高層隔震建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法研究

朱元祥

摘 要：文章主要論述的是有關(guān)高層隔震建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的問題，首先，文章主要從隔震結(jié)構(gòu)的概念、原理及其特點(diǎn)出發(fā)對其進(jìn)行了簡要的概述，繼而在此基礎(chǔ)上，主要分析了做好高層隔震建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要求以及具體設(shè)計(jì)方法，希望能夠?yàn)榻ㄖI(lǐng)域提供參考，從而使高層隔震建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能夠達(dá)到更高的水準(zhǔn)。

關(guān)鍵詞：高層；隔震；建筑；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；方法

地震的發(fā)生對于建筑物安全性及使用性的保證會產(chǎn)生十分嚴(yán)重的影響，大量的實(shí)踐表明，存在隔震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的建筑與不存在上述設(shè)計(jì)的建筑在抗震效果方面存在很大差距，因此，為最大程度的保證人們生命及財(cái)產(chǎn)的安全，做好隔震建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)已經(jīng)成為了目前社會較為關(guān)注的一項(xiàng)問題，同時(shí)，由于高層建筑已經(jīng)成為了目前建筑領(lǐng)域的一個主要建筑方式，同時(shí)，相對于普通建筑來說，高層建筑在隔震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面要求也較高，因此，必須主要針對這一建筑形式的隔震問題進(jìn)行分析。

1 隔震結(jié)構(gòu)概述

1.1 隔震結(jié)構(gòu)的概念與原理

所謂的隔震結(jié)構(gòu)主要指的是在建筑物基礎(chǔ)與上部結(jié)構(gòu)之間通過設(shè)計(jì)隔震層的方式來達(dá)到隔震目的的一種結(jié)構(gòu)。通過對隔震結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，房屋結(jié)構(gòu)能夠與基礎(chǔ)分離開來，一旦出現(xiàn)地震等，房屋結(jié)構(gòu)便能夠有效的使自身所需要承受的能量得以擴(kuò)散，從而盡可能的減少由于地震而對房屋穩(wěn)定性等帶來的影響。實(shí)踐證明，存在隔震結(jié)構(gòu)的房屋，在地震發(fā)生時(shí)只會發(fā)生輕微的運(yùn)動或變形，而不會出現(xiàn)倒塌的現(xiàn)象，這體現(xiàn)了這一抗震方法的有效性。

隔震結(jié)構(gòu)的原理主要是通過隔震層來實(shí)現(xiàn)的，隔震層的設(shè)計(jì)會使得房屋結(jié)構(gòu)的周期得以延長，使結(jié)構(gòu)對加速度的反應(yīng)得以減小，這樣的原理是促使其能夠有效的避免地震所帶來波動的主要原因。

1.2 隔震結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)

通常情況下，抗震設(shè)計(jì)的主要目的是為了保證建筑物不至于因?yàn)榈卣鸬陌l(fā)生而產(chǎn)生倒塌或損壞的現(xiàn)象，而對于罕見的破壞力強(qiáng)大的地震來說，及時(shí)存在隔震結(jié)構(gòu)的建筑物也是允許出現(xiàn)被破壞的現(xiàn)象的，但不倒塌這一點(diǎn)必須得到保證，這能夠保證居民的生命安全，但卻無法保證其財(cái)產(chǎn)安全，且建筑物一旦出現(xiàn)被破壞的現(xiàn)象，其修復(fù)過程也十分困難。做好隔震結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)對于解決上述問題具有重要價(jià)值。隔震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)會使得地震所產(chǎn)生的沖擊波能夠在建筑范圍內(nèi)被有效的分散開來，從而使建筑的結(jié)構(gòu)不至于出現(xiàn)被破壞的現(xiàn)象，在保證居民生命安全的同時(shí)，也對其財(cái)產(chǎn)安全的保證做出了承諾。

2 高層隔震建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

2.1 設(shè)計(jì)要求

高層隔震建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求主要需要從設(shè)計(jì)方案、設(shè)防目標(biāo)以及隔震部件三方面入手：首先，在高層建筑施工之前，必須要針對其隔震結(jié)構(gòu)進(jìn)行方案設(shè)計(jì)工作。設(shè)計(jì)方案根據(jù)不同的施工地點(diǎn)以及建筑物對防震級別的要求有所不同，同時(shí)方案的設(shè)計(jì)還需要有效的符合目前經(jīng)濟(jì)與技術(shù)發(fā)展的特點(diǎn)，這樣才能使其更加具有合理性，更加容易被實(shí)現(xiàn)。其次，存在隔震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的房屋其抗震性能要求優(yōu)于普通的抗震建筑，大量的實(shí)踐證明，存在隔震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的房屋在面對水平地震時(shí)，相對于僅具有普通抗震結(jié)構(gòu)的房屋的設(shè)防力度會多出0.5個點(diǎn)，由此可見，其抗震效果非常值得肯定。最后，在隔震部件方案，設(shè)計(jì)方案上應(yīng)對隔震部件的性能進(jìn)行嚴(yán)格的規(guī)定，要使其使用壽命以及各項(xiàng)參數(shù)等均能夠滿足所要達(dá)到的要求，必要時(shí)，有關(guān)人員需要對各部件進(jìn)行抽樣檢查，以最大程度的保證其使用性能。抽樣檢查的過程對于每一類型部件的抽取個數(shù)應(yīng)不小于3個，合格率必須保證達(dá)到百分之百。除此之外，零件的數(shù)量必須多出工程所需具體數(shù)量，以使工程出現(xiàn)問題時(shí)，零件能夠及時(shí)被替換，避免影響工程進(jìn)度。

2.2 設(shè)計(jì)方法

第一，高層隔震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與非隔震建筑設(shè)計(jì)過程大體類似，有關(guān)人員需要對上部結(jié)構(gòu)方案進(jìn)行初步確定，同時(shí)還要提前做好對結(jié)構(gòu)的布置工作，選擇好結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)所需要的零件其材料，對零件與材料的尺寸等各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行確定，以為設(shè)計(jì)過程提供基礎(chǔ)，同時(shí)，出于隔震層會導(dǎo)致上述結(jié)構(gòu)所承受的地震作用降低，因此可以適當(dāng)?shù)慕档蛯χ虞S壓比以及柱子截面的限制。第二，在對隔震裝置進(jìn)行選擇的過程中，一定要嚴(yán)格保證其承載力能夠達(dá)到具體要求的水準(zhǔn)，要使其能夠在一定承載力的范圍內(nèi)不至于發(fā)生變形，這對于建筑穩(wěn)定性以及抗震性的保證十分重要。除此之外，還應(yīng)對隔震制作的尺寸、類型等各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行確定，并做好布置工作，以保證設(shè)計(jì)過程的順利進(jìn)行。第三，對結(jié)構(gòu)隔震體系動力參數(shù)的確定同樣十分重要，具體確定過程要嚴(yán)格相應(yīng)模型來完成。其中結(jié)構(gòu)的剛度以及阻尼比等都是非常重要的參數(shù)，必須得到足夠的重視。第四，結(jié)構(gòu)隔震控制驗(yàn)算工作能夠有效的保證設(shè)計(jì)過程的準(zhǔn)確性及合理性，對于高層隔震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)同樣十分重要。驗(yàn)算過程需要包括速度、加速度以及位移等問題，要保證其能夠有效的符合設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)。第五，在做好上述工作之后，便要開始對隔震構(gòu)造的設(shè)計(jì)工作，主要內(nèi)容包括對隔震支座以及阻尼器的設(shè)計(jì)，同時(shí)也包括對各配線的設(shè)計(jì)，具體過程要嚴(yán)格按照相應(yīng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，以最大程度的保證設(shè)計(jì)過程的合理性。

2.3 對隔震層的設(shè)計(jì)

對隔震層的設(shè)計(jì)主要包括對隔震裝置的選擇以及對隔震層的平面布置兩方面：首先，對隔震裝置的選擇是做好隔震層設(shè)計(jì)工作的基礎(chǔ)，選擇過程首先要保證裝置能夠同時(shí)承受縱向的承載力以及水平的變形，還要使其能夠有效的對建筑物起到支撐作用，這是隔震裝置必須要達(dá)到的基本功能，同時(shí)也是設(shè)計(jì)的關(guān)鍵?？紤]到強(qiáng)風(fēng)以及大型地震對隔震結(jié)構(gòu)的要求，隔震層必須具備相應(yīng)的水平剛度才能最大程度的減少由于地震而對自身產(chǎn)生的影響。其次，做好對隔震層的平面布置工作也十分重要。要將隔震層設(shè)置在第一層以下。同時(shí)，具體設(shè)計(jì)過程對于其平面布置應(yīng)力也應(yīng)有所要求，要保證其具有良好的對稱性，將布置重點(diǎn)放在主要受力部分。對隔震層隔震功能的驗(yàn)算也要得到足夠的重視，這是設(shè)計(jì)人員必須認(rèn)識到的一點(diǎn)要求。

3 結(jié)語

通過上述文章可以看出，地震的頻繁發(fā)生使得抗震功能開始成為了社會對建筑的一個主要要求，傳統(tǒng)抗震功能在小型地震下，能夠有效的保證建筑物不被破壞，一旦遇到大型地震，建筑物受到破壞是不可避免的，這對于人們財(cái)產(chǎn)安全的保證十分不利。做好高層隔震建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作對于解決上述問題具有重要價(jià)值。想要使隔震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能夠更好的發(fā)揮其價(jià)值，就必須對其設(shè)計(jì)原理及設(shè)計(jì)方法進(jìn)行了解，并將設(shè)計(jì)方法應(yīng)用到具體實(shí)踐過程中，這樣才能最大程度的保證設(shè)計(jì)過程的順利完成。

參考文獻(xiàn)

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