葉霄鵬
【摘要】本文主要針對建筑的結構設計和隔震技術進行分析,探討了如何提高建筑結構設計的效果,提出了隔震的具體的技術要點,希望可以為今后的建筑結構設計與隔震技術應用帶來參考。
【關鍵詞】結構設計;隔震技術
當前,建筑結構設計與隔震技術在不斷發(fā)展,在建筑結構設計的過程中,要充分考慮其結構設計的需求和設計的目標,同時,積極做好隔震設計的技術應用工作。
1、隔震建筑的概念
隔震和消能是提高建筑物體耐震抗震的兩大途徑。消能是利用形變或是可破壞的斜撐桿或是可恢復的阻尼器,將建筑物的震動周期拉長,阻尼比增加,最后達到提高建筑物抗震能力的目的。但是消能的方式并不能很好的解決因地震造成的建筑物樓層間變位造成的墻面破裂、斜撐破壞等問題。而隔震是利用隔震器將地震時所產(chǎn)生的建筑物擺動轉換成建筑物對地面的橫向位移,地震所釋放的能量由隔振器吸收。這樣的隔震建筑很大程度的降低了因地震給建筑物帶來的扭曲、彎曲變形,降低建筑物搖擺幅度,從而降低了地震對建筑物構造和設備的破壞。隔震結構就是利用這樣的原理,在建筑物基礎結構和上部結構之間設置帶有阻尼器和隔震支座等隔震裝置的隔震層。
2、建筑結構設計中的隔震措施原理與技術
在建筑結構設計中,采用隔震技術,能降低建筑物上層在地震中遭到破壞的程度,同時,對建筑物室內的裝飾物、家電設備和生活用具起到一定的保護作用。從而減少人們在地震中的經(jīng)濟損失。根據(jù)建筑物的不同位置,我們可以將隔震原理分為以下四種。
2.1地基隔震
地基隔震主要是通過使用砂墊層、軟粘土等方式在建筑的地基當中設置防震層。從而使建筑物地基在遇到地震時能將地震波反復吸收,進而達到降低地震能力的效果,避免建筑物遭到破壞。
2.2基礎隔震
基礎抗震主要是指在建筑基礎和上層結構之間設置隔震層,通常利用基底滑移隔震和混合隔震等裝置,還可以采用夾層橡膠墊隔震。通過以上裝置進行隔震,可以減弱地震能量波向建筑上層傳遞的總量,進而減小導致建筑上層破壞的能量。
2.3層間隔震
層間隔震主要是把建筑結構的隔震技術和抗震技術結合在一起,并在建筑結構上安裝能夠減震耗能的裝置,從而削弱地震發(fā)生時的能量,并能多次反復的吸收能量波,進一步降低建筑結構在地震中的反應程度。減少建筑物上層遭到的破壞。
2.4懸掛隔震
懸掛隔震主要是建筑結構設計中采用懸掛設計,從而減弱地震能量波對建筑主體結構的沖擊,在地震發(fā)生時,減弱地震的總體能量的傳遞,從而起到抗震的作用,并減弱建筑物在地震中的搖晃程度。
3、建筑結構設計中常用的隔震技術
我們這里所說的建筑物結構設計中常用的消能減震技術是借助建筑物以外的部件來增加建筑物的阻尼,消耗地震傳遞給建筑物結構的能量,減小建筑物因地震而受到的損害。用于減小地震對建筑物損壞、保護建筑物安全的裝置和元件很多,通常都是某種消能器和阻尼器,我們習慣上把這些裝置分為滯回型和粘滯型兩種。這種技術的使用非常廣泛,主要有以下幾種情況。
3.1新建建筑物的結構設計
隨著人們安全意識的不斷增強,建筑結構設計理念的不斷更新,人們對建筑結構的減震、隔震設計越來越重視。我們在設計的時候,除了對建筑物的基礎部分采用特殊處理之外,還可以借助消能減震裝置或者元件削弱地震對建筑物的作用力,保護人們的生命財產(chǎn)安全,這些減震裝置和元件是為一些建筑工程的后期防震工作的加強而研發(fā)的,也就是可以在施工后期對建筑物的防震功能進行一定的彌補,但是其作用往往較隔震層要差一些。
3.2對已建成建筑物的抗震加固
在對建筑物的地基或基礎進行隔震設計時,我們一定要在建筑物施工前按照隔震設計的措施,完成相應的工作。最遲也是在建筑物的施工過程當中,在建筑物的關鍵部位設置特殊的隔震裝置,否則就達不到隔震的效果。一旦建筑物建成以后,如果想對其進行抗震加固,就要采用增加阻尼的辦法,在建筑物的結構上重新添加消能減震裝置,這樣的話不僅會增加施工成本,導致工程造價的增加,還給施工造成了不便,因為增加阻尼的施工程序要較隔震層的施工復雜的多。
傳統(tǒng)抗震方法不能從本質上提高建筑結構的抗震性能,而且會使得成本增加,美觀度下降。新的抗震設計是采用隔震技術,運用新技術提高相關構件的彈塑性,以緩沖地面對建筑結構的支反力,降低地震引起的建筑主體結構破壞,不僅降低工程成本、簡化程序,還不影響主體結構,盡可能保證建筑觀感。標準地震級別和烈度較高的地區(qū)對建筑物造成的危害較大,加強建筑物的抗震效果具有重要的意義和價值。整體上來看,我國建筑的建造質量遠低于一些發(fā)達國家,其中很多建筑工程方案沒有達到國家制定的相關標準,建筑材料用量較大,最終導致建筑成本過高。因此,建筑設計應該遵循相關抗震理論,根據(jù)科學合理的設計方法和原則,切實保證建筑結構的安全性和可靠性。
綜上所述,建筑結構隔震技術以其優(yōu)良的減震效果、安全性、耐久性、經(jīng)濟性、實用性,在建筑工程中應用日趨增多。建筑物的抗震減震功能直接關系到建筑物抵抗地震的能力和保護人們財產(chǎn)和生命健康的能力,所以,抗震設計和隔震技術是必須重視的問題。
結語:
綜上所述,在建筑結構設計與隔震技術的應用過程中,我們要進一步分析建筑結構設計與隔震技術應用的要求,確保建筑結構設計與隔震技術更加富有效果,本文所分析的一些具體的措施和思路,可以為今后帶來參考。
參考文獻:
[1]王鑫,聶桂蘭.靜力與動力彈塑性分析在超限高層建筑結構抗震設計中的應用[J].中國西部科技,216(23).90
[2]秦緒波.淺談建筑結構設計隔震和消能減震措施[J].城市建設理論研究(電子版),2016(3).35
[3]劉其祥,蔡益燕.多高層房屋鋼結構梁柱剛性連接節(jié)點的抗震設計[J].建筑結構,2016,31(8):19~20.
[4]李燦燦,陸洲導,李凌志.建筑結構基于性能的抗震設計[J].四川建筑科學研究,2016(10):46~47.