建筑結(jié)構(gòu)工程中隔震技術(shù)應(yīng)用與研究

和明　郭宏濤

摘 要：在我國經(jīng)濟水平不斷發(fā)展的今天，建筑結(jié)構(gòu)隔震技術(shù)在實際設(shè)計施工的時候變得尤為重要，人們對于房屋的抗震、隔震要求變得越來越重要，尤其是地震的不確定性因素，給建筑物帶來了一定的隱患。文章就建筑結(jié)構(gòu)隔震進行研究，并通過對常用隔震、減震技術(shù)等裝置的詳細介紹來大力推廣隔震減震技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)中的實際運用。

關(guān)鍵詞：建筑結(jié)構(gòu)；隔震技術(shù)；減震技術(shù)

地震對建筑物的破壞作用，是由于地面運動激發(fā)建筑物強烈振動所造成的，也就是說，破壞的能量來自地面，通過基礎(chǔ)向上部結(jié)構(gòu)傳遞。人們總結(jié)地震經(jīng)驗發(fā)現(xiàn)，地震時結(jié)構(gòu)底部的有限滑動能大幅度地減輕上部結(jié)構(gòu)的破壞程度，因此在建筑物上部結(jié)構(gòu)與基礎(chǔ)之間以及上部建筑層間設(shè)置隔震層，利用軟弱隔震層的大變形來減少地震能量的輸入，減少地震地面運動對上部結(jié)構(gòu)的影響，從根本上減少地震對人身安全、建筑物及其室內(nèi)重要設(shè)備的破壞，以達到防震的目的。

1 隔震技術(shù)的簡要概述

隔震主要是指通過某種媒介，將建筑結(jié)構(gòu)層與震源相隔開來，以達到削減地震能量、加大建筑結(jié)構(gòu)穩(wěn)固性的一種減震方式。隔震技術(shù)的類型有很多，下面就從地基隔震、基礎(chǔ)隔震這兩種隔震方法來進行探討。

1.1 地基隔震

地基隔震可以分為絕緣和屏蔽兩種，絕緣是通過地基層來降低輸入波能量的方法來達到隔震的目的。屏蔽是指在建筑物的周圍利用挖深溝或者埋入屏蔽板的方式來阻斷震源的一種方法，這種方法可以很有效的阻斷從偏斜方向傳來的震波，但是不能屏蔽從地下直接傳播上來的直入型震波。

1.2 基礎(chǔ)隔震

基礎(chǔ)隔震是通過在上部結(jié)構(gòu)與基礎(chǔ)層之間設(shè)置隔震層來減小水平地面向建筑物上部結(jié)構(gòu)的傳遞的震波能量來達到減震目的的?；A(chǔ)隔震也有很多技術(shù)分類法，比如，能量吸收法、延長周期法等。

2 減震技術(shù)的簡要概述

減震技術(shù)主要是依據(jù)建筑結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)，運用自動控制系統(tǒng)的執(zhí)行機來給建筑結(jié)構(gòu)施加控制力而達到減小震波能量震動的方式。有兩種主要的減震方式：第一種方式是被動控制法方式，這種方式?jīng)]有外部能源的供給，例如，抗震消能技術(shù)。第二種方式是主動控制法方式，這種方式是以外部能源的供給來對震波能量進行能動性控制。

3 隔震減震技術(shù)的應(yīng)用設(shè)計步驟

3.1 建筑結(jié)構(gòu)中隔震技術(shù)的應(yīng)用步驟

首先，要依據(jù)建筑物的樓層高度和樓層數(shù)、以及建筑結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)類型與周邊場地環(huán)境來綜合確定其隔震結(jié)構(gòu)方案。一般來說，隔震技術(shù)通常是應(yīng)用在建筑體型比較有規(guī)則的低層建筑物中，由于隔震技術(shù)本身特點的限制，使得其在高層建筑物中的運用效果不太理想。在分析建筑結(jié)構(gòu)確定隔震方案的選用時，要選擇穩(wěn)定性較好的建筑場地，另外，要保證建筑結(jié)構(gòu)的隔震體系具備良好的抗傾覆能力就必須將風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值與其他非地震體系的水平荷載標(biāo)準(zhǔn)值所結(jié)合而產(chǎn)生的總水平力小于建筑結(jié)構(gòu)總重力的十分之一。

其次，要精確的確定隔層的位置。隔震層通常是設(shè)立在建筑物結(jié)構(gòu)第一層以下的部位，而橡膠隔震支座應(yīng)設(shè)立在受力比較大的位置上，其規(guī)格尺寸、數(shù)量的多少、以及在建筑中的分布情況等都應(yīng)該依據(jù)建筑的垂直承載力度、旁側(cè)受力剛度、以及側(cè)向阻尼的要求來計算確定。另外，隔震層在突發(fā)性較強較烈的罕遇地震中應(yīng)該保持其穩(wěn)定性能，盡量避免出現(xiàn)過大的變形，導(dǎo)致隔震層的永久變形；同時，也要避免隔震層橡膠支座的拉應(yīng)力情況，保證支座的正常應(yīng)用狀態(tài)。

第三，要對隔震支座進行精確的布置和選型。先以隔震層的上部結(jié)構(gòu)為基點測算每個建筑隔震支座的軸向力，然后測量出每個隔震支座的直徑，進而對其進行合理的平面布置，而在平面布置時要將支座的質(zhì)量中心與剛度中心點重合在一個核心點上。

第四，要準(zhǔn)確測算建筑結(jié)構(gòu)的水平減震系數(shù)以及在進行隔層設(shè)置后各層所承載的地震力。這個過程要依據(jù)減震系數(shù)來進行可行性的設(shè)計，再通過隔震層以上的水平結(jié)構(gòu)地震作用以及抗震系數(shù)進行驗算，其中，對構(gòu)件承載力的測算要具備0.5以上的安全儲備空間。

第五，要準(zhǔn)確的驗算隔震層的水平位移以及其下部支座承載力的計算，其中，支座的水平剪力要按照其剛度的適配標(biāo)準(zhǔn)來分配。

第六，完成隔震層的橡膠支座設(shè)置工作后，要及時驗算豎向地震的作用力。除此之外，隔震層頂部的構(gòu)建設(shè)置剛度要充分的滿足梁板體系，同時隔震支座周圍的梁柱等都應(yīng)經(jīng)過箍筋的加密，必要時，還需在隔震層的拐角處設(shè)置網(wǎng)狀鋼筋來確保隔震層的可靠牢固性。

3.2 建筑結(jié)構(gòu)中減震技術(shù)的應(yīng)用步驟

能否有效確定建筑結(jié)構(gòu)的總剛度以及總阻尼是計算建筑結(jié)構(gòu)體系中消能減震力度的關(guān)鍵。分為五個基本步驟來設(shè)計：首先，要依據(jù)建筑物的建筑標(biāo)準(zhǔn)原則、所需要的設(shè)防烈度、場地周邊條件以及突發(fā)性過強過烈地震作用下的結(jié)構(gòu)位移控制情況來綜合確定此建筑物的減震要求。第二，要依據(jù)所用建筑結(jié)構(gòu)材料來分析確定材料構(gòu)件的斷面尺寸大小。第三，要依據(jù)建筑結(jié)構(gòu)的類型特征來合理的選擇消能器，同時確定其消防器材的分布形式與所需數(shù)量。第四，要縱觀建筑物整體格局來分析減震抗震的消能設(shè)計。最后，在建筑物構(gòu)建基本完成后，要及時采取必要的構(gòu)造措施，來保證建筑結(jié)構(gòu)的使用質(zhì)量。

4 結(jié)語

相比于傳統(tǒng)的抗震結(jié)構(gòu)來說，隔震減震技術(shù)的應(yīng)用為建筑結(jié)構(gòu)的牢固性帶來了極大的優(yōu)越性。它不僅能在突發(fā)性震烈度超強的地震中保證建筑物結(jié)構(gòu)本身的完好，還能保護建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)部設(shè)備以及居住人員的安全。同時也有研究表明，減震控制下的建筑結(jié)構(gòu)體系是傳統(tǒng)抗震結(jié)構(gòu)體系性能的兩倍以上，由此可見，隔震減震技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)中的大力推廣將刻不容緩。

參考文獻

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作者簡介：和明，身份證號碼：210102198310044134；郭宏濤，身份證號碼：211381198611093017。