马俊杰
摘要:在全球大陆上,多发国家属于 7 级以上的地震区域,并且有 1/3 的位置处于中国。中国具有 41%的国土,一半以上的城市地震级别处于 7 级以 上,79%的国土处于 6 级以上的地震带上,因此这就需要中国不断的提高抗震设防能力。中国间隔镇行业发展较为缓慢,至于同等状况的地震下,中国受到 的损害会比其他发达国家更为严重,死亡人数也较发达国家相比,高于 10 倍以上,这就需要中国不断研发建筑隔震技术,并应用到实际对现实生活进行有 所改善。要想更好地增强我国减隔震技术的应用,可以通过制定相关政策,来促进减隔震技术的发展,近几年来,我国的政策形势开始从鼓励提倡转变为 强制性,因此部分人员也更加希望减隔震强制性政策快速落实,以此促进我国减隔震行业的快速发展。基于此,本篇文章对建筑结构设计中的隔震减震措 施进行研究,以供参考。
关键词:建筑结构设计;隔震减震;措施
1 建筑结构隔震减震介绍
减隔震就是将隔振器结构与建筑物上传结构进行连接,通过阻尼器等 消音设备来,更好的降低地震对建筑物的作用。狭义上来说减隔震是在建 筑领域上进行应用的,广义上则是运用在交通领域。此类所说的交通领域 是指铁路桥梁支座,公路桥梁支座,以及桥梁阻尼器等。起到的作用是防 止橋梁上层结构发生变形,降低由于车流水流大风造成的桥梁产生的共振 作用,主要核心工作重点是减震,因此会大力运用在地震高发区。本篇文 章的研讨重点是对建筑物减震方式进行深入探究,建筑物的隔震主要方式 分为减震与膈症两大类。
通常情况下所涉及的抗震主要是考虑到建筑物的强度和刚度,也就是 强柱弱梁,强减弱弯,强节点弱构件的设计理念,这样的方式是更好的增 强建筑物的延展性,提高抗震性能,符合三水准两阶段的发展要求。建筑 物的减震技术在结构上会安装耗能装置,消耗地震产生的作用,降低地震 对建筑物主体产生的损害。利用建筑物隔震技术,可以在建筑物基层下部 安装隔振装置,隔震装置主要由阻尼器和隔振器组成,最终形成隔震层隔 离地震向建筑物传输的能量减少上层结构被影响,并且延长上层结构,自 震周期,降低上层结构产生的地震反应,最终达到所要求的抗震防震效果,更好的确保建筑物的质量安全。
2 建筑结构设计中隔震减震存在的问题
在对建筑结构的隔震减震进行设计工作的过程中还仍存在着一系列的 问题:(1) 隔震减震支:减震墙与隔震减震支座之前有着密不可分的联系,同时两者之间也会各自产生一定的影响,所以在对建筑结构的隔震减震墙 进行实际设计工作的过程中,要始终站在分散实际原则的基础上去对整个 建筑结构进行隔震减震墙的布置工作,但是对于建筑设备的周围要尽量避 免出现隔震减震墙,否则抗震墙的倾覆力便会受到一定的影响,甚至隔震 减震支座的做功状态也会出现各种各样的问题。(2)对隔震减震的结构设 计方面进行实际工作的过程中,对这一方面工作的复杂性导致传统的框架 结构无法应对,而大多数建筑选择橡胶支座的几率比较高,在这种情况下 我们在进行隔震减震处理工作的过程中,我们可以通过重叠橡胶支座的方 式来使隔震减震的效果得到大大的提升。(3)所使用的减震技术主要是利 用对结构的延长,来减少自振周期,降低震动对房屋建筑产生的影响,针 对长期受到震动的地区,还是会对建筑物减震区域产生不良影响。合理安 装隔振底座,可以更好地防止地形震动对房屋建筑物产生的倾斜问题。(4) 对于处在软土质上层的建筑物,会在地震的状况下受到严重影响,例如,怎样将隔震技术运用在软土质的隔震层上,也是这样我国需要重点开发的 技术之一。(5)减震墙与隔震减震支座之前有着密不可分的联系,同时两 者之间也会各自产生一定的影响,所以在对建筑结构的隔震减震墙进行实 际设计工作的过程中,要始终站在分散实际原则的基础上去对整个建筑结 构进行隔震减震墙的布置工作,对建筑物周围环境做必要的防震处理,降 低建筑物震动效果,否则抗震墙的倾覆力便会受到一定的影响,还可以合 理利用隔震减震技术,来对建筑物底座做相应处理,有利于建筑物主体稳 定性的提高。
3 建筑结构设计中的隔震减震措施
3.1 隔振措施
结构隔震体系通常由上部结构,隔震层,下部结构三部分组成,通过 在结构物底部或层间位置设置隔震装置而形成的结构体系,而隔震技术隔 震广泛应用各大建筑的设计工作中,而这种隔震技术来应对无法正常运用 基础隔震的建筑物,而隔震技术防震则是站在防震支座的基础上通过运用 隔震层来保证整个房屋建筑的防震效果能够得到提升。而大多数建筑物在 选择隔震支座原材料的过程中选择橡胶可能性也较高,而橡胶制作的防震 性能也比较良好,因此一直作为首选来进行使用。隔震技术应用过程中,需要根据现场到实际情况来进行实验并对现场的实际数据进行测量,通过不断地对现场据进行测量分析之后来查看隔震工作是否具备理想的防震效 果。建筑在装置完隔震设施之后,这种隔震设施便会 吸收大量地震灾害时 发生的能量,以此来降低建筑物所受到的危害。目前我们对隔震的设计工 作给予了较强的重视,在未来也将会广泛应用于各大建筑物中。
3.2 减震措施
在减震装置中,主要会使用到金属类型的和黏滞类型的两种阻尼器。金属阻尼器是与位置相联系的阻尼器之一,在地震中起到震动屈服的作业,降低建筑物变形,缓解地震对建筑物产生的振动能量。例如,使用软钢阻 尼器可以起到约束屈服的作用。黏滞阻尼器是与速度相关的阻尼器,在地 震中起到往复的作用,来降低地震对建筑材料产生的能量,例如,杆式黏 滞阻尼器和黏滞阻尼墙都是该技术的应用体现。阻尼器选型可按以下几点 实行,结构较柔(如钢结构)或刚度不足的结构,可优先考虑选用防屈曲 支撑,其次选用金属剪切阻尼器;抗扭刚度较弱(周期比超限)或结构平 面布置不规则的结构(扭转位移比超限),首先考虑选用防屈曲支撑,并沿 结构周边进行布置;结构刚度尚可,当有附加阻尼比需求时(可一定程度 上减小地震力),可考虑选用黏滞阻尼器和黏弹性阻尼器;
剪力墙结构如需采用减震技术,目前最佳选择为连梁阻尼器。各类阻 尼器布置原则,类似于《建筑抗震設计规范》中剪力墙的布置原则。尽量 按照对称、周边、均匀、分散的原则布置。阻尼器布置楼层数建议不少于 地上结构总层数的一半,在平面布置中,建议相同方向阻尼器的布置间距 不超过 40m。
4 建筑场地的合理选择
我们在实际设计工作的过程中,要特别重视起抗震设计。在选择建筑 场地的过程中,要尽量选择地基比较好的区域,尽可能避免在一些地震断 层或者软弱地基上来进行施工工作。例如,稳定岩石、硬岩石,对于位置 开阔平坦的地区所使用到的中硬土,都可以作为合理的场所进行使用。要 尽量避免对抗震效果不利的位置,比如软质土、液态土这类土地,在上层 呈现岩石不均匀的土层,都会降低抗震效果,部分土中还含有高水量的可 塑黄土,地表存在结构性裂缝等。
5 加强隔震减震研究和实际工程在地震中的监测
目前我们在对建筑物的隔震减震设计工作,还能存在着一系列的问题,而整个设计工作大多数站在隔震减震结构所模拟出的数据来进行,这种模 拟数据与实际发生地震的现象还有着较大的差别,我们也没有较多的实际 案例数据进行分析,导致整个隔震减震的设计工作无法向着更好的方向前 进。而在实际发生地震的过程中,横向力以及纵向力或者其他方向的力是 不受我们人为所控制的,因此我们还需要从各个方面去不断的努力分析,使得整个建筑物的隔震减震工作能够向着更好的方向发展,努力降低地震 对我们人们以及建筑所造成的实际危害。
结束语
综上所述,把建筑设施的抗震问题放到重要的位置上,选择相对应的结 构设计方案,尽可能地防止其受到地震的影响,避免破坏或影响建筑设施。
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