建筑隔震和消能减震设计及应用

建筑隔震和消能减震设计及应用

刘俊

中南建筑设计院（宜昌）工程设计咨询有限公司 443000

摘要：对于建筑物而言，其抗震功能同人们的生命和财产有直接的管线，但是，近年来，纵观我国地震灾害具体实况，我国建筑物的抗震能力并不理想，并未从预期上达到保护人们的财产与生命安全的效果几亩地，而引发这类情况的因素有多方面，其中如施工技术和建材等问题，为此，处理起来十分复杂，然而，想要从个本上将建筑工程建筑物抗震能力问题进行解决，则需要立足建筑物设计，并统筹控制好各类因素，最终切实提升建筑物的抗震效果。鉴于此，文章详细论述了建筑隔震动与消能减震的设计与应用，旨在可以相关业界人士提供有价值的借鉴与参考，进而为行业的健康可持续繁荣发展贡献应有之力。

关键词：建筑隔震；消能减震设计；应用

前言：近年来，我国社会经济日新月异飞速腾飞，建筑业也获得了蓬勃繁荣，不管是规模抑或是数量都得到了增加，而对于建筑物而言，其隔震和消能减震设计成了建筑结构设计的关键部分，因我国是一个地震多发地带的国家，所以，在建筑产业规模持续扩大和建筑技能水平持续提升的今天，人们对建筑工程量有了更为严格的要求。对我国建筑隔震和消能减震设计技术进行改进与发展对建筑物整体质量与安全有十分重要的作用，所以，对建筑隔震和消能减震设计进行完善与创新，有助于进一步推动我国新型城市建设，对促进我国隔震消能设计理念的创新有着十分现实的意义。研究隔震消能减震设计原则，合理改进建筑隔震减震设计方法，一方面有助于我国建筑工程建设质量管理体系的有效建设，一方面可以更好的推动我国城市化发展进程。

1隔震与消能减震存在的问题

1）因为其为新技术，理论依旧还处在发展及完善阶段，其中一些技术的适用性与安全性依旧需要不断进行研究与改进，并且国家在推广中也十分谨慎。2）设计和施工人员尽管已经对这两项技术进行了逐步认识，然而，还需要一段时间去熟练掌握与科学应用。3）在设置隔震与消能减震构件时，势必会使建设投资增加，为此，各类防震技术也有着各自的弊端与优点，结构设计者需要按照建筑隔震设防类别、烈度、建筑结构方案、场地条件以及使用要求等，通过对隔震或消能方案与隔震设计方案的技术、经济可行性和安全性进行比较分析，最终确定出理想的设计方案。

2建筑结构设计中的隔震措施原理、技术

2.1地基隔震

对于建筑物的基础隔震而言，关键是用特殊的方式处理建筑物的基础部分，进而将地震时的震波进行消除，最终降低地震为建筑物带来的损害。传统上是在建筑物的基础部分交替铺砂子与黏土，或直接设置砂子或黏土垫层。中国建筑历史中，曾有人将糯米当做原料，在建筑物基础部分设置垫层，降低地震对建筑物的损害。近些年，一些相关部门在此方面的研究获得了有效的进展，并用沥青作为原料，研制出一类特殊性的材料，将其作为隔震层有良好的效果。

2.2基础隔震

此类隔震措施主要是以建筑物为基础和上部建筑间设置一个特殊装置，降低地震向上传递，据研究可知，最高能够降低地震向建筑物传递能力的⅔，然而，此类措施在高层建筑中不太适用，由于高层建筑设计这类装置将会对建筑结构自身自震周期进行延长，无法达到降低地震对建筑物损耗的密度。一般会应用：粘弹性隔震、 。

2.3层间隔震

在旧房改建中主要会应用层间隔震法，施工相对简单，操作容易，相比于在建筑物基础部分设置隔震装置的方式，层间隔震效果并非太显著，减震效果能达1/10~3/10 ，此法主要凭借的是设置在建筑结构层间的减震装置，进而对地震能量进行削弱或吸收，降低地震对建筑的损害，且所设置的装置通常和基础隔震一样。

2.4悬挂隔震

对于悬挂隔震而言，主要是把建筑物的大部分或整个结构悬挂起来，即我们常说的悬挂结构，通过这样的方式，若有地震发生，地震能量也不会像悬挂起来的结构传递，进而可以成功降低地震损害。此类隔震方式在大型钢结构中较为常用，大型钢结构基本上应用的就是钢结构悬挂体系，从而更好的进行隔震。通常大型钢结构会分成主、子框架，悬挂体系中，子架利用索链或吊杆在主框架上进行悬挂，若发生地震，主框架会在地壳运动下出现摇摆，然而，子与主框架间是可以活动的索链与吊杆，当地震能量到达这个位置时会有所削弱，最终也不能传递到子结构中而发生惯性力。

3建筑结构设计中消能减震原理及技术

3.1建筑结构设计中消能减震原理

对于消能减震而言，其主要通过附加阻尼或阻尼器的非线性滞变耗能来降低结构的地震反应，进而对主体结构进行保护使其不出现损伤或只发生小地震损伤，消能部件可通过消能器和斜撑、梁、墙体等支撑构件构成，消能器可应用速度位移相关型、速度相关型或其他类型，速度相关型消能器指粘滞耗能器和粘弹性耗能器等，位移相关消能器器是指摩擦耗能器、金属屈服耗能器等。

3.2消能减震

消能减震技术主要利用提升建筑结构附加阻力值，实现对建筑结构地震反应程度的降低，特别是耗能结构元件可对建筑结构在遭遇地震时消减与吸收地震能量波，进而对建筑主体结构起到一定的保护作用，进而实现建筑结构减震目标。

3.3机械减震

机械减震指无粘结钢支撑减震体系，通过对建筑结构内钢支撑与外包钢管件的不粘贴性或内钢支撑和外包钢筋、钢管混凝土上涂抹无粘漆，以成功形成滑移界面，滑移界面建造中应用的机械材料，需要对其尺寸进行认真设计与施工，为了避免内部钢支撑结构的侧向变形、整体弯曲或局部弯曲，可最终形成内外层之间的相对滑动。

4完善建筑隔震、消能减震结构设计的措施

想要将建筑隔震、消能减震结构设计方案进行改变，设计者需要通过对比建筑隔震、消能减震装置布置的不同位置，分析了不同布置位置对建筑物整体力学性能的影响，以选择最佳的设计布置方案，以达到建筑钢筋混凝土结构、砌体结构、钢结构与隔震、消能减震装置的完美结合。设计人员还需按照测量人员的实际试验数据，对建筑物隔震、消能、减震等设计方案进行持续完善。设计人员在设计建筑隔震、消能减震结构时，特别需要对混凝土抗震效果因素进行充分考虑，此外还应对建材因素以及建筑物所在区地理环境进行考虑，以此对建筑隔震、消能减震结构设计方案进行持续优化，进而充分确保建筑物隔震与消能减震结构有更加合理的设计。

在对建筑结构进行抗震设计时，设置者要严格遵守建筑隔震与消能减震设计标准，确保建筑结构质心、刚心的一致，进一步减少地震对建筑物带来的破坏。在建筑隔震消能结构设计过程中，如果不能有效地保证建筑材料的隔震和耗能质量，建筑物的破坏将更加严重，为此，设计者不但要对建筑隔震与消能减震结构设计细节进行重点关注，此外，也需要关注建材质量，以期最大程度提高建筑抗震效果。

结束语：

一言以概之，在我国国民经济发展中，建筑业发挥着支柱的作用，隔震消能设计水平与建筑物的抗震性能密切相关。通过明确建筑隔震消能的设计要点、设计原则、注意事项和适用范围，设计者可对隔震消能设计体系进行持续完善。同时设计师也需要根据建筑结构对建筑隔震和消能减震设计简图进行持续科学合理的完善，以建立更合理的建筑隔震消能结构模型，并能够在实际工程的施工中进行有效应用，进一步推动我国建筑业发展水平能够跟上国民经济建设速度，最大程度减少自然灾害为国民经济、人民财产带来的损失。

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