建筑结构设计中的隔震减震措施浅析

建筑结构设计中的隔震减震措施浅析

刘旭东，汤国强，刘琦齐，夏文新

中南建筑设计院股份有限公司，武汉 430019

摘要：在城市化实施进程加快的社会发展新阶段，城市人口数量与日俱增，社会大众居住同样随之集中化发展。在这种背景下，在地壳运动活跃期，一旦发生重大地震灾害，将会对公私财产和公众生活造成难以预料的损失。但近年来，我国各地地震灾害发生的频率只是偏高，尤其是西南地区。因此，在建筑结构设计中应重点考虑隔震和减震措施。将隔震减震措施与建筑的整体结构设计有机结合，充分发挥隔震减震措施的积极应用价值，最大限度地发挥建筑工程的隔震减震能力，在地震灾害中保护公众的财产和生命安全。

关键词：建筑结构设计；隔震减震；措施

引言

在大地震的情况下，建筑物抗震能力不足会直接导致倒塌，造成大量的人员伤亡和财产损失。目前，随着地震灾害的增加趋势，建筑结构设计的首要任务是保证质量，完善隔震减震措施，以保证房屋抵抗地震力的强大能力，促进建筑安全性的提高。

1建筑结构抗震设计原则分析

设计人员在进行建筑结构抗震概念设计时，应遵循以下三个原则：(1)保证结构整体性。在建筑工程中，建筑物的完整性非常重要。设计人员不仅要考虑凝聚和传递惯性力的子结构，还要保证这些结构的抗震能力满足实际要求。特别是当竖向侧向力子结构不均匀、复杂、不同时，设计人员要通力合作，通过在整个建筑中使用侧向分子结构来保证结构的整体性。(2)尽可能简化建筑结构。在地震作用下，建筑的结构只能简单直接，以保证地震作用更加合理。设计师可以在分析结构位移和模型时更加清晰，通过相应的解决方案，提高建筑的抗震效果；(3)为保证建筑的刚度，设计人员可以通过合理的结构布置来提高建筑的抗震性能。建筑的刚度不仅可以控制结构的变形，还可以减小地震的影响。当建筑结构发生较大变化时，会产生二阶重力效应，从而降低建筑地震效应的可靠性。此外，设计师还要注重结构的统一性，避免地震时楼层之间出现竖向问题。

2 建筑结构设计中的隔震减震措施

2.1合理设计建筑结构

  房屋的结构设计非常复杂和系统性，可能涉及许多专业领域。设计人员实施地震计划的具体方法如下：首先，历史信息和当地地震数据，在对数据资源进行深入分析之后，提出了地震规划的主要方向和要求并检查了危险。早期地震具有未来的视野；其次，请确保增强主建筑的刚性，强度和稳定性，并优先考虑“简单设计”概念，对不规则结构相应增加科学的保护措施；第三，通过抗震结构的使用，增强建筑自身结构的抗震能力。至于非承重部分，可以通过缩短体积来节省建设成本。

2.2合理选择建筑材料

相对而言，结构尺寸越小，建筑物自重越轻，地震力可能造成的破坏也就越小。如果在满足相同承载力要求的情况下，可以减小构件的尺寸，将会获得更好的抗震设计结果。混凝土、钢筋、钢材是建筑结构常用的建筑材料，所以可以采用高强混凝土。因此，减少混凝土用量也可以提高钢筋的强度等级，或者采取结构加强措施，提高结构构件的抗震能力。在选择结构钢板时，如果厚度较大，可以使用高级钢材。在相同厚度的情况下，高建钢的强度可以明显提高，从而在一定程度上可以降低刚度，减少结构自重。同时，建筑物的结构加强层也是机电层，需要长期通风。对建筑材料的冷脆性能要求较高，在选材时要特别注意。

2.3 合理应用建筑隔震措施

设计人员在领导建筑抗震设计时，应以建筑工程的总体规模和工程建设地区的地理条件作为建筑抗震设计的依据。在此基础上，科学确定建筑抗震装置的安装位置和数量，确保这些抗震装置可以设置为“隔震层”，在关键建筑构件中起到抗震作用。根据抗震层位置的不同，可分为基础、夹层、悬挂和基础隔震措施四种。以基础隔震层为例，其基本原理是在建筑物底部与土层的接触面上加一层“缓冲层”，以保证地震能量突破地壳传递到建筑物时，缓冲层能吸收、反射和降低能量。目的是减少地震灾害对建筑物的影响，避免建筑物主体结构被肆意破坏。 但是，可以预见的是，在我国建筑地震区域的强劲发展的新时代，地震隔离层的建筑材料可以通过多种方式进行创新，从而有效地优化了地震效应的建筑物。然而，总的来说，基本层通常被定义为不安全和不稳定的建筑物的隐藏危险，无法承受地震灾难的强烈影响。因此，如果设计师决定基本层的地震技术，则他应该采取许多不利影响，这可能会对建筑项目产生，从而彻底处理它们。在突然地震的情况下，绝缘层的地震隔离性能可完全用于保护公众的基本特性和生命安全。

2.4加强位移设计和消能减震设计

地震发生后，建筑物在力的作用下会发生位移，造成严重的质量问题或倾斜。位移反映了建筑结构的合理性和平衡性。位移现象越严重，建筑结构的抗力越低。因此，抗震设计的一个重点就是分析位移情况，通过科学的设计来减少和控制地震力作用下的位移，从而提高建筑结构的抗震能力。因此，在实际操作中需要从承载力入手，准确计算位移，进行期间的极限计算，并根据要求完成延性计算，从而掌握结构在期间的实际耗能情况，在综合考虑下进行设计优化，提高结构的整体抗震能力。设计师必须对结构有足够的了解。对于高层建筑，主要集中在框架和剪力墙。掌握相关零件之间的关系，最后根据结构构件的变形要求进行设计。结构弹塑性后会发生变形，要做好分析研究，掌握它与其他变形的关系，集中精力研究结构变形的部分。最后，从优化抗震性能、降低变形发生率的角度做好建筑结构的抗震设计。消能减震结构也可用于建筑的抗震设计。与传统的抗震结构相比，能量消除和减震结构具有许多优势。通过安装能量耗散装置，能量耗散和阻尼结构具有高能量耗散能力，这可能会导致结构在强烈地震中消耗地震能量，并迅速削弱结构的地震反应。保护主结构和组件免受破坏，并确保强烈地震期间结构的安全。尽管将能量耗散装置添加到能量耗散和阻尼结构中，但主结构的地震效应大大降低了，因此可以减少组件的横截面，可以减少组件的加固，可以减少跨度，跨度可以是扩大，高度可以增加。并节省整体施工成本。通过使用消耗和消除冲击的结构，地震对结构本身的影响大大减少了，这可以克服传统结构的某些严重限制，并实现不规则的结构，长跨度，大型结构，大型结构根据建筑物结构的功能要求等。从“地震抵抗”和设计建筑物的限制中，自由建筑师更加自由地设计建筑师。

2.5 减震措施

在建筑结构的抗震设计中，可以采用有效的减震技术。阻尼技术是指在建筑结构中设置耗能器，通过耗能器的相对变形和相对速度提供附加阻尼来消耗地震能量的技术。比如金属屈服耗能器，如果发生小地震，耗能器处于弹性状态，建筑结构有足够的抗侧刚度满足正常使用要求；如果发生中等地震，消能装置将由弹性状态变为非弹性状态，产生较大阻尼，有效消耗地震产生的能量，迅速衰减结构的地震反应，避免主体结构受到较大破坏。耗能减震技术是以耗能构件为代价来保护主体结构。地震结束后，可以再次更换耗能构件，从而恢复其原有的抗震能力和正常使用。当然还有粘滞耗能器、粘弹性耗能器、摩擦耗能器等耗能器，在建筑减震设计中可以灵活应用。

 结束语

总之，提高建筑结构的抗震性能，可以有效地减少地震带来的破坏，增强使用的安全性，保护人民的生命安全，确保不会因为住房问题而造成经济损失。建筑物的隔震减震措施非常重要。要提高设计能力，坚持整体、简化、抗震的原则，同时从整体上进行设计协调，优化结构的抗震性能，增强建筑物的安全性。

 参考文献：

[1]庄绪明.高层建筑结构设计中的隔震减震措施[J].住宅与房地产,2018(25):73.

[2]叶宗山,李默怡.浅议高层建筑结构设计中的隔震减震措施[J].绿色环保建材,2017(12):75.

[3]赵静超.高层建筑结构设计中的隔震减震措施解析[J].居舍,2017(31):54.