果隔震支座周圍有足夠的位置可以放置千斤頂，則可以嘗試通過放置千斤頂將隔震支座上部結構頂升，而不需要對隔震支座配置外包構件，但需要保證隔震支座上下部結構能夠滿足局部承壓的要求。隔震支座更換完成后再對千斤頂加以釋放，更換后的隔震支座則可以承擔起建筑上部結構重量的作用。當然，隔震支座的安裝要求需要滿足《建筑隔震橡膠支座》的行業要求。

4.2 隔震器的驗收

隔震器的驗收需要對以下內容加以確認，如產品書面文件的確認，并核實隔震產品及配套安裝連接件的數量、型號是否與實際要求相吻合；產品的形狀與尺寸與標準要求是否一致，還需要檢查產品的外觀完整性，查看其是否存在缺陷或者破損等異常情況。其中，隔震層產品的書面文件主要包括供貨企業的資質證明、出廠合格證、性能檢測報告等。

4.3 隔震房屋設備管線的施工

隔震房屋設備管線的施工一般需要從以下幾方面加以注意：首先，對于隔震層中的上下水的進戶管位置處的連接應該是任意錯動的形式，并盡量采取不銹鋼波紋管等柔性接頭。其次，進戶管柔性連接件的兩端應該采取絲扣活節的連接形式，并保證連接器處于豎直狀態。最后，管道的安裝需要在確認變形量滿足設計要求之后才可以加以固定使用。否則就需要針對問題進行檢查并予以解決，確保其能夠正常投入使用。

5 隔震建筑物的質量監督與維護

5.1 施工質量監督

隔震層的施工質量直接關系著建筑隔震工程的施工質量，因此，需要加強對隔震層的施工質量監督與后期維護工作。其施工質量一般需要有施工方進行自檢，然后由監理方進行校核監督。施工質量監督的重點內容主要包括對隔震產品的性能質量資料進行核實，并進行必要的實際抽檢工作；在預埋鋼板定位，并對隔震支座下部構件澆筑混凝土后，則需要對預埋鋼板的軸心位置、標高和平整度等重要參數進行抽查檢查，以確保實際施工質量滿足設計要求。同時，隔震支座的安裝位置、型號、數量等也需要重點檢查，使其與設計文件要求相一致。在隔震支座安裝完成以后，需要對隔震支座的軸線中心位置和預埋表面平整度進行抽查，其抽查數量一般在10%左右。隔震支座的安裝要確保穩定牢固，且支座附近的梁柱混凝土密室不存在蜂窩、麻面和漏筋等缺陷問題。隔震支座的質量要全程監控，避免發生各種損傷現象。并在安裝過程中對隔震支座的安裝和豎向變形做好施工記錄。此外，設備管線、接頭等零部件的安裝、設置需要嚴格按照施工要求來執行。在隔震施工完成后，需要嚴格按照施工及驗收規范等要求組織工程驗收。

5.2 建筑隔震施工維護

對于建筑隔震層的維護，需要根據隔震層的實際施工情況，制定和執行隔震支座的具體檢查和維護計劃。一方面，對隔震支座的外觀及變形情況進行針對性的定期檢查，以確保其處于正常的使用狀態；另一方面，需要對隔震支座周圍的情況進行檢查，定期查看是否存在限制上部結構位移的障礙物，一旦發現存在任何形式的障礙物，都需要采取相應的措施加以處理，以保障隔震支座的性能能夠得到最大程度上的應用[8]。在日常維護工作中，需要對隔震建筑物的隔震構造周圍以及隔震建筑物的入口附近設置專業的隔震警示標記，以提醒業主方和相關人員對隔震層加以維護的意識，尤其是對隔震層部件和隔震層的整體構造。隔震施工維護工作的開展需要遵循國內的建筑規程要求，也需要不斷積極引進國外先進的隔震建筑維護管理辦法，以制定出適用于現行隔震建筑物的管理辦法，為隔震建筑物的后期運行維護提供重要的保障依據。

6 結語

綜上所述，建筑隔震設計是建筑物設計的重要組成內容，其隔震設計質量直接關系到建筑物自身的隔震性能。良好的建筑隔震設計能夠提升建筑物自身的安全穩定性，有效保障人們的工作和生活安全。因此，相關部門需要加強對建筑隔震設計的重視程度。在隔震設計過程中，需要全面結合隔震建筑的實際情況，選擇合理的設計方法和施工方法，以確保設計要求得到科學有效的落實。而對于隔震設計中所需要使用的施工工藝、施工構件和施工材料等，則需要加大研究力度，以不斷提升其隔震性能優勢。在設計和施工過程中，需要秉持嚴謹認真的工作態度，把控好各個工作環節的工作質量。這樣，在隔震設計方案的指導下，建筑物會具有良好的隔震性能、防水性能和防火性能，以保障建筑物安全穩定的投入使用，并推動建筑行業的可持續發展。

[1]劉鍵.高層建筑結構隔震設計關鍵問題分析與處理探究[J].四川水泥,2020(09):310+313.

[2]謝延友,石長安.建筑隔震設計相關問題的研究[J].工程建設與設計,2020(16):35-36.

[3]牛新柱.高層隔震建筑設計問題研究思路構建[J].建筑技術開發,2020,47(16):29-30.

[4]熊曉波.高層建筑結構設計中的隔震減震設計[J].城市建筑,2020,17(20):94-95.

[5]劉國龍. 高層隔震建筑隔震層優化及長周期地震作用下的響應分析[D].蘭州理工大學,2020.

[6]王銘帥.高層建筑結構設計中的隔震減震[J].建筑技術開發,2020,47(03):39-40.

[7]楊友.建筑結構設計中的隔震減震措施探討[J].工程技術研究,2019,4(23):178-179.

[8]紀俊欣.建筑結構隔震設計相關技術問題的討論[J].福建建筑,2009(10):91-93.

張玉鈺（1988.4- ），漢族，男，甘肅蘭州人，本科，工程師，研究方向：建筑設計工作。

TU7

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1007-6344（2021）01-0293-02