建筑结构隔震与减震设计研究

建筑结构隔震与减震设计研究

范瑜1张燕华2

1中国电建集团昆明勘测设计研究院有限公司；2昆明理工大学设计研究院

摘要：地震属于不可抗拒的自然灾害，在地震发生的过程中会给人们的生命财产安全带来较大威胁，建筑结构在隔震和减震的设计上可以更好的提升建筑抗击地震的可能性。隔震和减震技术在抗震的过程中已经成为一种抵抗自然灾害破坏性的重要技术，因此为了提升科学技术的影响力，发挥出科学技术的本身能力，促进建筑活动本身的可持续性发展让生态效益、经济效益和安全性得以统一，就需要强化对建筑结构的隔震和减震设计。

关键词：建筑结构；隔震；减震；设计；研究

隔震和减震设计对于减轻自然灾害，提升建筑结构的稳定性具有积极的作用。在选择抗震方式的过程中要对该项技术作出分析，同时运用隔震减震技术做好结构设计，最大程度的降低由于地震引发的自然灾害。以下对建筑结构隔震和减震设计作出分析研究，希望对建筑结构能够产生切实有效的抵御抗击地震倒塌的作用。

一、关于隔震和减震技术的分析

建筑方的多数建筑成果难以很好的对抗震的强度，简言之对于地震强度进行切实有效的把握，因此地震的过程中非常容易导致出现结构不稳定的相关问题。抗击地震方法的选择不仅仅要做到稳定，同时还要更为有效。建设成本也是在隔震和减震过程中充分考量的重点，让建筑结构更加科学和稳定。隔震和减震是非常突出的方式，耗能更是减震的最佳尝试，可以借助于使用控制机构以及相关的设置来提升抗击地震的能力，将结构和相关的技术放在同样的系统中抵御地震带来的动力载荷灾害，让结构的动力反应得以减弱。地震工程建设当中，隔震减震能够降低地震给建筑物结构带来的影响，还能够在一定程度上控制地震灾害的影响力。隔震和减震两者相结合在未来抗击地震灾害影响的过程中也是一种非常重要的发展趋势。地震相关的学者和专家一直在找寻更多新的方案去提升抗震设计的有效性。

二、隔震技术在建筑结构中的运用分析

（一）隔震技术的发展研究

隔震技术主要是使用叠合橡胶的方式让建筑物具备更多抗击地震的能力，其中包含的建筑方式有橡胶支座还有支撑摆动类型的隔震以及滚动和滑移等隔震方式，集合在一起即综合类型的隔震。在我国的发展过程中，滚球隔震已经被很多实验室证明，并且也经过了实践研究，属于新的隔震方式，主要是在底层钢球还有四周的位置进行定位，极大的削弱地震的强度。在当今的发展过程中，隔震技术已经被运用在建筑物的加固层建设当中，隔震层的设置还要在方式和位置上，作出重点分析。还有部分隔震技术应用在房屋的顶端位置上，设置在墙体当中，秉承着建筑设计的美观性和稳定性来降低给使用人员带来的负面影响。也有部分学者认为隔震设置可以在柱子中间和两头以及柱脚的位置上，使用耗能性让层间位移变小，以免产生结构坍塌事件，这些都便于进行施工。隔震技术的运用还有待于学者和建筑施工人员进行更进一步的研究，使其作用得到最大发挥[1]。

（二）建筑结构隔震设计分析

隔震技术的使用和选择就是将自振周期不断的延长，由此减少地震过程中建筑物发生的反应。使用隔震技术还需要选择适合的地形，以免由于地形的影响给隔震效果带来削弱性的影响。另外，隔震设计还可以运用在建筑物的地基还有顶层设计上，做设计活动的过程中相关工作人员必须深入的对建筑物的结构进行更多的了解。隔震层需要科学的设置，隔震层的位置要在建筑物的核心地带，隔震设计主要分为以下几个方面：

首先，对地基材料的选择分析。开展建筑设计活动的过程中必须对材料进行优化选择和分析，由于各种建筑的类型不相同，因此在材料选择的过程中就需要有所针对，更加突出彼此的层次和差异性，由此减弱由于地震带来的不良影响。在以往的建筑设计过程中，一般会使用黏土或者是砂石进行底部的填充，对于新型的建筑材料进行选择，其中沥青是最佳选择，只有这样才能够达到最高的水平。

其次，隔震结构的基础性设计分析。隔震结构的基础设计就是对建筑物的基础部分做好设计由此减少地震波产生的影响，提升建筑物的抗震能力。很多方式都不能很好的运用在建筑设计当中，建筑还会由于此种设计对自振周期产生延长作用，进一步的加重已有的破坏程度。已有建筑的基础上，上部位置上隔震装置的效果更加突出，建筑基础隔震必须作出更多的完善和深入性的研究，让高层建筑可以发挥出多方面的作用，提升隔震结构的范围。

再次，安装隔震装置。隔震装置在安装过程中使用耗能减震装置，降低地震发生时，建筑物的破坏力，在当前此项技术在抗震效果上不是非常突出，还需要进一步的完善[2]。

最后，使用悬挂的方式进行隔震分析。选择悬挂的方式进行隔震，原理是在一定程度上减轻地震对建筑物产生的影响，地震波在此过程中无法传递到建筑物上，或者很小力度的传递到建筑物上，由此避免建筑主体发生破坏。在地震发生的过程中，这样的建筑物还有一部分结构处于悬挂的状态下，所受到的惯性也非常小，这样就可以达到隔震的目的。这类技术一般使用在建筑的桥梁钢体结构当中，选择使用隔震方式就需要对建筑物的基本走向还有区域地形情况以及结构做出更多分析，这样才能够达到更好的隔震效果[3]。

图1隔震设计示意图

三、减震技术在建筑物中的运用

减震技术主要是了解建筑物结构在地震当中的反应，选择合适的方式进行减震分析，特别是在自动化控制系统当中也可以使用震感模拟的方式给建筑物进行施压，继而证明这种减震技术能够在很大程度上降低建筑结构的振动。

（一）结构性抗震的优势分析

结构性抗震方法能够在很大程度上减弱由于地震对建筑物产生的变形影响，让非结构构件也能够在地震中不被振波所破坏，这样不仅仅可以在一定程度上保全人民群众的生命财产安全同时也能够减少建筑的成本和费用。若是从现代化建筑的视角上进行分析，非结构性建筑在整个建筑体系当中占据了大部分的成本，因此这一技术对于建筑来讲非常关键。使用结构性抗震的方法还能够减弱建筑物承受的地震能力，减少结构的生产成本，让结构构件在设计过程中也更加精确[4]。使用隔震和减震装置的方式可以在震后发生变形的物体进行复位，建筑维修也更加简单和便捷。对于某一类建筑物建筑中明还要有充分的安全系数研究，做好精密设备的加工，这样隔震和减震技术就非常关键。通过研究调查分析可以看到，在发生地震的过程中，隔震技术可以让建筑物承受的地震力度减弱，减弱对建筑结构构件的损害，更好的保护了结构的完整性。减震设计主要是将非线性以及大变形的方式放在房屋建筑构件当中，让设计和试验都集中在构建上承载更多的地震力度。地震发生的过程中，结构处于弹性变形状态，结构分析方式也更加简单，因此使用减震技术也非常可靠[5]。

（二）隔震减震技术的运用分析

在建筑物设计以及建设活动当中使用隔震和减震技术，可以提升建筑结构的稳定性，内部的设备还有设施等等都需要得到更多的保护。内部建筑物在地震发生以后不被破坏继续使用。当前的隔震减震技术运用要点是在高层建筑物的隔震设计方式上进行充分的考量，建筑物的土基础还有结构等等进行地震抗震结构受力的分析，使用高阻尼橡胶材料进行支座的开发研究，消能减震技术在减震效果上和隔震技术相对比比较弱，但是可以运用的范围非常广泛，重点在于消能减震结构的实际设计，每一种新型材料的运用以及标准化的分析等等。例如，在某地的建筑物上使用了隔震减震设计，此种方式对于提升抵抗地震破坏的能力有着积极的促进性作用隔震和消能减震的设计主要是非线性的，构建性能和优势更加突出，减弱建筑物在地震中可能发生的变形，结构和方式都相对简单[6]。

结束语

综上所述，本文对建筑结构隔震与减震设计进行了分析和研究，隔震和减震设计对于建筑结构会产生非常大的影响，减弱由于地震给建筑物造成的伤害。地震是一项不可避免的自然灾害类型，因此就需要着重的提升建筑物的抗震能力，各镇带和减震装置带的科学运用可以在设计的过程中更好的了解地理环境和建筑物的自身走向，做好检测调整型分析，让隔震技术和减震技术的效果更大的发挥出来。

参考文献

[1]康艳博，黄世敏，于文等.芦山地震建筑物震害及思考（二）[J].建筑科学，2014，30（1）：1-6.

[2]李琪.概述超高层隔震建筑物结构设计[J].建筑工程技术与设计，2014，22（35）：138-138.

[3]吴星海.建筑结构隔震与减震设计问题分析与措施探讨[J].科技风，2014，14（23）：166-166.

[4]刘书贤，魏晓刚，张弛等.煤矿采动与地震耦合作用下建筑物灾变分析[J].中国矿业大学学报，2013，42（4）：526-534.

[5]罗桂纯.隔震技术在建筑物抗震设防中的应用和推广[J].城市与减灾，2014，14（4）：27-29.

[6]邝钟月.基础隔震在框架结构设计中的应用[J].四川建筑，2014，22（6）：134-136.