建筑结构设计的隔震减震探究

建筑结构设计的隔震减震探究

赵静

身份证号码：420606198310292025

摘要：目前，人们对建筑行业的隔震抗震技术要求越来越高，隔震抗震技术也越来越先进。因此，应根据不同的建筑要求，设计时使用不同的隔震技术，确保建筑物在遭受伤害时的稳定性。下面本文就建筑结构设计的隔震减震进行简要探讨。

关键词：建筑结构设计；隔震减震；

1 建筑隔震减震体系概述

在城市化进程不断推进的当今社会，建筑行业的发展速度获得了显著提升。人们对于建筑物的结构安全性也提出了更多的期盼和要求。在这种工作形势下，以往的抗震设计已经无法满足社会的实际需求。因此，工作人员应该对传统技术的实施经验进行吸收和采纳，并将其应用在新型技术中的，这样才能够更好地实现建筑物的隔震效果。在工程减震区域中，隔震技术是应用较为广泛的技术之一。在相关技术应用过程中，施工人员要在建筑物下端或者某个位置安装控制装置，安装控制装置的目的在于一旦发生地震，能够减少地震对于结构产生的不利影响，通过隔震减震装置的运作，能够吸收一部分能量，从而最大程度降低地震产生的危害。在受到中强度地震时，通过隔震减震结构的设计，能够进一步延长结构体系的自振周期性能，在一些特殊情况之下，隔震减震装置还应具有较好的耐久性甚至是自动复原功能。在具体设计过程中，要确保结构变形在一定范围之内，同时也要避免隔震减震装置对建筑物的正常使用产生影响。

2 现阶段隔震减震技术在应用过程中所遇到的问题

2.1 建筑物支座的设计影响和减震效果问题

要使建筑结构更为稳定，则必须在减震与隔震设计方面尽可能地进行分散，如果将减震与隔震设置在建筑四周，则在地震时会大幅增大建筑的倾覆力量，并对建筑的支撑张力造成较大的影响。在进行隔震减震装置设置过程中，应具体情况具体分析，一般应做到最大限度的分散设置。但是需要注意的是，在高层建筑附近不能进行这样的分散布置，不然就会致使抗震墙在实际地震的过程中会加大承受倾覆力，在一定程度上也会影响到支座的整体拉力。如果受力面较大，则需要对于隔震减震装置中的支座进行重新设计，在设计过程中要确保支座间的距离小于 2 米。现阶段在很多高层建筑施工过程中，由于建筑物本身结构原因，导致拉力应力超过一定的负荷，最终对于隔震技术的应用效果产生影响，同时也会降低建筑的自身形变能力。

2.2 建筑物的走向设置问题

地震属于危害性较大的自然灾害，地震的产生与地区的地壳运动密不可分。在地震出现时，在地震方向上会造成建筑大范围的倒塌，如果建筑物的选址能够避开地震方向，则能够有效降低地震产生的损害。从这一角度来看，在建筑物建设过程中进行科学合理的选址工作，具有重要现实意义。在对于建筑物进行设计及建造过程中，不仅应当考虑到建筑物本身结构的问题，同时也要对于建筑所在区域的地质情况进行较为详细的调查以及研究，而后初步确定建筑物选址。建筑物的走向设置对于其抗震性能将会产生直接影响，在进行走向设置的过程中，相关人员要考虑到多方面因素，要对于地震方向产生实际影响进行较为细致研究，最终不断提升隔震减震技术应用效果。一般来说，建筑走向最好与地震方向呈垂直状态，要避免走向与地震的方向平行。

2.3 墙体与防震缝设计问题

墙体位置和墙体厚度都有可能对于建筑物的抗震性能产生影响，因此在建筑设计及建设过程中应当对于墙体和防震缝进行认真分析和设计，相关设计人员应当高度重视，要不断提升设计过程的科学性以及合理性。地震虽然会造成较大的危害，但其本质上属于一种偶发性的自然灾害，在这种情况下，在一些普通区往往不用考虑防震缝的设计问题，或者仅仅设计较少数量的防震缝即可。但是，在一些地壳经常运动的区域，设计师要高度关注防震缝的设计问题。如果发生地震，建筑物以及地面也会出现位移，不同的长宽比的建筑的抗震能力也会有所不同。因此，设计师在方案确定之前，应通过结构模型试验的方式确定建筑最佳长宽比。

3 建筑结构设计的隔震减震措施

3.1 结构隔震技术在建筑结构设计中的运用

（1）建筑物地基采用特殊材料；在进行隔震结构设计时，最重要的是把隔震层设置成一个较为柔性的层面，地震发生时，可以吸收一部分能量，减轻地震能对建筑物造成的损害。原有的抗震技术一般使用黏土和砂砾来达到隔震的效果。从抗震实际成效来看，效果不太理想，现阶段有很多新技术、新材料不断应用到抗震措施中，从实际应用效果来看，沥青作为地基隔震层填充材料是最为优越的，既经济又有较高的安全性。（2）隔震设施；在高层建筑中，如果应用此项技术将会更容易倒塌，所以不太适用。现阶段，采用的隔震设施一般是橡胶垫，它主要是橡胶和钢板构成的，钢板用来支撑橡胶，可以在一定程度上提高隔震层的竖向高度。目前为止，橡胶隔震技术发展的较为成熟，因其具有阻尼比大、隔震效果好、可靠稳定性较高等优势得到了广泛的应用，但是橡胶防震垫存在时间较长后出现老化，性能变差的情况，这会造成橡胶防震垫的性能减弱。（3）层间隔震措施；在建筑结构与建筑结构的层间设置隔震装置，当遭遇地震伤害时，隔震装置可以在一定程度上把地震的能量吸收，以此可以减少地震所带来的能量对建筑物造成的损伤，进而可以达到减震的实际效果。层间隔震与基础隔震虽然在装置上差不多，但是隔震效果基础隔震高于层间隔震 13%。基于此，层间隔震技术因其具有操作起来比较简单易行，一般在对旧建筑结构改造中得到应用。

3.2 结构耗能减震技术在建筑结构设计中的运用

（1）结构耗能减震技术的特点；传统耗能减震结构建筑的特点是：结构整体依靠自身自带的“滞回”功能，对地震能量进行消耗。这种设计不仅降低地震能量的作用十分有限，结构构件完全基于自身的“弹塑性变形能力”对地震能量进行消耗，会极大地损害构件本身。因此，当遭遇地震时，建筑结构构件消耗的地震能量越大，本身受破坏程度也越大，合理性和作用性均较低。大量实践结果显示，基于耗能减震技术设计的建筑结构，其减震机制十分明确，建筑效果特别明显且安全可靠。除此之外，由于阻尼等装置的成本较低，故建筑的建造成本具有一定经济性。（2）结构耗能减震装置的类型；由于耗能机制不同，耗能减震装置可进行如下划分：摩擦型、钢弹塑型、铅挤压型、粘弹型、黏滞型。如果根据耗能器的“耗能依赖”进行划分，可分为速度相关性耗能器和受力相关性耗能器。前者以粘弹型阻尼器和黏滞型阻尼器为代表；后者以摩擦型耗能器、钢弹塑型、铅挤压型为代表。（3）耗能减震结构建筑的设计要求；对耗能部件的设置。用于耗能减震结构设计的耗能部件要求如下：①整体耗能减震结构必须根据罕遇地震作用下的预期结构位移控制要求，对耗能部件进行适当设置。②具体的耗能部件一般由斜支撑、填充墙、梁、节点等组成。③设置在耗能减震结构中的部件需要沿着结构的两个主轴方向设置，且应放置在层间可能出现较大变形之处，具体的数量和分布情况没有统一标准，应根据实际情况综合分析后确定。

结束语

综上所述，在建筑结构设计过程中积极应用隔震减震措施能最大限度的降低地震对居民生活的破坏。在实际操作过程中，相关人员要加强对于建筑本身结构的研究，同时也要重点关注隔震减震技术的发展情况。未来，隔震减震技术在建筑结构设计中将得到更广泛的应用，为减轻我国地震灾害提供重要技术支持。

参考文献：

[1] 沈晓龙.建筑结构设计中的隔震减震措施浅析 [J]. 建材发展导向，2022，20（12）:191-193.

[2] 吴昊.浅谈高层建筑结构设计中的隔震减震措施 [J]. 工程建设与设计，2018（18）:110-111.

[3] 沈国庆，陈宏，王元清，等.无粘结钢支撑非线性有限元分析 [J]. 四川建筑科学研究，2007（05）:111-113.