建筑结构设计中的隔震控制技术应用

建筑结构设计中的隔震控制技术应用

马瑞

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摘要：随着人们对居住环境安全性的高度关注,抗震设计成为建筑领域中的关键技术。为此，应积极探索行之有效的隔震控制技术，将其科学合理的应用于各类建筑结构设计中，提高建筑质量，保障使用安全。本文基于建筑结构设计优化的意义，就其隔震控制技术应用策略展开探讨，并列举案例加以分析。

关键词：建筑结构设计；隔震控制；技术应用

引言

随着城市化进程的加速和人口密集度的增加，建筑在城市中扮演着重要的角色。然而，建筑由于其高度和复杂的结构特征，面临着较高的地震风险。因此，建筑的隔震设计变得至关重要。传统的抗震设计方法主要基于经验和规范，缺乏针对性和灵活性。为了提高隔震设计的效果，需要开展深入研究，并探索新的设计方法。

1建筑结构设计优化的意义

1.1全面提升建筑结构的稳定性和安全性

一方面，建筑结构设计优化可以提高建筑的抗震、抗风等能力，预防和减少潜在的结构安全隐患，保障人们的生命财产安全。另一方面，由于不同地区的自然环境存在差异，不同建筑工程也理应具备不同的功能和性能。建筑结构设计人员通过不断优化设计内容，可以找到最佳的建筑结构形式，设计出专项方案，使建筑功能、相关参数符合建设要求，从而保证建筑结构的稳定性和安全性。

1.2降低建筑施工成本

影响建筑施工成本的因素较多，包括建筑的布局、层数、高度、建筑材料等。建筑结构设计优化是对建筑结构的功能需求、布局、材料价格等进行综合考量，选择最优的设计方案，从而降低施工成本。同时，建筑结构设计优化可以合理选择和使用施工材料，优化材料的数量和规格，从而有效降低材料成本。此外，优化建筑结构设计方案可以使后续施工更加顺利，减少工程变更和返工，进而降低施工成本，提高建筑企业的经济效益。

2建筑结构设计现状

2.1缺乏抗震能力

在建筑结构设计过程中，设计人员需要做好抗震设计工作，提高整体建筑物的防震能力。我国各地的建筑结构形式具有较大的差异性，因此设计人员需要结合工程实际情况选择建筑结构的抗震强度，保障抗震设计的科学性，使其符合建筑行业的规范要求。但是一些建筑企业不够重视抗震性设计工作，导致设计人员在设计过程中忽视了抗震性原则，因此增加了建筑结构的安全隐患，如果在日后施工或者使用过程中发生地震灾害，建筑在顷刻间就会化为乌有。

2.2建筑结构设计不科学

传统的设计工作经验和知识体系会在一定程度上限制设计人员的思维，导致一些设计人员在实际工作中仍旧利用传统的工作方法，从而产生了大量的安全隐患与不合理问题，也不利于建筑结构向正向发展。部分设计人员在安全认识方面有认识上的不足，对建筑物的设计中的安全性问题往往只是注重表层，而忽略了内部的安全性，导致了设计注重外观而忽略了建筑本身的内容与品质，很可能会引发各种安全问题。还有一些设计人员因为利益的影响，导致建筑结构设计不符合安全标准，最后成为一种建筑结构的安全隐患。尽管建筑结构的不科学问题并不多见，但它仍然值得建筑设计界给予足够的关注。站在建筑设计产业发展的角度来看，对建筑结构的整个设计过程进行科学而又全面的控制，防止在设计阶段不断积累安全问题。

3建筑结构设计中的隔震控制技术应用

3.1隔震方案

在充分考虑建筑实际结构的基础上，可以在一层楼面以下设置隔震支座，利用支座将建筑基础与地面以上结构隔开，这样即便出现地震情况，在隔震支座的作用下，地震释放的能量对地面以上建筑结构的影响将会降到最低。在罕遇强震作用下，减小构件和主要结构产生塑性灾变的几率，从而保证建筑结构的抗震性能和人身安全。

3.2建筑隔震体系的组成

建筑隔震体系通常包括隔震器、阻尼器等。其中，隔震器是建筑隔震体系的核心部分，通常采用橡胶支座、摩擦摆隔震支座等。它们的作用是在地震发生时，通过增加建筑物的柔性，使得建筑物能够随着地震的震动而移动，从而减小地震对建筑物的破坏。阻尼器的作用是消耗地震能量，防止建筑物在震动过程中出现过度振动。阻尼器通常采用粘滞阻尼器、粘弹性阻尼器等。抗拉装置和抗风装置主要用于增强建筑物的抗拉和抗风能力，保证在地震和风灾发生时，建筑物不会被拉倒或吹倒。柔性连接模块用于连接建筑物的各种构件，使它们能够协同工作，共同承受地震力和风力。柔性连接模块通常采用高强度的橡胶或弹性材料制成。钢筋混凝土结构是建筑物的主要承重结构，它的作用是承受建筑物的重量和地震力，并将这些力量传递到隔震器和地基上。以上各部分共同组成了建筑隔震体系，通过它们的协同作用，可以有效地减小地震对建筑物的破坏。

3.3隔震结构设计的方法

首先，在进行隔震结构设计时，技术人员应遵循一些基本的设计原则，如确保隔震结构具有一定的刚度，以抵抗风荷载和地震等外力作用；同时，隔震结构应具备适当的阻尼，以吸收地震时的振动能量，降低建筑物的动态响应。根据建筑功能、场地条件、经济性等因素选择适合的隔震方案。对于高烈度区，采用隔震技术经济性十分明显，上部结构设计方案比较合理，一般能节约3%到20%。其次，技术人员应选择合适的隔震器，常见的隔震器有橡胶支座、摩擦摆隔震支座等。根据建筑物的特点和地震反应谱，选择适合的隔震器类型和参数。为了增强建筑物的抗拉和抗风能力，技术人员需要在隔震结构中设置抗拉装置和抗风装置。根据降低后的水平地震影响系数计算上部结构设计，注意结构的高宽比不宜过大，一般控制在3以内比较好，不宜超过4。对高宽比大的结构，需进行整体倾覆验算，防止支座压屈或出现拉应力超过1MPa。再次，技术人员选择具有足够强度和韧性的柔性连接模块，以确保在地震发生时，建筑物能够随着地震的震动而移动，从而减小地震对建筑物的破坏。钢筋混凝土结构是建筑物的主要承重结构，它的设计需要考虑建筑物的重量、地震力以及隔震器的反力等因素。在设计过程中，应充分考虑隔震结构的特点，以确保在地震发生时，钢筋混凝土结构能够有效地承受力和传递力。

3.4连接件的选择与布置

钢结构的连接和节点设计是确保整个建筑物在地震力作用下能安全运行的关键。重点应放在以下方面：1）强度与延性。连接件和节点必须具备足够的强度来承受计算出的地震力,也要有良好的延性,以便在地震作用下能够发生塑性变形,从而吸收和耗散地震能量,避免脆性破坏。2）连接件的选型。应选择适当的连接件,如高强度螺栓和焊接接头,这些连接件能够承受重复的载荷反转。对于焊接,需要确保焊缝足够韧性,并通过适当的检测确保焊接质量。高强度螺栓连接应考虑预紧力的控制和长期使用中的疲劳问题。3）节点的配置。节点配置应优化以确保力的均匀传递,避免应力集中。这可能包括使用加劲肋或板,以及确保节点区域有足够的刚度和强度。

结束语

近年来世界范围包括我国很多地区出现了不同程度的地震，对人们财产甚至生命安全构成了严重威胁，在这样的背景下人们对建筑结构的防震性能要求越来越高。在建筑结构设计中通过隔震控制技术可以有效降低地震时建筑的损伤，从而达到保护人民财产和生命安全的目的。隔震控制技术主要是用在建筑结构基础以及上层结构底部中设置专门的弹性隔震层，可以有效降低地震时的震动对建筑造成的破坏。

参考文献

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