高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的隔震減震

賈洪峰

摘要：近些年，隨著人們生活水平的提高，對建筑行業(yè)的要求不斷提高?，F(xiàn)如今隨著我國經(jīng)濟(jì)快速的發(fā)展，從而促進(jìn)我國建筑行業(yè)不斷的進(jìn)步，然而在建筑行業(yè)之中，其高層建筑已經(jīng)是得到了不斷的發(fā)展，但是高層建筑抗震設(shè)計(jì)中隔震減震的措施依然是需要引起人們足夠的重視。

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

引言

近年來，我國各個(gè)地區(qū)頻繁地發(fā)生地震事件，所以，其在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上的抗震性能要求會(huì)更加嚴(yán)苛。應(yīng)在建筑設(shè)施的抗震性施工中選擇相應(yīng)的隔震減震措施，更好地降低建筑設(shè)施在遭受地震時(shí)的損壞程度。在構(gòu)建高層建筑設(shè)施時(shí)，應(yīng)綜合性地探究建筑設(shè)施自身的抗震問題，合理地使用相應(yīng)的抗震措施，使其可在較長時(shí)間中抵御地震。建筑施工單位必須注重地震防范工作的開展，采取不同種類的結(jié)構(gòu)更好的抗震減災(zāi)，吸取大量的地震能，把地震的損害程度調(diào)控至最低。

1概述

眾所周知，地震的破壞力極其強(qiáng)大，給人們的生命和財(cái)產(chǎn)安全帶來極大的威脅，所以在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，抗震設(shè)計(jì)是極其重要、不容小覷的。而目前，我國現(xiàn)行的《抗震規(guī)范》規(guī)定的三水準(zhǔn)設(shè)防目標(biāo)為：“小震不壞、中震可修、大震不倒”，為實(shí)現(xiàn)該三水準(zhǔn)設(shè)防目標(biāo)，我國普遍采取的結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)方法是：適當(dāng)控制結(jié)構(gòu)的剛度，容許結(jié)構(gòu)部件在地震作用時(shí)進(jìn)入非彈性工作狀態(tài)，也即保證結(jié)構(gòu)具有較大的延性，使其“裂而不倒”。但是這種傳統(tǒng)的抗震設(shè)計(jì)方法仍存在很多缺點(diǎn)，如突然發(fā)生超出抗震設(shè)防烈度的地震時(shí)，結(jié)構(gòu)的安全性無法得到有效保證等。那么此時(shí)，作為有效、經(jīng)濟(jì)、適用性強(qiáng)的抗震新技術(shù)-“隔震減震控制技術(shù)”應(yīng)運(yùn)而生，作者針對該項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用、不足和發(fā)展趨勢進(jìn)行了詳細(xì)介紹和分析。

2高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的隔震減震措施

2.1隔震措施分析

首先使用特殊材料進(jìn)行的地震隔震。對地基而言，它是建筑物中能夠和地震直接進(jìn)行接觸的接觸面，也屬于地震波中最直接的受力區(qū)，因此比較快速并且效果好的隔震措施是對地震進(jìn)行隔震。通過對基礎(chǔ)部門進(jìn)行特殊處理，與此同時(shí)還要在一定程度上鋪設(shè)墊層，能夠最大限度的減少地震波給建筑物帶來的不良影響，該措施具有比較長的使用歷史，對地震過程中產(chǎn)生的能力進(jìn)行消耗，進(jìn)而加強(qiáng)建筑物的安全性，在做墊層的時(shí)候，多數(shù)都是會(huì)采用砂子以及黏土，現(xiàn)階段人們研究出以瀝青作為主要原材料的隔震材料，具有比較好的隔震效果，在日后高層建筑隔震過程中會(huì)得到比較相對比較廣泛的運(yùn)用。

其次基礎(chǔ)隔震。該措施主要是把隔震裝置有效的布置在基礎(chǔ)和上部建筑物之間，由于隔震層的位置是不同的，所以基礎(chǔ)隔震措施能夠?qū)Φ卣鸩ǖ膫鬟f進(jìn)行降低，屬于相對比較傳統(tǒng)的隔震措施之一。在施工的過程中，也會(huì)存在不足，由于這種隔震措施比較適合多層或者地層等方面的建筑，如果將其使用在高層建筑中，通常情況下不會(huì)發(fā)揮良好的隔震作用，并且還會(huì)進(jìn)一步對建筑物資的自震周期進(jìn)行延長，在一定程度上加大建筑物的自重，降低隔震效果?，F(xiàn)階段使用比較普遍的隔震方式主要有兩種，一種是摩擦滑移隔震，另外一種是滾軸滑移隔震等，所以在選擇隔震方式的過程中應(yīng)該結(jié)合建筑的實(shí)際狀況，只有這樣才能加強(qiáng)建筑物的隔震作用。

2.2減震措施

①嚴(yán)格設(shè)計(jì)建筑物走向。地震主要是因?yàn)榈貧み\(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的，因此地質(zhì)結(jié)構(gòu)有著重要的意義。在地震之后，房屋產(chǎn)生的震動(dòng)方向就是震向，和房屋例塌有著重要的關(guān)聯(lián)。在對玉樹地震進(jìn)行分析時(shí)可以發(fā)現(xiàn)，如果建筑是垂直于震向的，那么就不太容易倒塌，較高建筑倒塌率出現(xiàn)在平行于震向的建筑物中。相關(guān)研究表明，在地震產(chǎn)生時(shí)，平行于震向的建筑容易出現(xiàn)倒塌，主要是因?yàn)樗軌螂S著地震波運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生很大的幅度。因此，在選擇建筑物地址之前，必須要考察好所在地的地質(zhì)條件，并且分析震向，減少建筑物和震向出現(xiàn)平行的情況，保持二者的垂直。②無粘結(jié)支撐體系。在內(nèi)核鋼支撐和鋼管中間，以及外包鋼筋中間，利用一些無粘結(jié)漆，可以形成滑移界面，或者是在外包鋼管和內(nèi)核鋼支撐處，利用無粘結(jié)支撐系統(tǒng)，在建筑物結(jié)構(gòu)中，該減震方式是最為有效的。在支撐中段設(shè)計(jì)外包層，從而保證內(nèi)核鋼支撐，可以在支撐兩端能夠正好露出，從而采取螺栓，對框架結(jié)構(gòu)進(jìn)行連接，這個(gè)方式可以聚集壓力和拉力，都在內(nèi)核鋼支撐處。另外，保持內(nèi)核鋼和外包層的滑動(dòng)，并且為了減少結(jié)構(gòu)的變形，防止在壓力下，內(nèi)核鋼支撐產(chǎn)生結(jié)構(gòu)的屈曲，或者出現(xiàn)局部屈曲，就需要認(rèn)真設(shè)計(jì)在滑移界面的規(guī)格，選擇合適的施工設(shè)計(jì)。在這種情況下，產(chǎn)生地震時(shí)，就能夠使內(nèi)外鋼產(chǎn)生一種配合效果，從而促進(jìn)地震能量的消耗。這種方法也存在很大的缺陷，就是要求很精準(zhǔn)的計(jì)算和設(shè)計(jì)。③蹺動(dòng)振動(dòng)控制。蹺動(dòng)減震主要是分為兩種方式：第一是因?yàn)橐驗(yàn)槠湎虏炕A(chǔ)，和地震力較大的構(gòu)件不夠緊固，第二是因?yàn)樵谪Q向方面，下部基礎(chǔ)和完整的上部結(jié)構(gòu)不夠緊固。其中，第二種措施適合地震強(qiáng)烈的效果下，建筑物較高并且較寬，在豎向上都能夠形成很大的拔力。

3加強(qiáng)隔震減震研究和實(shí)際工程在地震中的監(jiān)測

我國目前的隔震減震設(shè)計(jì)還不夠成熟，各種隔震減震結(jié)構(gòu)大多是依靠模擬出來的地震數(shù)據(jù)進(jìn)行建筑圖紙的設(shè)計(jì)，但這些隔震減震設(shè)計(jì)幾乎沒有經(jīng)過真實(shí)地震發(fā)生的檢驗(yàn)，這些隔震減震設(shè)計(jì)還存在很多問題，首要問題就是實(shí)際案例數(shù)據(jù)并不是很多。在地震發(fā)生的過程中，地會(huì)劇烈晃動(dòng)，這時(shí)會(huì)產(chǎn)生各個(gè)不同方向的力，不只有橫向力，同時(shí)還會(huì)有縱向力，也會(huì)有其他方向的力。由于地震的發(fā)生是不可控制的，因此我國的隔震減震結(jié)構(gòu)還有很長的路要走，應(yīng)盡可能降低地震對建筑物的破壞，降低人們損失。

結(jié)語

通過上述分析可以得出，建筑施工過程中不可忽視的重要問題之一就是隔震減震，所以需要在施工前就要將其做好，只有這樣才能為建筑企業(yè)的發(fā)展提供保證，減少地震給建筑物帶來的損耗程度，提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中的質(zhì)量。

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（作者單位：大連貴遠(yuǎn)建設(shè)工程有限公司）