建筑结构隔震设计中的问题分析

建筑结构隔震设计中的问题分析

崔朦朦

身份证号码：21122199206252647

摘要：目前，我国隔震技术突破了传统的“硬碰硬”，采用“以柔克刚”的新思路，在实际设计过程中按照结构体系，设置好隔震层，确保建筑物整个结构系统“软化”，以提升自振周期、阻尼，减少地震能量对上部结构的传递。同时，在抗震结构设计中，设计人员应熟练掌握有关的隔震技术，并明确建筑产业发展趋势，进而将隔震技术应用到建筑结构抗震设计中，这不仅可以增加经济效益，还可以保障居民的生命和财产安全。

关键词：建筑结构；隔震设计；问题；控制措施

1导言

在现代的建筑结构设计中，抗震能力是其中重要的建筑功能体现，尤其在多发地震区域之中，抗震以及隔震显得尤为重要。同时在现代建筑结构中可以运用不同的设计手段加强建筑的抗震能力，能够在承受相应的荷载同时也能抵抗水平以及竖向的荷载，这也是建筑抗震实现的关键方式。并且也要保证相应的建筑外部形式，兼顾相应的建筑审美以及功能，不能因抗震让建筑失去原有的风格。

2隔震设计的意义

地震是最常见的一类自然灾害，地震因地壳运动引起，由强大的地震波伴随着剧烈的地壳移动而产生。据资料显示，全世界每年发生的地震不计其数，小规模的地震对人类的生活影响不大，然而，高强度的地震却给人类生命和财产带来了极大的威胁。当发生地震自然灾害时，具有隔震作用的建筑物，仅仅呈现为简单的倾斜，建筑物内的陈设与不隔震的差别较为明显。建筑物在地震中容易受到不同程度的损坏，因为破坏力从地面产生，由于地面的剧烈移动，引起了建筑物的高速震动，换句话说，震动是由地基传递到上层的结构。隔震设计可以最大限度地降低地震对建筑物、人员的损害并达到抗震效果。

3建筑结构隔震设计中的问题分析

首先，通常情况下建筑隔震设计中，最关键的问题就是隔震支座会遇到拉力作用。在罕遇地震的作用下，隔震支座能承受的总作用力远远小于地震带来的倾覆作用力，并且在竖向荷载的作用下，高层建筑结构构件会产生严重的轴向变形，进而影响高层建筑结构构件的抗弯、抗剪能力，更严重的甚至会造成结构侧向变形。特别是如今建筑物层高不断增加，构件的轴向变形会造成高层建筑结构失去稳定性。其次，建筑物从投入使用开始，就长期处于工作状态，隔震支座要承受上部建筑结构的各项荷载和地震力。其中，叠层橡胶支座对此种作用力最为敏感。在地震力反复作用下，橡胶支座的承压面积会越来越小，从而大大降低支座的承载力。

4建筑结构隔震设计控制措施分析

4.1明确建筑结构隔震设计规范

将建筑结构隔震技术应用到建筑工程中，为了保证设计合理性，必要严格依据规范进行设计，也就是在具体设计时，需要采取分离方式完成相应设计作业，适当引入减震系数，也就要对比分析结构楼层的楼层剪力和非隔震结构楼层剪力，依据最低比值完成减震系数设置。此外，针对高层建筑结构来说，在对其进行设计时，设计人员需要从实际情况出发，对比分析楼层倾覆力矩，得到两者最大数值。在对建筑工程结构的减震系数进行确定条件下，应当将非隔着结构作为依据，针对隔震设计进行适当优化，同时，需要从建筑工程具体情况入手，精准计算，保证最终隔震设计的合理性、安全性。通过对建筑工程中的隔震结构与非隔震结构可以能够承受的地震作用进行全面分析可以发现，前者在建筑工程中的承受地震作用分布均匀或者近似梯形，后者承受地震作用则呈倒三角或近似弯曲形状，由此可见，隔震结构各层剪力和弯矩值都要小于建筑工程中的隔震结构。对于建筑工程中的隔震设计，在计算时，为了确保最终计算结果准确性，要采取分离方式开展，学科采用先进软件，完成设计作业，提高隔震设计成果，确保最终设计效果能够达到预期。

3.2加强地基隔震

在发生地震时，建筑物的地基是建筑物与震源发生最直接接触的区域，并且在震后会有直接的震动，所以在地基中安装隔震设施可以有效降低地震对建筑造成的影响。在建筑物的地基上安装隔震装置是对建筑物的基础部位进行隔震处理，一般情况下会在建筑结构的基础上铺设垫层，这样可以减少由于地震引起的震动，减少对建筑物的冲击。传统的建筑隔震施工技术主要是在建筑的地基上混合铺设黏土和砂土或在软黏土和砂土之间放设土工布。在我国建设工程技术进步的今天，有关部门在进行抗震措施的设计时，开发了改性沥青阻尼减震材料，这种材料能够有效取代黏土砂垫层。因为具有极强的隔震减震能力，可以有效地降低建筑构造在地震中受到的破坏，获得了广泛应用。

4.3强化基础隔震技术

所谓的基础隔震装置会安装在建筑物的基础位置，以及上层结构中，使用柔性连接的方式实现连接。这样能够更好地形成隔震系统。该系统在使用的时候能够有效减少其对于上层建筑的影响，更好地起到减震作用。基础隔震结构体系在构建的时候需要针对三种结构进行研究。其一是上层结构，其二是隔震装置，其三是下层结构。此隔震技术的主要原理是利用结构的长期性特点，通过其在底层的集中位移状态，进而减少上层结构出现位移情况的几率，建筑物所承受的地震能量可以更好地被地面所吸收，这样能够确保建筑的上层结构具有较强的稳固性。这种技术在研发的时候会事先采用软泥层地基材料，但并不能够确保其在使用的时候时刻起到良好的作用，这就需要积极寻找替代品。基础隔震技术本身的经济性有待提升，因此只会在地震多发地带使用，或者在重要的公共建筑中利用。比如，桥梁或者核设施等地区都会使用此项技术。但是其本身的发展前景较好，很多学者也在对其进行完善。当前环境下，我国橡胶钢板叠层体系的构建已经起到了较好的减震效果。其所性价比也在逐步提升。但是此隔震技术在使用的时候虽然能够在纵向方面实现高效率减震，但是基础隔震技术能够得以实现。因此，完善的基础减震技术能够实现经济性上的提升，维护我国社会的快速发展。

4.4悬挂隔震

悬挂隔震也被称为悬置隔震，是指在建筑整体结构设计中，将其结构悬置起来，该悬架结构可有效减少地震对建筑物的负面影响，其主要原因是地震发生后所产生的力无法及时传输到悬挂状态的结构内，这样就可以减少由地震产生的伤害。大型建筑物通常采用悬挂隔震措施，而这种结构大多是钢结构，该隔震设计方法能达到很好的减震和隔震的效果。悬置隔震一般可分为两类：主要框架与子框架。主要框架的结构是用链条连接到主框架上，在地震时，它也会受到震动，这样，当传递到副框架时，地震能量就会比以前小很多，并且能极大地减少地震对副框架的破坏。通过上述分析可以看出，悬挂隔震在土木建筑结构隔震设计中属于良好的隔震方法，在结构抗震设计中适当应用，可以有效提高建筑物结构整体的抗震能力。

结束语

总之，在当前局势下，此种先进技术的研究和应用规模已经更加广泛，并在原本的技术层面上实施了改善，这样能够积极应对不同的施工环境，针对需求使用相应的隔震技术，在最大程度上提升了建筑结构的稳定性。同时，隔振控制技术的研究和发展也需要工作人员的强烈关注。比如，在应用过程中如果存在的规范不健全的情况，或者是技术推广苦难的问题，相关部门应该制定出更加妥善的处理措施，对现有的技术加以优化处理，让整个建筑行业在发展运营的时候都可以得到各方面的优化。

参考文献：

[1]刘键.高层建筑结构隔震设计关键问题分析与处理探究[J].四川水泥，2020，(09):310+313.

[2]陈燕友.高层建筑结构隔震设计关键问题的探究[J].居业，2019，(04):30-31.

[3]万妮.建筑结构隔震设计中的问题分析[J].江西建材，2018，(02):55-56.

[4]罗智勤.高层建筑结构隔震设计关键问题[J].住宅与房地产，2016，(33):41.