以隔震功能主导下的建筑结构设计实践探析

以隔震功能主导下的建筑结构设计实践探析

张嵚峰

河北共峻房地产开发有限公司 河北石家庄 050000

摘要：现代社会发展视域下，人类思想充分解放，尤其在建筑行业，越来越多的业内人员，开始关注隔震功能主导下的建筑结构设计，此项工作顺利开展，既可以提升建筑的安全性和稳定性，还能满足当前社会发展的多样化需求。基于此，本文主要对建筑结构设计中隔震的基本概述进行展开，说明建筑隔震结构设计要求，探究隔震功能主导下的建筑结构设计实践策略，以期对部分学者提供参考和帮助。

关键词：隔震；功能；主导；建筑；结构；设计实践

前言：建筑行业作为我国基础设施建设的重要组成部分，具有不可忽视性。传统建筑结构设计中，更为关注延性设计，一旦遭遇强烈地震，建筑结构就可以通过延性或塑性变形，将地震作用进行削弱，从而降低建筑结构造成的损害。然而，尽管没有达到毁灭性破坏，但也发生严重变形，表现最为明显的就是内部损毁非常严重，后期若是修复，会花费很大成本。而隔震技术的出现，可以有效解决这一问题，这就需要我们在隔震功能主导下，对建筑结构设计实践进行有效探析。

1.建筑结构上设计中隔震的基本概述

隔震主要指的是在基础与上部结构之间，设置较为合理的隔震支座，将建筑结构自振周期加以延长，从而增大阻尼，让结构更“柔”，削弱地震对建筑结构产生的不良影响。建筑结构设计过程中，内部阻尼大小，与建筑能耗有着直接联系，所以，隔震就要发挥其本身特性，将地震产生的能量吸收，提高建筑结构稳定性，规避地震灾害。在建筑工程中，隔震技术受到广泛应用，尤其是在汶川地震后，我国建筑行业更加重视隔震建筑物，建设数量也逐渐增多。不管是材料选择，还是建筑结构设计，相对传统设计方法，存在一定的区别，并且设计难度有所增大。受时间限制，隔震措施既可以适用新建筑，完成建设后，又可提升阻尼效果。在合适位置应用阻尼技术，对于夹层和上层结构，都非常有效。将隔震与效能减振技术进行有机结合，可以将阻尼比加以提升，规避建筑结构产生的变形情况，同时，与附加装置进行有机结合，还能确保建筑的稳定性，使其在遭遇地震时，不会产生太多损伤，从而达到建筑隔震目的[1]。

2.建筑隔震结构设计要求

现实生活中，并不是全部建筑在设计中，都适合隔震结构，我国在发展过程中，针对隔震技术，使用与研究时间并不是很长，而国际上很早就开始采用此类抗震结构，在长期的实践中，对建筑物隔震结构设计提出一定要求，主要表现在以下几个方面：

（1）结构高宽比不应大于4。这是因为高宽比小于4的结构，在地震当中，建筑周期才会＜1秒，此时隔震结构就能实现能量的有效吸收，达到良好的隔震效果。

（2）建筑场地类型最好的一类、二类和三类，并且对基础类型有着很高的要求。若是属于硬质地基，比较适宜修建隔震结构系统，将地震带来的高频能量吸收。若是软土地基，由于高频能量吸收能力比较强，采用隔震系统，就很难达到良好的效果。

（3）水平荷载应较低。重点指的是在非地震情况下，建筑物的水平荷载，由于支座抗拉屈服强度较低，在没有地震条件下，若是建筑水平荷载太大，隔震系统则会被破坏，无法实现该有的隔震效果[2]。

3.隔震功能主导下的建筑结构设计实践策略

在隔震功能主导下，建筑结构设计需综合考虑各个方面的影响因素，采取科学有效措施，确保建筑结果设计的合理性，从而规避地震灾害带来的不良影响，重点可以从以下几个方面着手：

3.1基础隔震

在建筑上层或者基础结构中，经常会设置基础隔震，通常会使用弹性连接，增加建筑自身的抗震性能，以及避免地震对建筑上部位置产生的冲击，达到整体减振效果。一般而言，基础隔震结构系统组成部分主要有下层结构、上部结构以及隔震装置，隔震基本原理为充分发挥建筑结构长周期这一特性，让上部结构位移集中在底部，并且将移位减少，同时，把存在的地震能量转移至地表，或者将能量吸收，以此确保建筑结构更加稳定。当前，在基础隔震设置过程中，最常见的方法有摩擦摆隔震、粘弹性隔震以及摩擦滑移隔震等各类方式，使用的材料包括混合隔震装置和橡胶垫。我国在发展中，住宅建筑隔震面积逐渐增加，据研究统计，已经达到了数百万平方米，不管是业内学者，还是科研工作人员，想要确保建筑结构设计的科学性，提升建筑结构稳定性和可靠性，在未来发展中，还需加大基础隔离系统研发力度，创造更多的经济效益和社会效益[3]。

3.2悬挂隔震

建筑结构设计实践中，悬挂隔震发挥着重要作用，针对设计人员来说，采用悬挂隔震这一方式，不仅要求非常严格，而且存在一定的难度，尤其是建筑物结构中，需要实现子框架与主框架结构的完美结合，这样才能确保地震出现时，主结构会伴随地震摇摆过程中，不会影响子结构。通过悬挂隔震这一技术，可以将建筑物的整个结构悬挂起来，其原理就是在地震发生时，产生的能量不会传递给悬挂的主体结构，这样做的最终目的就是规避地震能量对主体结构产生的伤害，并且将伤害结构降至最低，从本质上来讲，其会应用到大型钢结构建筑当中，悬挂隔震的有效就是防震效果非常好，一旦出现地震，就可以避免地震能量对结构物主体产生的损害，然而，由于会应用到很多钢结构建筑，不同程度上增加了施工成本，因此，不太适用住宅建筑

[4]。

3.3地基隔震

    通常情况下，地基在建筑与地震中间，和地面会直接联系，所以，地基会直接受到地震波的影响。正是因为这一点，地基在一定条件下可以缓冲地震对建筑物产生的作用，这就使得磁悬浮和橡胶支座等隔震性能被重视起来。地基隔震最普遍的方式是通过铺有垫层的方式，将地震波强度减弱。在传统设计中，垫层往往会使用砂石和粘土，有时候，还需在两者间添加土工织物，这一方式不仅成本较低，而且在地震基础上，能够将地基和建筑结构之间的滑动效应提升，实现减振目标。然而，在长期实践中会发现，振动会磨损垫层材料和砂层等，长时间之后，接触面则不再承受隔震作用，情况若是严重，还会发生裂纹。现阶段，很多建筑物都会采用叠层橡胶，相对于传统的粘土砂石，隔震性能会更好，实际上，对于普通叠层橡胶，构成并不完全是橡胶，是橡胶垫片中加入薄钢板，通过将橡胶与钢板科学结合，可以达到缓冲目的。在此期间，钢板也可以对相邻橡胶垫片加以束缚，此时若是橡胶垫片面临大的内向变形，还会保持应有的稳定性，成为当前使用较好的一种地基隔震材料。随着社会的发展，还产生了一种新的减震材料——改性阻尼沥青，它不仅具备良好的隔震性能，而且可以缓解地震波，加上成本低、施工简单，因此被广泛使用在农村地区的建筑中[5]。

结束语：综上所述，想要从根本上提升建筑结构设计的科学性，相关人员就要树立现代发展思想，明确隔震的基本内涵，充分认识建筑结构设计中隔震的重要性，结合当前实际发展情况，采用科学有效的措施和方法，在隔震功能主导下，开展建筑结构设计实践活动，从而适应社会主义现代化建设需求，促进我国经济社会走向可持续发展道路。

参考文献：

[1] 梁博张德龙李杰. 建筑结构设计中的隔震减震措施浅析[J]. 产城:上半月, 2022(1):0185-0186.

[2] 林永洪. 房屋建筑工程的隔震结构设计--以中房·玺云台项目一期住宅工程为例[J]. 工程技术研究, 2021,(20):4-5.

[3] 李思慧. 建筑结构设计中隔震减震控制技术的应用[J]. 新材料新装饰, 2021, (016):89-90.

[4] 张闰康. 建筑结构设计下的隔震减震措施浅析[J]. 中国科技期刊数据库 工业A, 2022(3):4-5.

[5] 郭世杰. 关于建筑结构设计中隔震减震控制技术的应用分析[J]. 中文科技期刊数据库工程技术, 2021(1):3-4.