建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的隔震減震措施淺析

朱社州 董斌

摘要：隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)在迅猛發(fā)展，社會(huì)在不斷進(jìn)步，全國(guó)各地常會(huì)遇到地震現(xiàn)象，不僅對(duì)當(dāng)?shù)丨h(huán)境及其經(jīng)濟(jì)造成影響，還會(huì)造成人員傷亡事件，因此，做好隔震減震策略是非常有必要的。隨著時(shí)代的發(fā)展，各類(lèi)材料與技術(shù)不斷創(chuàng)新，為了滿(mǎn)足經(jīng)濟(jì)及人們居住安全，就要對(duì)隔震減震方法進(jìn)行優(yōu)化。通過(guò)提?升整體水平，降低地震造成的影響，保障人們居住安全性，促進(jìn)我國(guó)經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)定提升。

關(guān)鍵詞：建筑工程;結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);隔震減震;問(wèn)題;策略

引言

我國(guó)國(guó)土面積十分遼闊，境內(nèi)地質(zhì)地貌情況復(fù)雜，縱觀我國(guó)歷史，其?中不乏被列入史冊(cè)的重大地震，而這些地震災(zāi)害給民眾造成了嚴(yán)重的損失。新中國(guó)建國(guó)之后唐山地震、汶川地震、涼山地震等重大地震災(zāi)害不但給當(dāng)?地居民的生命財(cái)產(chǎn)帶來(lái)了嚴(yán)重危害，而且對(duì)于當(dāng)?shù)厣鐣?huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展也造成?了毀滅性的打擊，人民群眾多年的辛勤努力毀于一旦。在對(duì)地震區(qū)域?yàn)?zāi)后?評(píng)估的過(guò)程中，調(diào)查人員發(fā)現(xiàn)上述震區(qū)內(nèi)大部分被毀壞的建筑物均未采取?適當(dāng)?shù)谋苷饻p震措施，甚至部分老舊的建筑物不滿(mǎn)足當(dāng)?shù)氐慕ㄔO(shè)防震設(shè)計(jì)?要求。

1 建筑鋼結(jié)構(gòu)及結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)重要性

鋼材料具有質(zhì)量輕及彈塑性理想等方面的優(yōu)勢(shì)，機(jī)械性能較為突出，在建筑行業(yè)中有著廣泛應(yīng)用。隨著鋼結(jié)構(gòu)的大量應(yīng)用，其具備的良好抗震 性能也逐漸顯現(xiàn)出來(lái)了，得到了設(shè)計(jì)方與施工方的青睞。在對(duì)鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行 設(shè)計(jì)的過(guò)程中，可以按照國(guó)家規(guī)范展開(kāi)結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)，明確抗震結(jié)構(gòu)的設(shè) 置方式和方法，以便最大限度地對(duì)結(jié)構(gòu)的安全性進(jìn)行保障。在相同載荷工 況中，采用鋼結(jié)構(gòu)能使構(gòu)件的厚度更薄且截面尺寸更小，其優(yōu)勢(shì)在鋼結(jié)構(gòu) 施工中能得到充分的體現(xiàn)，但鋼結(jié)構(gòu)也存在著穩(wěn)定性較差的不足，容易出 現(xiàn)結(jié)構(gòu)失穩(wěn)的問(wèn)題。為保證對(duì)該項(xiàng)問(wèn)題進(jìn)行妥善處理，實(shí)現(xiàn)理想化的鋼結(jié) 構(gòu)應(yīng)用模式，需要通過(guò)對(duì)單個(gè)構(gòu)件進(jìn)行分析，對(duì)整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性展開(kāi)推 演，做好簡(jiǎn)化計(jì)算，從而科學(xué)展開(kāi)整體鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)置。

2 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的隔震減震措施淺析

2.1 金屬屈服型阻尼器（MYD）

金屬屈服型阻尼器（亦稱(chēng)軟鋼阻尼器） 簡(jiǎn)稱(chēng) MYD，其主要由強(qiáng)度較高 的合金制作而成，在受到外力沖擊時(shí)阻尼器內(nèi)的合金鋼板出現(xiàn)受力屈服，在合金鋼板出現(xiàn)形變的同時(shí)逐步消耗外界傳導(dǎo)給阻尼器的能量。該類(lèi)型阻 尼器的使用壽命和減震能力主要取決于內(nèi)部合金鋼板的抗壓能力、抗剪切 能力，其對(duì)于溫度、濕度等外界環(huán)境因素反應(yīng)較弱，故稱(chēng)為了目前應(yīng)用較 為最為廣泛的減震類(lèi)產(chǎn)品。

2.2 減震組合技術(shù)

減震組合技術(shù)是指根據(jù)結(jié)構(gòu)的變形特點(diǎn)以及結(jié)構(gòu)抗震性能化設(shè)計(jì)要 求，合理組合應(yīng)用多種減震裝置，充分發(fā)揮各種減震裝置耗能效果，減小 地震作用，改善結(jié)構(gòu)的抗震性能，減震組合技術(shù)目前已廣泛應(yīng)用于許多重 大工程中，并取得了良好的抗震效果。

2.3 完善隔震策略

第一，特殊材料的合理使用。對(duì)于地基來(lái)說(shuō)，是建筑物中直接與地震?相接觸的，也是震波直接的受力區(qū)，所以說(shuō)，做好隔震策略能夠有效提升?其效果。經(jīng)過(guò)有效處理，同時(shí)鋪設(shè)墊層，能夠有效降低地震波對(duì)建筑物造?成的影響，提升建筑物的安全性能。在對(duì)墊層進(jìn)行制作過(guò)程中，大都使用?黏土與砂子，而現(xiàn)階段人們往往使用瀝青為重要隔震材料，且取得較好的?效果，在今后隔震中取得廣泛使用;第二，基礎(chǔ)隔震。此種方式是將隔震?裝置在基礎(chǔ)及其上部建筑間合理進(jìn)行設(shè)置，但受到隔震層位置的不同，基?礎(chǔ)隔震方法能夠降低地震波的傳遞，這是較為傳統(tǒng)且廣泛應(yīng)用的方式之一。在具體進(jìn)行施工時(shí)，也會(huì)存在著一些問(wèn)題，因此種方式適合多層或低層的?建筑，但在高層建筑工程中進(jìn)行使用的話，往往無(wú)法取得很好的隔震效果，且還會(huì)延長(zhǎng)建筑物資的自震周期，增加建筑物的自身重量，對(duì)隔震效果造?成不利影響。目前，使用較為廣泛的方式是摩擦滑移隔震以及滾軸滑移隔?震。在對(duì)隔震方式進(jìn)行選擇過(guò)程中，要根據(jù)建筑物的實(shí)際情況，提升整體?隔震效果;第三，構(gòu)造策略與維護(hù)。建筑結(jié)構(gòu)策略中，包含支座的設(shè)置、防炎策略、隔震結(jié)構(gòu)連接等因素。目前，隨著建筑行業(yè)的不斷發(fā)展，高層?建筑工程涌現(xiàn)，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，要重視防震縫以及水平隔離縫的設(shè)置，特?別是電梯與樓梯等的設(shè)置，其隔震設(shè)計(jì)是非常關(guān)鍵的。除此以外，對(duì)于結(jié)?構(gòu)的影響因素還包含配線以及配管等設(shè)置，在工程使用時(shí)，還要強(qiáng)化防震?設(shè)計(jì)的維護(hù)與管理工作，在有效保障防震層與防震結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，順利開(kāi)?展工作，發(fā)揮出其防震作用。使用隔震技術(shù)的高層建筑工程來(lái)說(shuō)，需要進(jìn)?行明確規(guī)定，完善維護(hù)與管理責(zé)任，需要對(duì)設(shè)計(jì)者與建設(shè)者做好必要說(shuō)明，同時(shí)給予管理者相應(yīng)的意見(jiàn);第四，完善維護(hù)與保養(yǎng)方法。為了確保對(duì)于?隔震支座性能提供重要依據(jù)，在使用過(guò)程中或者震后外觀產(chǎn)生損壞等，就?要對(duì)隔震做好完善的檢查與維護(hù)策略，對(duì)其定期進(jìn)行維護(hù)。在隔震樓梯間、 建筑物出入口處，設(shè)置警示標(biāo)志，提醒相關(guān)人員對(duì)其做好維護(hù)說(shuō)明，同時(shí)?對(duì)于使用時(shí)堆放的雜物以及妨礙其移動(dòng)的行為進(jìn)行明確。

2.4 做好建筑場(chǎng)地的選擇

為保證鋼結(jié)構(gòu)建筑的抗震性能能夠達(dá)到預(yù)期，需要做好鋼結(jié)構(gòu)建筑的?建設(shè)地址選擇。一方面需要對(duì)各地的具體情況展開(kāi)分析，明確地區(qū)是否處?于地震帶，掌握地質(zhì)以及水文等各項(xiàng)信息，以便在此基礎(chǔ)上選擇最優(yōu)的施?工地址，保證鋼結(jié)構(gòu)的性能;另一方面，如果需要在復(fù)雜地區(qū)進(jìn)行建設(shè)，需要對(duì)該地區(qū)的災(zāi)害發(fā)生情況以及以往歷史等各項(xiàng)情況展開(kāi)研究，要在此?基礎(chǔ)上制訂出較為詳細(xì)的應(yīng)對(duì)方案，并將其融入抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)之中，以便?最大限度降低地震災(zāi)害對(duì)鋼結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生的不利影響，保證民眾的居住安全。

3 減隔震技術(shù)應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)

（1） 隔震技術(shù)應(yīng)用的優(yōu)勢(shì) 1） 相關(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示在同等地震強(qiáng)度的作?用條件下，已安裝隔震技術(shù)的建筑物能夠抵抗 8 倍以上未安裝隔震技術(shù)的?建筑物所受到的能量。2）與傳統(tǒng)建筑相比美觀性好：得益于安全的保護(hù)，上部結(jié)構(gòu)可以降度設(shè)計(jì)，可使用傳統(tǒng)建筑不能采用的（結(jié)構(gòu)薄弱的）外形?設(shè)計(jì)。3） 與傳統(tǒng)建筑和減震建筑相比實(shí)用性好：得益于安全的保護(hù)，上部?建筑的功能發(fā)揮更靈活，公攤更小。4） 與傳統(tǒng)建筑相比經(jīng)濟(jì)性好。短期直?接經(jīng)濟(jì)效應(yīng)：雖然增加隔震層和支座的投入，但是也減少了上部建筑的建?材用量;短期間接經(jīng)濟(jì)效應(yīng)：安全更高、公攤更小等成為樓盤(pán)賣(mài)點(diǎn)，增加?樓盤(pán) 300～500 元/平方均價(jià);長(zhǎng)期經(jīng)濟(jì)效應(yīng)：持續(xù)保護(hù)室內(nèi)的生命和財(cái)產(chǎn)?安全（無(wú)法準(zhǔn)確合算價(jià)值）。5）與減震建筑相比便于檢修：只用統(tǒng)一巡檢?隔震層，減震建筑需要巡檢每層隱藏的阻尼器;6） 與減震建筑相比耐用性?好：隔震產(chǎn)品壽命不少于 60 年，大于減震產(chǎn)品壽命大多不少于 50 年。（2） 減震技術(shù)應(yīng)用的優(yōu)勢(shì) 1）與隔震建筑相比限制更?。簬缀踹m用于所有結(jié)構(gòu)?的建筑，不受制于高寬比;2） 同時(shí)減震技術(shù)還能被應(yīng)用于消除高層或超高?層建筑所受到的風(fēng)力影響，并減少建筑物上部結(jié)構(gòu)的晃動(dòng)等。

結(jié)語(yǔ)

（1）中國(guó)高烈度地震區(qū)分布廣泛，且中國(guó)城市化發(fā)展迅速，必須采 用有效的抗震措施，提高建筑的抗震性能以及使用品質(zhì)。（2） 減隔震技術(shù) 已經(jīng)成熟并廣泛應(yīng)用于建筑結(jié)構(gòu)（高層建筑、大跨度建筑等）中，可有效 降低地震作用，改善結(jié)構(gòu)的抗震性能。

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