建筑结构设计隔震减震技术

建筑结构设计隔震减震技术

常,宇

朝阳广厦建筑设计室，辽宁 朝阳 122000

摘要：近些年的几次地震，对我国经济造成了很大的损失，同时也威胁着人们的财产安全。因此，在建筑结构设计中，应有效采用隔震减震技术作为抗震策略。常见的隔震技术有地基隔震、悬挂隔震、基础隔震、层间隔震等；常见的减震技术有：设计无粘结钢支撑体系、采用消能减震装置进行抗震加固、合理布置结构的平面与竖向。另外，科学合理选择建筑场地和施工工艺，也能实现较好的抗震效果。

关键词：建筑结构设计;隔震减震技术;策略

引言

为了优化城市布局，解决城市人口居住问题，很多高层建筑在城市中拔地而起，但是在高层建筑中，建筑结构的合理性是十分重要的，建筑的抗震能力直接关系着人们的生命安全，因此这就需要设计师，能够利用一切技术手段，通过科学有效的抗震措施，来保证建筑设计的切实可行性，使建筑的整体质量能够得到有效地提升。

1隔震减震技术在建筑结构设计中的作用

汶川大地震已经过去14年了，2023年2月土耳其7.8级大地震又让我们想起当年的场面。缺乏隔震减震措施的建筑物在大地震面前毫无招架之力。图1所示为土耳其7.8级大地震现场一隅。隔震减震措施作为一种减少建筑物震害效应的有效手段，可以利用减震装置提高结构的阻尼，从而减小结构在地震时发生的反应。而且通过延长结构自振的周期，可以达到减小结构受到水平地震影响的效果，受到广泛的认同并应用于建筑结构的设计中。国内外的大量实验和实践证明，隔震减震措施的采用可以减少60%的建筑结构受到的水平地震力作用，减少或消除建筑物在地震中所遭受的破坏，增强建筑物内的设施和人员的安全。提高建筑在发生地震后仍然能够维持使用的能力。

2建筑结构设计隔震减震技术存在的问题

2.1隔震方案分析

从抗风承载力方面来看，在高烈度地区，高层建筑必须要对风荷载产生的总水平力进行计算。设计师在高层建筑减隔震设计中，要考虑建筑物的总自重，采取有效的计算模型进行模拟。高层建筑隔震减震设计时，要综合时程分析及反应谱曲线的平均反应谱响应进行比较，以保证结果精准可靠。

2.2建筑结构的选择产生的影响

传统的建筑抗震能力不强的主要原因也是因为，建筑结构选择的不合理，降低了减震，隔震的力度，而且传统的框架结构主要的特点就是剪切变形，这种结构不利于发挥减震和隔震设计的优势。所以现阶段通常都是橡胶支座来进行隔震设计，这样能够使得隔震效果大大提升。

2.3隔震支座受拉问题

通常情况下，高层建筑的隔震设计中，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。因此，结构设计师在在隔震设计中，还要精准计算构件的轴向受力情况，最大程度避免构件轴向变形。

3建筑结构设计隔震减震技术措施

3.1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。

3.2建筑走向设计

建筑物的走向，会直接影响地震所带来的危害，我国对建筑行业一直有着相关的规定，在开始建设一个建筑工程的时候，必须要去全面的评定该建筑物所在的地理位置，先进行一定的岩土勘察或者地质勘察等工作。要全方面去对该地区进行风险评估，针对一些风险因素进行分析，然后在去结合实际的建筑需求和建筑结构以及评定结果，制定更加科学完善的抗震措施，同时还要不断的去完善抗震工作，确保建筑物的抗震能力能够达到一定要求，并且在一定时间的推移下，抗震能力能够依旧保持稳固。再进行地质勘察的过程中，首先要明确了解的就是地震的大致走向，以确保建筑物的走向和地震的震向之间，呈现出的是一种垂直状态。其次在进行地质勘查的时候，还要注意针对一些若土地基或者接近地震带的区域进行全面勘测，避免将建筑物建筑在这些地区之上，同时还要在施工之前去对当地的一些水文情况，防止其他自然灾害给建筑物带来一定的损害。在当代建筑中，常见的建筑结构大部分都属于钢筋混凝土或者砖混结构，这些材质的建筑结构本身就具有较强的承载能力，能够保证建筑物的牢固，同时还能够加强建筑本身的抗震性。要想选取更为合适的建筑结构，就必须要设计者在进行设计时，结合当地的实际情况来选择更为合适的建筑材料进行建造，在帮助建筑企业降低建设成本的同时，还要全面保证建筑的质量。

3.3层间隔震技术

层间隔震技术在使用的时候需要在建筑结构夹层以及原结构之间放置减震装置，这样能够切实降低对地震波的吸收。层间隔震技术可以弥补基础隔震技术中的不足之处，能够在重要的施工环节起到重要作用。这种技术相较于基础隔震技术其结构位置更加靠上。虽然结构位置偏上，但是并不会减少其隔震效果。上部结构能够与减震装置共同作用，实现对自下而上地震波的吸收。此种技术不仅能够在新房减震工作中起到重要作用，还可以对一些老旧建筑进行结构上的加固，其能够真正促进经济效益的提升。在我国，层间隔震技术不局限于应用在屋顶隔震中，也在更多工程建筑项目中发挥出了重要价值。在当前局势下，我国利用层间隔震技术实现建筑设计工作质量的项目逐步增多。此技术一般情况下应用于高层以及大空间的建筑项目中。随着对层间隔震技术原理的深入研究，此技术的发展更加成熟，并且能够在未来的建筑行业中发挥出重要作用。

3.4合理布置结构的平面与竖向

在设计建筑结构时，为了实现隔震减震效果，必须注会成为崩塌灾害的物质来源，而对于喷锚工程，锚杆的锚固施工就会破坏岩体的整体性；“接”虽可以说是较好的防治措施，但由于结构被连接成了一个整体，缺少了遮挡及躲避落石灾害的功能；“软网防护”能对破碎岩面的小规模落石到相对较好的防护作用，但还没有实践检验其对中、大规模崩塌的防治效果；总的来说，改线绕避措施是最彻底且最为有效的落石灾害防治措施，但采用这种措施会致使投资加大，而且会加长工期，一般都只在灾难性危害（如滑坡、泥石流等）频发的地区采用；而设置遮拦用的建筑物相对来说投资适中，而且机械施工便利，同时遮挡建筑物还具有侧向拦截以及顶部遮蔽线路的双重功能。

结语

建筑行业在当前社会中的发展速度已经呈现出逐步提升的趋势，人们对于建筑物本身的居住安全性也提出了更高的要求，在发展历程中应该合理应用隔震技术处理以往建筑施工环节中的各类问题。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。

参考文献

[1]许婷婷.隔震减震控制技术在建筑结构设计中的应用[J].工程技术研究,2021,6(18):205-206.

[2]张影.建筑结构设计中隔震减震控制技术的应用[J].建筑工程技术与设计,2021(21):637.

[3]李玥.浅议高层建筑结构设计中的隔震减震措施[J].精品,2021(9):165.