建筑结构设计隔震减震技术浅析

建筑结构设计隔震减震技术浅析

孟珂张尧栩

中工武大设计集团有限公司 湖北省武汉市 430000

摘要：建筑结构设计中正确采用隔震减震措施，可有效避免或减轻地震对建筑结构的影响以及对人们生命财产安全的威胁。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。本文从隔震减震技术应用的重要性出发，对建筑结构设计中所采用的隔震减震技术进行分析，希望可以为相关工作人员提供一些参考。

关键词：建筑结构；隔震减震；措施

中图分类号：TU318                文献标识码：A

引言

为优化城市布局，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。建筑的隔震减震技术一直是我国的建筑行业研究的课题，对建筑结构设计和建筑材料的创新都是很大的挑战，因此我们要在建筑结构的防震设计上下功夫，提高建筑物本身的抗震能力。

1 隔震减震措施的衡量标准

建筑结构损伤可分为未受损和在一般维护下受损，可修理或倒塌；地震设防分为甲、乙、丙、丁四类。在某些钢筋混凝土建筑结构中，现行规范以普通维护和倒塌的分层变形角度作为定量指标，而在各种防震级别中，则采用了不同的防震方法。举例来说，乙级建筑采用的防震措施标准要比丙级建筑的有关规范要高一级。如果按照设计要求采取相应的抗震措施，那么在遭受与当地设防强度相同的地震冲击时，乙级建筑受到的破坏程度要比丙级建筑要小一些。在遭受该区域罕见的地震冲击时，乙级建筑的抗坍塌性能显著高于丙级建筑。现行《抗震鉴定标准》中所提出的“建筑总体的抗震能力按量进行划分”，可以从不同功能要求的建筑物结构所具备的抗震能力进行划分。根据目前的地震设计标准，将丙型建筑结构的设计看作是符合基础承载力的结构，并将其承载力与变形能力相组合，作为建筑结构整体抗震能力的基础值；对于乙类建筑具有高性能（包括变形）的建筑结构，其整体抗震能力应该小于基础数值。具体的取值高低可以依据其性能需求来决定。

2 建筑结构设计隔震减震技术应用要点

2.1 建筑走向设计

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。

2.2 增设多道抗震防线并调整内力以加强薄弱部位

为进一步提高复杂建筑的结构抗震性能，建筑应该有多层防震墙，在第一层防御层受到强烈的地震影响时，其备用的第二层或第三层防御层可以抵御随后的地震动，从而避免结构的崩塌。除对构件的承载力进行校核之外，还应对结构在大地震下的夹角或变形延性比进行控制；基于构件的变形和位移关系，计算出构件的变形。在建筑中，采用较硬的场地土壤作为建筑基础，可以显著降低地震能量的输入，降低建筑物的损伤。通过改变地震动活跃期，可以避免谐振失效。在建筑物的结构中，存在着某些薄弱部位，应加强薄弱部位的设计，减少地震对其造成的破坏。例如：应留意抗震缝的设计，留出充分的空间；上层与下层的衔接结构优化等。除此之外，在开展结构抗震设计时，复杂建筑的抗震设计是一个非常复杂的过程，需要从主体的角度认识其特征，从宏观上确定其设计的基础问题，并对其进行合理指导。

2.3 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。

2.4 强化实验研究力度，完善检测

通常在实际的建筑结构设计中，一般会使用一些模拟式样的方式来进行，但是由于实验方式大部分只是针对水平向的地震来进行设定，能够分析出这一状态下地震所产生的影响，这也就使得最终的结构设计存在着一定的弊端。因此还需要不断的完善加强相关的实验研究力度，利用先进的技术手段，或者是利用网络技术，通过3D模型设计，模拟地震发生的规律，然后进行多次反复实验，选择出最为合适的减震隔震装置。此外由于我国目前的一些隔震装置并不完善，在隔震力度上还有待进一步加强，因此对于这一技术还需要相关的技术人员能够进行反复的测试，并在应用过程中进行不断的完善和检测，确保隔震措施能够在未来灾害发生的时候，发挥其最大的作用，保护人们的生命和财产安全，为建筑行业的良好发展奠定条件。

3 结束语

总而言之，建筑工程管理对建筑结构隔震减震技术的关注反映出它的重要性，但它有一个不断发展和成熟的过程。对于地震频发区的建筑来说，抗震性能决定了其安全寿命，更关系到人们生命财产的安全。如何保证建筑工程的抗震性能，是建筑工程设计师必须认真对待的大事，需要充分掌握不同隔震减震技术的选用方法，科学设计。本文对建筑结构设计中常用的隔震减震技术进行了简要分析，可供设计师参考。

参考文献：

[1] 王鑫博.高层建筑结构设计中的隔震减震措施[J].住宅与房地产,2018(33):65.

[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):10-11.

[3] 庄绪明.高层建筑结构设计中的隔震减震措施[J].住宅与房地产,2018(25):73.

[4] 张兴. 高层建筑双层隔震体系的减震性能研究[D].烟台大学,2018.

[5] 叶良浩. 采用不同减震结构体系的防灾关键建筑地震损失研究[D].中国地震局工程力学研究所,2018.