高層裝配式隔震結(jié)構(gòu)抗震性能研究

陳燕友

(廣東理工學(xué)院建設(shè)學(xué)院，廣東 肇慶 526100)

1 高層裝配式隔震結(jié)構(gòu)抗震性能研究意義

地震是一種危害性極大的災(zāi)害，其會(huì)對(duì)人們的生命財(cái)產(chǎn)以及社會(huì)的發(fā)展造成較大的影響。我國(guó)城市化進(jìn)程不斷推進(jìn)，高層建筑已經(jīng)成為現(xiàn)階段我國(guó)發(fā)展的必然趨勢(shì)。而地震對(duì)于高層建筑的危害性更大，可能會(huì)造成更為嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失，加上高層建筑自身的特點(diǎn)，人們?cè)诘卣鹬须y以及時(shí)撤離，造成的生命財(cái)產(chǎn)問題更加嚴(yán)重[1]。故而我國(guó)近些年對(duì)于高層建筑的防震問題關(guān)注程度較高。

裝配式住宅最早產(chǎn)生于90世紀(jì)，我國(guó)最早時(shí)期的裝配式住宅，吸取的是前蘇聯(lián)的經(jīng)驗(yàn)。而由于當(dāng)時(shí)生產(chǎn)技術(shù)等方面原因的不足，裝配式住宅在實(shí)際應(yīng)用的過程中存在著較為嚴(yán)重的滲漏等方面問題，逐漸的被人們所淘汰，其生產(chǎn)廠家也逐漸的停止生產(chǎn)。而在近些年，隨著我國(guó)技術(shù)的不斷發(fā)展，其劣勢(shì)部分能夠得到解決，而且優(yōu)勢(shì)也更加的凸顯。

2 影響高層裝配式隔震結(jié)構(gòu)抗震質(zhì)量的因素

2.1 地震強(qiáng)度、頻率

從社會(huì)的實(shí)際需求來說，各地在進(jìn)行抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過程中，需要根據(jù)當(dāng)?shù)氐卣鸬膶?shí)際情況進(jìn)行設(shè)計(jì)，這樣能夠在最大程度上保證所設(shè)計(jì)出的抗震結(jié)構(gòu)能夠符合當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況，提升建筑的抗震質(zhì)量。如日本處于一個(gè)地震頻發(fā)地帶，其在發(fā)展過程中對(duì)于抗震結(jié)構(gòu)的研究十分的深入，其建筑也能夠在較大程度上抵抗地震侵襲。建筑在實(shí)際應(yīng)用的過程中，若是遭受到較強(qiáng)的地震，其建筑內(nèi)部的抗震結(jié)構(gòu)，可能會(huì)因?yàn)榈卣鹪斐梢欢ǖ钠疲淇拐鹦阅芤矔?huì)受到較大的影響。因此，高層裝配式建筑其工作結(jié)構(gòu)抗震質(zhì)量與當(dāng)?shù)氐牡卣痤l率強(qiáng)度等有著較大的關(guān)系。

2.2 施工質(zhì)量

嚴(yán)格的按照相關(guān)的程序進(jìn)行高層裝配式隔震結(jié)構(gòu)施工，能夠在極大程度上保證其結(jié)構(gòu)的規(guī)范性，進(jìn)而能夠保證其抗震性能。設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行高層裝配式隔震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過程中，需要經(jīng)過相當(dāng)嚴(yán)密的計(jì)算，才能夠在較大程度上保證其抗震性能。而施工人員在實(shí)際施工的過程中，若是施工質(zhì)量較低，沒有按照裝配式住宅隔震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求進(jìn)行施工，則會(huì)在一定程度上影響其應(yīng)用質(zhì)量[2]。

2.3 試驗(yàn)嚴(yán)謹(jǐn)性

為保證高層裝配式的隔震結(jié)構(gòu)抗震質(zhì)量，需要再進(jìn)行其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)后對(duì)其進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，模擬現(xiàn)實(shí)中的場(chǎng)景，進(jìn)而對(duì)其在實(shí)際應(yīng)用過程中的應(yīng)用情況進(jìn)行分析，在較大程度上保證其建設(shè)質(zhì)量。而部分研究人員在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的過程中，實(shí)驗(yàn)也進(jìn)行不足，對(duì)于數(shù)據(jù)記錄等方面的重視程度不高，造成數(shù)據(jù)產(chǎn)生誤差影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果?；蛘呤遣糠謱?shí)驗(yàn)人員在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的過程中，僅僅進(jìn)行一次實(shí)驗(yàn)，難以保證實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)是否產(chǎn)生偶然數(shù)據(jù)，進(jìn)而在一定程度上影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。故而，在進(jìn)行高層裝配式隔震結(jié)構(gòu)抗震性能研究的過程中，需要保證實(shí)驗(yàn)的嚴(yán)謹(jǐn)性，盡可能的在實(shí)驗(yàn)中模擬現(xiàn)實(shí)中的場(chǎng)景，輔助設(shè)計(jì)人員對(duì)高層裝配式建筑隔震結(jié)構(gòu)抗震性能進(jìn)行更加準(zhǔn)確的分析。

3 高層裝配式結(jié)構(gòu)抗震性能研究

3.1 原材料性能研究

原材料性能是保證裝配式結(jié)構(gòu)抗震性能的重要因素。一般情況來說，原材料質(zhì)量越高，其抗震性能越來越高。而高層裝配式住宅在進(jìn)行隔震結(jié)構(gòu)研究的過程中，對(duì)于研材料性能的實(shí)驗(yàn)主要是針對(duì)于混凝土以及鋼筋質(zhì)量進(jìn)行檢驗(yàn)。

如本文在進(jìn)行研究的過程中，所選擇的是強(qiáng)度為C60以及C30的混凝土，其在研究過程中的性能情況如表1所示。

表1 C30，C60混凝土性能分析

3.2 隔震力學(xué)模型建造

我國(guó)在發(fā)展過程中也將更多的高新技術(shù)應(yīng)用于隔震結(jié)構(gòu)抗震性能研究過程中而建立模型，能夠輔助相關(guān)的設(shè)計(jì)人員，更加直觀的對(duì)建筑的隔震能力進(jìn)行分析與研究。本文在進(jìn)行隔震力學(xué)模型建立的過程中，所選擇的軟件是由美國(guó)CSI公司所研制的，ETABS軟件。這種軟件是一種三維軟件，其在應(yīng)用的過程中能夠?qū)ㄖ恼w結(jié)構(gòu)靜力，反應(yīng)譜,動(dòng)力時(shí)程反應(yīng)等進(jìn)行分析。

3.3 隔震結(jié)構(gòu)參數(shù)選擇

隔震結(jié)構(gòu)參數(shù)選擇的合理性能夠在極大程度上提升研究人員的判斷質(zhì)量，輔助建筑企業(yè)更好的進(jìn)行高層裝配式建筑施工。在進(jìn)行隔震結(jié)構(gòu)參數(shù)選擇的過程中，需要注意以下三個(gè)方面的問題。第一，需要保證同一隔震層內(nèi)，其橡膠隔震支座之間豎向所承受的力應(yīng)該是相同的，以及其在實(shí)際應(yīng)用過程中所承受的豎向應(yīng)力不能夠超過其極限值。第二，需要保證所建立的模型在地震作用下，其內(nèi)部的制作不會(huì)產(chǎn)生拉應(yīng)力，即使產(chǎn)生拉應(yīng)力，也需要保證其拉應(yīng)力不能夠大于1MPa。第三，在進(jìn)行隔震支座設(shè)置的過程中，其極限水平變位應(yīng)該小于其有效直徑的0.55倍。

3.4 地震波的選擇

地震波選擇的合理性是實(shí)驗(yàn)高層裝配式隔震結(jié)構(gòu)抗震性能的重要變量。而我國(guó)對(duì)于地震波選擇也有相對(duì)嚴(yán)格的規(guī)范，地震波在選擇的過程中需要重視以下幾個(gè)方面。第一，在進(jìn)行地震波選擇的過程中，需要按照建筑場(chǎng)地的實(shí)際情況以及設(shè)計(jì)的要求，合理的進(jìn)行地震波的選擇。其在實(shí)際應(yīng)用的過程中，需要選取實(shí)際強(qiáng)震記錄以及人工模擬的加速時(shí)程作為參考數(shù)據(jù)，而實(shí)際強(qiáng)震記錄的數(shù)量應(yīng)當(dāng)不小于所有參考數(shù)據(jù)的2/3。第二，在進(jìn)行彈性時(shí)程分析的過程中。每條彈性時(shí)程的結(jié)構(gòu)底部簡(jiǎn)歷不能夠小于陣型分析反應(yīng)譜計(jì)算結(jié)果的65%。第三在進(jìn)行多條時(shí)程計(jì)算時(shí)，底部的平均簡(jiǎn)歷不能夠小于在振型分解反應(yīng)譜中所計(jì)算數(shù)據(jù)的80%。

3.5 隔震層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

隔震層是高層裝配式隔震結(jié)構(gòu)中的重要組成部分，其在實(shí)際應(yīng)用的過程中主要是由支墩、柱子、墻體和地下室等幾個(gè)部分共同組成。相關(guān)設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行隔震層設(shè)計(jì)的過程中，需要根據(jù)建筑的實(shí)際情況，合理地進(jìn)行隔震層的設(shè)計(jì)，進(jìn)而保證各震層在實(shí)際應(yīng)用的過程中能夠發(fā)揮其應(yīng)有效果。

3.6 數(shù)據(jù)分析

在完成上述的工作后，實(shí)驗(yàn)人員需要按照實(shí)驗(yàn)的需求，將地震波導(dǎo)入到建筑的模型中，通過模型反映高層裝配式建筑在地震中的實(shí)際情況，輔助相關(guān)人員對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化與改進(jìn)，以及相關(guān)人員在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的過程中，需要對(duì)所選擇的數(shù)據(jù)進(jìn)行多次的實(shí)驗(yàn)?；蛘咄ㄟ^數(shù)據(jù)對(duì)比等各種方式提升數(shù)據(jù)的合理性與準(zhǔn)確性，在最大程度上保證實(shí)驗(yàn)所計(jì)算出的結(jié)果與實(shí)際結(jié)果相接近，進(jìn)而保證建筑能夠更加安全的投入使用。

4 結(jié) 語

城市化是現(xiàn)階段我國(guó)發(fā)展的必然趨勢(shì)，而在城市化發(fā)展的過程中，人口大量的聚集，高層建筑成為城市發(fā)展的重要方向。而伴隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，人們對(duì)于建筑的經(jīng)濟(jì)性，安全性，質(zhì)量等各方面都有了更高程度的要求，裝配式建筑隨之受到人們的關(guān)注。而由于我國(guó)對(duì)于裝配式建筑的研究較少，造成其各方面數(shù)據(jù)存在較多的不足，在較大程度上影響現(xiàn)階段我國(guó)高層裝配式隔震結(jié)構(gòu)抗震性能研究質(zhì)量。故而我國(guó)在未來的發(fā)展過程中，需要將更多的精力投入在高層裝配式建筑的研究中，提升其整體質(zhì)量，保證其能夠在我國(guó)的發(fā)展過程中發(fā)揮更大的作用。