隔震控制技术在建筑结构设计中的应用

隔震控制技术在建筑结构设计中的应用

彭文洲

陕西煤田地质置业发展有限公司  陕西710018

摘要：地震作为一种地质灾害，对于建筑而言，一旦发生地震等灾害的话，不仅会对建筑物本身的质量和安全造成影响，也会对人们生命财产安全造成极大的威胁，不利于社会的和谐与稳定发展。因此，在现代建筑中，需要将抗震设计作为重点，全面意识到建筑结构设计的重要作用，提高结构的稳固性和安全性，合理降低安全风险。

关键词：隔震控制技术；建筑结构设计；应用

引言

现阶段，世界各地都不可避免地受到地震灾害的影响，对人们生命和财产安全造成了不可磨灭的损失。地震的影响范围较大，破坏程度很高，因此，建筑工程行业要重视此问题，并对此进行总结归纳，详细记录与分析建筑工程的抗震等级。地震结束以后，一部分受震害地区需要开展重建工作，此时便要着重考虑建筑的抗震性能。以往的建筑用的抗震方式通常是“以刚（提高结构刚度）制刚（地震冲击）”，在建筑结构设计中使用了许多材料，并留有余量。然而，此种设计在具体运用时，却并未获得理想的效果。截至目前，不断有新技术面世，隔震技术、减震技术都能够达成以柔制刚的效果，能大幅提升建筑结构的抗震水平。

1隔震技术的基本原理

为了有效地抵御地震的冲击，采用隔震技术是必不可少的。其中，最常见的就是在建筑基础设施和主体之间安装一种阻尼隔震层，它具有较低的整体刚度，但具有较高的阻尼性，可以有效吸收地震波的能量，减少其传播到建筑物的程度，从而有效地减轻地震对建筑物的破坏。隔震技术的主要目标是减小结构在地震作用下产生的振幅作用力，进而实现抗震的目的。研究结果表明，隔震技术体系的改进能有效地提高建筑工程的自振周期，减小地震的作用力，科学合理地采用隔震技术，可明显提高建筑抗震性能，使建筑结构得到有效保护。

2建筑结构设计中存在的问题

2.1支座问题

在建筑结构设计中，剪力墙深受隔震减震支座的影响，因此，建筑的剪力墙应秉承分散原则，不可在隔震减震支座附近集中布置剪力墙，避免剪力墙的倾覆力增大。此外，部分建筑的隔震减震支座过于集中，对支座的抗震性能造成很大影响，抗震效果下降。因此，需要对建筑的结构受力数值进行计算，在建筑受力数值较大区域安装隔震减震支座，增强建筑的隔震减震效果。

2.2墙体与防震缝设计问题

在墙体的规划和设计中也可以进行隔震减震设计，要根据实际建设需求设计合适的防震缝，综合考虑其长度和宽度，促进建筑设计向更稳定、更安全方面发展，同时，在一些地壳运动较为活跃的地区应该着重设计防震缝，方便设计方加强对建筑结构设计中的稳定性控制，从而约束建筑物以及地面出现位移的程度。

2.3建筑结构选择问题

建筑结构选择问题主要表现在建筑结构形式比较复杂。由于建筑物结构涉及的内容较多，过于复杂的设计会降低建筑结构的抗震性能。而且，结构的复杂化，使设计人员在设计时需要考虑的抗震因素较多，往往会忽略重要的隔震减震结构。此外，规范也会影响建筑结构的选择，国家和地方标准规定了一系列针对抗震设计的规范，这些规范要求某些类型的建筑应采取特定的抗震措施，但不同规范之间存在差异，并且一些规范对于隔震减震设计并未提供明确的指导，这给建筑结构选择带来一定困难。

3隔震控制技术在建筑结构设计中的应用

3.1基础隔震技术

基础隔震设施多处于建筑基础结构、上部结构等部分，使用弹性连接的方式，可以有效提升建筑结构的抗震性能，减小地震灾害对建筑上部结构的冲击作用，总体上获得良好的减震效果。建筑基底隔震，主要是利用建筑结构周期较长的性质，保证建筑上部结构的位移能够在其底部位置进行集中，使得建筑结构遭受到的地震波影响可以被转移至地层表面，或者被地表吸收，从而提高建筑结构的平稳性。基础隔震可以获得的经济效益较低，当前，只能在我国的一些地震高发地域、重点公共建筑工程中加以使用。目前得到广泛应用的隔震支座类型主要有：叠层橡胶隔震支座、滑移隔震支座、摆式隔震支座。然而，此种技术有着十分广阔的发展背景，其发展与变革正在逐渐受到相关专业领域的重视。如今，在我国的建筑工程中，隔震面积正在逐渐增加，科学技术人员及专家学者都在不断提升对基础隔震系统开发工作的重视程度，提高建筑工程领域的发展水平，为社会创造更高的经济效益。

3.2隔震结构设计的方法

在进行隔震设计之前，必须对建筑的结构形式、荷载和所处区域的设防强度进行仔细的分析，并制定出一个经济、合理的隔震控制目标。通过对隔震层的材料特性进行分析，可以准确预测它在极端情况下的效果和最大位移。这些信息将有助于施工人员确定合适的隔震支座的尺寸、数量和安装方法。在建筑物的抗震性能方面，一般会采取分部设计的方式，即把建筑物划分成上部、中间、底部三个部分，每一部分都要经过精心的设计。在正常使用条件下，隔震层不仅需要具备垂直承载力，而且必须能够抵御罕见地震的压力、拉力以及隔震支座的位移。为了确保其抗震性能，需要对下部结构进行抗震测试，并根据罕见地震的测试结果，对其抗剪承载力进行评估。

3.3结构耗能减震技术

结构耗能减震技术，是在建筑结构的关键部位如剪力墙、连接缝、支撑位置、主附构件交界处等设置耗能装置，从而减小地震能量对建筑结构造成的破坏。按照不同作用机制，耗能减震装置分为两大类：一类是速度相关性耗能装置，典型代表是粘弹性阻尼器；另一类是受力相关性耗能装置，典型代表有钢弹塑型、铅挤压型、摩擦型等。设置结构耗能减震装置时，需要满足以下两个条件：第一，根据罕遇地震作用下的结构预期位移量，对耗能装置的参数进行计算分析；第二，耗能装置一般设置在结构的两个主轴方向上，位于层间变形较大处，具体数量根据实际情况确定。

3.4选择合理的建筑结构体型

设计人员进行隔震减震设计工作时首先需要做好建筑体型设计工作，避免成为超限项目。通常情况下，建筑设计师在进行建筑物的体型设计时，仅会注重功能使用需求以及建筑立面的美感，而忽视了结构的体型是否规则，是否具有良好的抗震性能。而从结构设计角度来看，如果建筑物具有不规则的体型，比如平面凹凸不规则，楼板开大洞口导致楼板不连续，竖向构件收进或悬挑，竖向构件上下不连续贯通等，遇到地震时就很容易出现损毁。反之，如设计师将建筑物的体型设计成规则的结构，尽量避免出现上述的不规则情况，遇到地震时受到损毁的概率就会降低。隔震结构宜控制结构高宽比小于4，对于高宽比较大的结构小震下基础不应出现拉应力，并且需进行整体倾覆验算，防止支座压屈。

3.5保证结构的整体性

建筑结构的整体性指建筑结构在受到地震荷载时，能够保持相对稳定的整体性能。在实际设计中，应尽量满足结构的连续性、均匀性、稳定性等方面的要求。特别是在建筑结构的连接节点处，应采用合理的结构连接形式、合适的连接构件和连接材料，以提高结构的整体性能。

结语

随着时代的发展，各种新的隔震减震理念和设计方法不断应用于建设工程中，不仅满足了建筑物防震减震的要求，而且在很大程度上促进了建筑行业的发展。结构设计师应努力掌握隔震减震技术的理论知识、设计要点和注意事项，做好隔震减震设计工作，提高建筑物的抗震性能，确保建筑物的安全性。

参考文献

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