浅议高层建筑结构设计中的隔震减震措施

张 衡 李文起

商丘市弘基建筑勘察设计有限公司

浅议高层建筑结构设计中的隔震减震措施

张 衡 李文起

商丘市弘基建筑勘察设计有限公司

随着时代不断演变，环境问题已成为新时期的主要旋律，成为社会大众关注的焦点。随着生态环境日益恶化，各种自然灾害频繁发生，尤其是地震。在新时代下，从大型地震灾害发生后的状况来看，我国一些地区建筑物抗震水平比较低下，没有达到相关规定，存在较大的安全隐患，而导致这一现象的因素比较多，比如，建筑原材料质量不合格，建筑结构设计不合理。为此，需要从建筑工程的设计环节入手，特别是抗震设计方面，为提高建筑物自身的抗震能力，使建筑结构的破坏最小化提供有利的保障。

高层建筑；结构设计；隔震减震

现阶段，我国的建筑结构设计以隔震和消能减震为主，与此同时，相关统计结果显示，隔震和消能减震在建筑结构设计抵抗地震措施中所占的比重正在逐年的增加。我们可以清楚的看出，我国近些年发生了几次大型的地震，这就在一定程度上让人们的生命和财产安全受到了严重的威胁，也极大的制约了我国经济的发展。与此同时，我们想要解决地震对建筑破坏问题，必须要切实弄清出现的原因。因此，针对建筑结构设计隔震和消能减震措施进行研究与探讨是至关重要的，以至于我们基于问题的本质，尽可能的避免建筑受到破坏。

1 减震隔震构造分析

当地震发生时，高层建筑内部的减震隔震结构会发生一定程度的水平位移，为了保证减震隔震层在地震发生时能够有效的保证建筑结构能够稳定不受到损坏，能够抵御其内部结构发生位移所带来的变动，设计时，在减震隔震结构层上部设置竖直方向的隔离缝，隔离缝宽度设置为500毫米即可；上部结构和下部结构之间还有设置完全贯通的水平隔离缝，隔离缝高度设置为20毫米并在该空间内采用柔性材料进行填充，以减轻其在震动时产生的大力度的冲击而造成损坏；在电梯井侧壁则采用下挂的方式进行设计处理，井道外侧包皮到地下室柱、填充墙等处于非减震隔震构造区域的净距离要大于500毫米，悬挂式电梯的地坑底板外侧包皮到基础底板上方包皮之间的净距离不得小于600毫米；穿越减震隔震层的排水管道、电气强、弱电电缆等各种必要导线都要采用柔性连接或者其他有效的方法来适应减震隔震层在面临高强度地震时发生的结构水平方向偏移的要求。

2 建筑结构隔震设计

2.1 隔震地基材料

在建筑工程建设中，建筑物类型不同，采取的地基材料也各不相同。对于这方面，可以运用特殊材料来处理建筑物地基，削弱地震波，从而弱化建筑物在地震中的震感。由于传统建筑物主要采用粘土、砂子进行基础部分垫层，可以应用沥青类型的新型材料设置隔震层，能够起到较好的隔震效果。

2.2 基础隔震结构

它是指在建筑基础部分消耗大量的地震波，可以有效防止地震波传递到建筑上部结构中，能够降低地震对建筑物上部结构的破坏程度。但所设立的隔震设施存在一定的缺陷，不能用于高层建筑物。主要是因为高层建筑在设置隔震设备之后，会延长自身的自振周期，无法降低地震对建筑物的破坏程度。但在建筑基础、上部之间设置的隔震装置在底层建筑物中起到很好的效果。可见，在建筑基础隔震方面，还需要进行更深入的研究，进一步优化完善，使其也能在高层建筑中发挥不可替代的作用，不断扩大应用范围。

2.3 层间隔震装置

层间隔震是在建筑物原有结构上安装对应的耗能减震装置，一旦发生地震灾害，其中的装置隔震、质量减震能够同时吸收地震能量，降低地震对建筑物的破坏程度。但和基础隔震技术相比，层间隔震并不具有较好的隔震效果，还不到20%，还需要进一步优化完善。层间隔震的应用范围还是比较广泛的，在应用到刚完工建筑物的同时，还能加固已有的建筑物。

2.4 悬挂隔震措施

悬挂隔震是把结构的大部分或者全部质量悬挂起来，以至于地面运动传递不到主体质量，出现不了惯性力，进而起到隔震效果。上述这种隔震方式通常应用在大型钢结构，借助于钢结构悬挂体系，从而达到隔震的目的。一般的，大型钢结构分为子结构与主框架：子结构借助于吊杆或者索悬挂，分布着大部分质量，此体系能够有效地隔离子结构以及主框架，降低地震影响的传递，控制结构的地震反应；主框架和一般框架结构相同。

3 建筑结构减震设计

3.1 对已建建筑物进行抗震加固

在对建筑物进行地基、基础隔震设计的时候，需要具备一定的前提条件，要在建筑工程还没施工之前，最晚也需要在施工过程中，在建筑物的关键位置安装特别的隔震设备。不然的话，即使安装了隔震装置，在地震来临的时候，也不能起到较好的效果。在建筑竣工之后，想要对其进行抗震加固，需要灵活应用增多阻碍的方法，即在建筑物相关部位设置消能减震设备。但这样会增加建筑工程建设的施工成本，使工程造价超出预算，不利于实现最大化的经济效益。在此基础上，也会给工程施工带来不必要的麻烦，主要是因为增多阻碍的施工程序非常复杂，施工难度较大。

3.2 装置的维护、保养措施

为保证在竣工验收、日常管理及维护、震后修复过程中对隔震支座的性能提供比较直观的且及时的依据，如隔震支座在使用中或震后外观是否有损坏或不可恢复的变形、隔震沟是否被填充物阻塞、上部结构周围是否有限制其位移的障碍物等，建议对隔震结构制定详细的检查和维护计划，对隔震结构进行定期和不定期的检查、维护。在隔震层楼梯间、电梯间、竖向隔离缝等隔震构造附近或建筑物出入口处，应设置隔震警示标识，提醒业主和其他人员对隔震层构件及隔震构造进行必要维护，明确其在使用过程中不得填充、堆放杂物或有妨碍上部结构水平移动的其他行为等。

综上所述，在当前的高层建筑结构设计工作中，减震隔震措施的采用是防止地震对建筑以及生命财产造成威胁的重要保障，在此，本文主要针对减震隔震结构的设计进行了简单的说明和叙述，希望能对今后高层建筑工程结构设计中关于减震隔震措施的研究和采用提供一些文本上的帮助和思考。

[1]崔路苗.高层建筑砼结构顶部隔震体系的减震分析[D].太原理工大学，2007.

[2]王金宇.浅议高层建筑结构设计中的隔震减震措施[J].江西建材，2017，01：56-58+180.