建筑结构设计中如何做好隔震与消能减震工作

摘要：本文主要阐述建筑结构设计中怎样考虑采用隔震技术方案。

 

关键词：建筑结构；设计；隔震；消能减震

 

1.引言

 

从近些年的两次大型地震灾害发生后的状况来看，我国部分地区的建筑物的抗震水平还达不到标准，并不符合的保护人们的生命以及财产安全的目的以及功效。导致这种现象的因素是许多方面的，有建筑设计的问题，有结构布置及基础选型的问题，有建筑原料的问题，也有施工及监督方面的问题等等，因此追究起来也是十分复杂的。所以一定要从建筑物的设计环节做起，尤其着重从建筑工程的基础上处理这种建筑物抗震水平方面的问题，才可以有效地确保建筑物的抗震能力，将结构的破坏降到最低。

 

2.建筑结构的主要隔震举措

 

隔震技术是通过延长结构的自振周期来达到减小结构地震反应的目的，宜选择对抗震有利地段作为隔震结构的场地，避开不利地段，场地宜为I、Ⅱ、Ⅲ类，不宜选Ⅳ类。我们一般是对地基展开特殊整治、基础设立抗震设备、对建筑的上部结构展开防震设计，这几种举措一般是混合应用的，可是我们结合地震结构特点和建筑物自身结构，会主要重在核心部位设立隔震层，根据隔震层的所处位置不同我们把建筑物的隔震设计主要分为下面几种。

 

2．1建筑物地基使用特殊材料隔震

 

建筑物基础隔震，关键是将隔震层变成一个柔性底层，削减地震时的地震波，进一步降低地震对建筑物的破坏。以前的手段是在建筑物的基础部分交替铺上粘土以及砂粒，或者直接铺上粘土或砂粒垫层。在中国的建筑厉史上，曾有人用糯米作为原材料，在建筑物的基础部分放置垫层，以此降低地震力的破坏作用。近几年来，相关部门在这方面的探究已经获得了突破性发展，以沥青作为原料探究出一种比较特殊的材料，用它来设立隔震层效果最佳。

 

2．2建筑物基础设立隔震设施减震

 

这一种隔震举措关键是在建筑物的基础和上部建筑间设立特殊设备，降低地震向上传送，最高可降低地震对建筑物传送能量的三分之二，可是，这种举措的弊端是不适合用在高层建筑，由于在高层建筑设立这种设备会延长建筑结构本身的自振周期，不能起到降低地震对建筑物破坏的目的。一般使用的办式有：粘弹性隔震、摩擦滑移隔震、等几种，常见的装备有橡胶垫、由橡胶和薄钢板相间层叠组成的隔震支座等。期中隔震支座应具有不少于6O年的设计工作寿命，在施工安装时，应符合《建筑隔震橡胶支座}JG118—2000的相关规定。

 

2．3建筑物层间隔震拳措

 

层间隔震这种方式主要适合用在旧房改造，在施工方面拥有简便、容易操作的特点。和建筑物基础部分设立隔震装备的办法相对比，层间隔震的功效不是很明显，减震的贡献能够达到十分之一到十分之三的范围。这种手段主要是依赖设立在建筑结构各层间隔的减震装备吸收或者削减地震能量，进一步减小地震对建筑物的破坏，设立的装置基本和基础隔震的一样。

 

2．4建筑物结构悬挂隔震

 

悬挂隔震是把建筑物的大部分或者整体结构悬挂起来，也就是我们一般所说的悬挂结构，这样，要是地震来临时，地震的能量不会传送给悬挂起来的结构，进一步达到降低地震损害的目的。这种隔震方法最常见是用在大型钢结构，大型钢结构绝大多数是使用钢结构悬挂体系，用这种方法来隔震。大型钢结构通常分为主框架以及子框架，在悬挂体系中，子框架经过索链或者吊杆悬挂在主框架上，要是地震来临时，主框架会跟随着地壳运动产生摇摆，可是，子框架以及主框架间是可以活动的索链以及吊杆，地震的能量要是抵达这个部位的时候就会削减，不至于传送到子结构发生惯性力。

 

3.消能减震技术

 

消能减震技术主要经过提升结构的附加阻碍来降低结构的地震力反应。其运用相当广泛：不但能用在新建建筑物的减震设计，也可用在改建结构的抗震加固；适合用在钢筋混凝土结构，也适合用在钢结构；通常运用在上部结构，也可以运用在基础隔震建筑中的隔震层。消能减震技术是用特殊设立的机构以及元件把地震的能量加以吸收消耗，以保护主体结构的安全。这比传统的依赖结构本身及其节点的延性耗散地震能量相对比明显是进步了。可是消能元件常常与主体结构是不能分开的，并且时常是主体结构的一个组成部分，也不能完全防止主体结构出现弹塑性变形，所以它还不能完全拜托延性结构的理念。从另一方面考虑，减震消能也可以将其看作是增加结构阻碍的方法。

 

消能减震技术的现实运用功效与所使用的消能设备关系比较大，消能设备的种类比较多，主要有摩擦阻碍器、磁流变阻碍器、塑性消能器、粘滞阻碍器、形状记忆合金阻碍器等。从阻碍器的工作理念方面可分成滞回型以及粘滞型两种，也可以称为位移相关型以及速度相关型。