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建筑结构隔震与减震设计研究

来源:易榕旅网
建筑结构隔震与减震设计研究李 艳/山西省介休市建筑设计院 山西介休 032000摘 要:地震是一种破坏力极强的自然灾害,在对建筑物带来损害的同时还会在很大程度上威胁人们的生命和财产安全,因此建筑结构设计中的隔震减震设计近年来也受到了越来越多的关注,特别是在高层建筑的结构设计中,应当确保其能够达到小震不坏、中震可修、大震不倒的标准。科学的隔震减震设计能够最大限度的确保建筑整体的安全与稳定,基于此,本文结合笔者实际工作研究,对建筑结构隔震和减震设计展开了探讨。关键词:建筑结构;隔震减震设计;对策建议对于建筑结构设计工作来说,是否可以真正考虑到建筑抗震性的问题,同时采取科学的设计方案来实现抗震要求,这对建筑整体的安全性与稳定性都具有非常重要的影响。一直以来,在进行建筑结构设计的过程中都是遵循小震不倒、大震能修的原则,但随着高层建筑的日益增多,这一原则应当予以调整,要确保建筑可以实现小震不坏、中震可修、大震不倒的标准,在进行结构设计的过程中尽量采取科学的隔震减震设计。1建筑结构隔震减震技术概括1.1减震技术建筑结构消能减震即是在建筑的某些位置(例如说剪力墙、节点、连接缝、楼层空间以及主附结构间等)设计耗能装置,依靠耗能装置形成摩擦、弯曲(或者扭转)、弹塑性滞回变形来尽量消耗或吸收地震过程中对建筑结构产生的能量,从而降低主体结构的地震反应,有效防止结构出现破坏或倒塌的问题,最终实现减震的目的,图1为一种常见的建筑结构减震设计措施[1]图1 建筑结构减震措施。1.2隔震技术和减震结构设计相比起来,建筑结构设计中的隔震设计更加多元化,选择特殊材料的地基隔震、层间隔震等是比较常见的措施。而选择特殊材料的地基隔震通常来说会利用黏土、砂子或沥青等材料;基础隔震是一种效率较好的隔震手段,体形规则的建筑可采取这一设计方式。基础隔震结构借助于在建筑物的基础以及上部结构之间设计隔震层,把整个建筑划分为上部结构、隔震层以及下部结构三个组成部分。地震对建筑产生的能量通过下部结构传递到隔震层,大多数能量被其中设置的隔震装置所吸收,只有少许能量传递到上部结构,进而在很大程度上降低了地震带来的影响,增强了建筑的稳定性和安全性,下图2属于一种常见的隔震设计。图2 建筑结构隔震措施

2019.03 |51

Copyright©博看网 www.bookan.com.cn. All Rights Reserved.建筑设计2建筑结构隔震与减震设计2.1建筑结构隔震设计①地基隔震材料选择。对于建筑结构隔震设计来说,根据建筑类型的差异,选择的地基材料也存在差异,可借助于特殊材料来对建筑地基进行设计,从而起到削弱地震波的作用,降低地震给建筑带来的震感。因为过去一直以来通常都选择黏土或砂子作为基础垫层,可使用沥青类的新型材料铺设一层隔震层,从而发挥出一定的隔震作用。②隔震结构设计。目的在于削弱地震波,避免过多的地震波传递到建筑的上部结构,可以有效避免地震给建筑带来较大损害。对于中低层建筑而言,隔震装置能够发挥出较好的效果,但高层建筑设置隔震装置可能会增加自振周期,不能够削弱地震带来的危害,可见我们还需要展开更进一步的研究,逐渐拓展隔震装置的应用范围。③层间隔震设计。层间隔震指的是在建筑已有结构的基础上设计匹配的耗能减震装置,如果出现地震,装置隔震、质量减震可以同时消耗地震对建筑物产生的能量,避免其造成更大的破坏。和基础隔震比起来,层间隔震的实际效果还有待强化,但其目前的具体应用范围较为普遍,不仅能够在新建筑中应用,同时还可以对已完成的建筑进行再次加固[2]。④悬挂隔震设计。悬挂隔震能够有效削弱地震波,避免地震波直接对建筑主体结构造成影响,能够防止建筑主体受损。悬挂隔震装置基本上属于悬挂在地面,在地震发生之后,由于建筑结构上层被分离,不会出现惯性力,从而实现隔震的作用。但悬挂隔震实际上的应用范围不是很大,通常来说用于钢结构建筑中,尤其是大型钢结构建筑较常采用。如果出现地震灾害,地震波传递到悬挂装置时,地震能量可以在很大程度上削弱,从而降低对建筑物造成的损害。另外,我们已经了解到地震与地质结构之间具有紧密联系,必须全面深入掌握建筑所处位置的地质状况、地震震向,确保建筑物走向能够垂直于地震方向。2.2建筑结构减震设计减震设计通常是依靠建筑主体之外的设置来提高建筑物阻尼,削弱地震传递到建筑结构的能力,降低其受到的影响。消能设备的设计位置必须要进行全面严谨的论证而确定,安置于结构的两个主轴位置,能够让两方向都具备附加阻尼与刚度;安置在结构变形相对较大的位置,能够更好的起到削弱地震能量的功能。减震装置不单单能够应用到新建建筑的减震设计,对建筑基础部分进行特殊处理以外,还能够依靠消能减震设备或元件来降低地震时对建筑产生的作用力,确保人们的生命与财产安全;同时还能够应用到现有建筑结构的加固设计中,对建筑地基或基础实施减震设计的过程中,必须要在建筑开工前根据隔震设计要求做好相应工作,或者可以选择在实际施工建设时在建筑结构的关键位置设计减震装置。当建筑物整体竣工之后,若要对其实施再次加固,需要选择增加阻尼的措施,在建筑结构的合理位置设计消能减震装置,从具体应用位置上而言,消能减震装置不但能够设计在建筑上部结构,同时也能够应用在隔震夹层中。消能减震设计是采用特殊的元件把地震产生的能力进行吸收消散,以保障建筑主体的安全稳定。当消能减震结构的抗震性能有所增加的情况下,建筑物主体结构的抗震构造要求可在一定程度降低;降低幅度应当按照消能减震结构地震影响系数和不设计消能减震装置结构的地震影响系数之比来进行计算,最大幅度必须要控制在1度之内[3]。消能减震基本原则是借助于消能器的合理设置来对预期结构变形予以控制,进而确保建筑物主体结构在地震来临时不会出现较为严重的损坏。结语综上所述,对于建筑结构隔震和减震设计而言,必须要全面掌握隔震减震装置的具体性能,做好各项注意措施,根据规定的流程做好隔震减震设备的安装工作,同时还必须要科学计算隔震减震设备的安装位置,对建筑走向、所在地区地震断裂带实际分布情况有充分的了解,进而更科学合理的应用各种隔震减震技术手段,让其充分发挥出实际功能。唯有如此才能够有效控制地震对建筑物产生的危害,防止出现较大的财产与生命损失,促进建筑行业的持续健康发展。参考文献󰀡[1]周雯芳.隔震设计原理及某工程隔震设计分析[J].居舍,2018(26):137-138+214.[2]岳猛.建筑隔震与消能隔震技术[J].建材与装饰,2018(37):128-129.

[3]毛土明.高层建筑抗震设计分析及消能减震技术实践[J].城市建设理论研究(电子版),2018(19):148.

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