劉 濤

(甘肅省工業(yè)與民用建筑設(shè)計院有限公司，甘肅 蘭州 730000)

建筑工程項目設(shè)計中結(jié)構(gòu)設(shè)計的重要性不容忽視，為了較好實現(xiàn)結(jié)構(gòu)設(shè)計方案的優(yōu)化，從隔震減震設(shè)計入手極為必要，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計人員應該在明確項目抗震方面的具體要求后，采取相匹配的隔震以及減震措施，保障后續(xù)建筑工程項目結(jié)構(gòu)體系可以具備理想的穩(wěn)定性和安全性效果。當然，具體到不同建筑工程項目中，相應隔震以及減震措施的選用也存在較為明顯的差異，如此也就必然需要引起建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計人員重視，避免因為措施選擇不當或者是應用不合理，導致最終建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計效果受損，因此相關(guān)研究極為必要。

1 項目概況

新建蘭州市城關(guān)區(qū)清華小學綜合樓，建設(shè)基地位于蘭州市城關(guān)區(qū)酒泉路，基地北側(cè)為南關(guān)清真大寺，南側(cè)為蘭州國面館，東側(cè)為老酒泉路，西側(cè)為新酒泉路，場地地勢平坦，交通便利。該建筑工程項目總建筑面積8 399.70m2，地上5 836.96m2，地下2 562.74m2，建筑基底面積941.88m2，容積率2.69，建筑密度43.35%；地上六層，首層架空，二至四層主要為學生用房，五、六層為教師用房，地下兩層，均為戊類庫房。建筑高度為23.85m,內(nèi)外高差0.45m，首層(架空層)高度為4.5m,二至五層層高均為3.6m,六層高度為4.5m；全校共設(shè)12個教學班，每班45人，可容納學生人數(shù)為540人；結(jié)構(gòu)形式為框架結(jié)構(gòu)，抗震設(shè)防烈度為8度(0.2g)，使用年限50年，耐火等級為地上二級，地下一級。 屋面防水等級為Ⅱ級，地下室防水等級為一級。在該項目結(jié)構(gòu)設(shè)計中，設(shè)計人員高度關(guān)注抗震設(shè)計任務，著眼于隔震措施以及減震措施進行了合理運用，最終確實也取得了較為理想的效果。

2 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計常用隔震減震措施

2.1 隔震措施

在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中運用隔震措施時，設(shè)計人員應該首先明確可供選擇的要素， 進而針對不同要素進行針對性設(shè)計處理， 以便更好增強其隔震性能， 避免對于建筑結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性產(chǎn)生干擾。 結(jié)合現(xiàn)階段建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中可供選擇的隔震措施來看， 一般主要有以下幾種。

(1)地基隔震 建筑工程項目整體結(jié)構(gòu)布置中，地基結(jié)構(gòu)的重要性不容忽視，其作為直接針對地震作用力進行阻隔的首要結(jié)構(gòu)層，確實發(fā)揮著重要隔震作用，應該由設(shè)計人員結(jié)合實際狀況進行優(yōu)化布置。一般而言，為了促使相應地基結(jié)構(gòu)可以形成較為理想的隔震性能，往往可以借助于軟粘土或者是砂墊層手段，力求在不影響建筑工程項目整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和承載力的基礎(chǔ)上，有效提升其對于地震波的吸收效果，避免建筑結(jié)構(gòu)體系在地震作用下出現(xiàn)嚴重受損問題，成為建筑結(jié)構(gòu)保護的重要部分。

(2)基礎(chǔ)隔震 針對建筑工程項目基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)進行隔震處理同樣必不可少，設(shè)計人員應該重點從基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)以及上部結(jié)構(gòu)著手，根據(jù)不同隔震要求，合理設(shè)置隔震層，促使其能夠?qū)τ诘叵聜鱽淼牡卣鸩ㄐ纬奢^為理想的應對效果。當前比較常用的基礎(chǔ)隔震方式有基底滑移隔震、夾層橡膠墊隔震以及混合隔震等不同方式，設(shè)計人員不僅僅需要結(jié)合實際狀況予以優(yōu)化選擇，同時還需要重點考慮到相應隔震裝置自身應用狀況，保障其能夠?qū)τ诘卣鹉芰坎ㄓ枰杂行p弱，由此針對建筑工程項目上部結(jié)構(gòu)形成較為理想的保護，降低可能出現(xiàn)的破損程度。

(3)層間隔震 在建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計中運用隔震措施時，設(shè)計人員往往還需要高度關(guān)注層間隔震方式的應用，要求借助于層間布置的一些隔震裝置，促使其能夠?qū)τ诘卣鹉芰坎ㄐ纬奢^為理想的吸收效果，由此達到較強的隔震效果?；谶@種層間隔震技術(shù)的應用而言，因為其設(shè)計應用方式相對較為靈活，且布置同樣也可以兼顧所有樓層，如此也就必然可以促使其表現(xiàn)出更強的隔震性能，有助于實現(xiàn)地震能量波的反復吸收，由此針對建筑結(jié)構(gòu)體系形成了較為理想的保護效果，明顯降低了其受損程度。

(4)懸掛隔震 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中隔震措施的應用還可以借助于懸掛隔震方式，這種懸掛隔震手段的應用主要是在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中靈活運用懸掛方式，促使其可以針對地震能量波形成較為理想的減弱效果，促使地震總體能量的傳遞作用受到明顯限制，如此也就必然可以較好形成隔震效果，對于建筑結(jié)構(gòu)形成良好保護作用，尤其是對于建筑工程項目在地震作用下可能出現(xiàn)的明顯晃動問題，在該隔震措施的應用下能夠得到較為理想的緩解。但是懸掛隔震措施的應用難度相對較大，需要建筑設(shè)計人員針對建筑結(jié)構(gòu)體系進行綜合分析，如此才能夠表現(xiàn)出較強的適用性，避免因為懸掛隔震設(shè)計不合理帶來其它隱患問題。

2.2 減震措施

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中減震措施的應用同樣也不容忽視，設(shè)計人員應該結(jié)合不同建筑結(jié)構(gòu)在減震方面的應用特點和要求，選擇較為適宜合理的減震方式，以便更好實現(xiàn)地震危害程度的減弱。從當前建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中常用的減震措施來看，主要有以下幾種。

(1)消能減震 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中應用消能減震方式較為常見， 其主要是借助于建筑工程項目自身結(jié)構(gòu)附加阻力值的提升來達到減震目的， 要求確保耗能結(jié)構(gòu)元件可以得到理想運用， 由此實現(xiàn)對于地震能量波的吸收， 形成良好的建筑結(jié)構(gòu)保護功能。 基于這種消能減震措施的應用而言， 其往往表現(xiàn)出了較強的適用性， 不僅可以在一些新建工程項目中應用， 還可以在既有建筑工程項目中予以改造應用， 由此同樣達到了較為理想的消能減震目的。 消能減震措施不僅僅可以在鋼混結(jié)構(gòu)中發(fā)揮積極作用， 在鋼結(jié)構(gòu)中同樣也能夠形成良好作用效果， 整體結(jié)構(gòu)體系的保護功能較為突出， 成為當前頗受重視的減震措施。 當然， 為了更好提升消能減震效果， 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計人員往往還需要重點關(guān)注于恰當消能減震裝置的選用， 比如對于塑性阻力器、 粘滯阻力器或者是摩擦阻力器， 都應該進行深入分析， 結(jié)合建筑工程項目結(jié)構(gòu)體系予以恰當選擇， 促使這些消能減震阻力器可以恰當融入其中， 進而對于相應建筑結(jié)構(gòu)體系發(fā)揮出較為理想的保護功能。

(2)機械減震 在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中應用減震措施時，機械減震同樣也是比較重要的設(shè)計方式，設(shè)計人員可以借助于無粘結(jié)鋼支撐減震體系，促使原有建筑工程項目結(jié)構(gòu)的抗震性能得以提升，相應地震能量波可以得到有效減弱。為了較好促使機械減震措施可以發(fā)揮出較為理想的作用價值，最為關(guān)鍵的就是構(gòu)建建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)部鋼支撐和外部包鋼管的不粘結(jié)性效果，由此形成較為理想的滑移結(jié)構(gòu)，促使相應滑移結(jié)構(gòu)能夠有效實現(xiàn)對于地震能量波的積極應對。當然，除了要求促使相應結(jié)構(gòu)體系較為精準合理外，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計人員往往還需要重點考慮到機械材料的恰當運用，保障相應機械材料不僅僅自身具備理想應用性能，還需要予以精細化設(shè)計，促使其可以和建筑結(jié)構(gòu)體系形成協(xié)調(diào)關(guān)系，由此才能夠形成較為理想的減震成效。

(3)蹺動減震 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中減震措施的應用還可以借助于蹺動減震方式，其主要處理方式是在建筑結(jié)構(gòu)中合理布置一些不緊固部位，如此也就可以借助于該部位的蹺動震動控制功能，達到較為理想的減震效果。從當前建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中比較常用的蹺動減震設(shè)計方案上來看，針對建筑上部結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)進行不緊固設(shè)計是比較常用的手段，其可以在該部位形成良好減震作用，進而對于建筑上部結(jié)構(gòu)予以優(yōu)化保護。另外，針對建筑結(jié)構(gòu)中的一些關(guān)鍵柱結(jié)構(gòu)以及支撐體系進行優(yōu)化布置，促使其具備不緊固特點，同樣也能夠借助于這些關(guān)鍵部件來提升其減震效能，避免建筑結(jié)構(gòu)體系在地震作用下受損明顯。

3 建筑結(jié)構(gòu)隔震減震設(shè)計注意事項

3.1 明確設(shè)計依據(jù)

在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中應用隔震減震措施時，為了達到較為理想的優(yōu)化設(shè)計效果，設(shè)計人員往往需要首先明確設(shè)計依據(jù)，進而才能夠?qū)τ诤罄m(xù)隔震減震措施選用以及其它結(jié)構(gòu)設(shè)計提供可靠指導?；谠摲矫嬖O(shè)計依據(jù)的明確而言，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計人員應該首先明確該項目的抗震設(shè)防烈度以及地震分級等基本指標，比如蘭州市城關(guān)區(qū)清華小學綜合樓項目的抗震設(shè)防烈度為8度；設(shè)計地震分組為第三組；建筑抗震設(shè)防類別：乙類；建筑結(jié)構(gòu)抗震等級：二級；設(shè)計地震基本加速度值：0.20；水平地震影響系數(shù)最大值：多遇地震：0.16，罕遇地震：0.90；結(jié)構(gòu)阻尼比：0.05。在明確了該方面基本指標的基礎(chǔ)上，也就可以針對后續(xù)隔震減震措施的設(shè)計選用提供指導。此外，為了更好促使相應隔震減震措施的設(shè)計運用更為適宜合理，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計人員往往還需要重點明確自身應該遵循的基本規(guī)范和規(guī)程，比如《建筑工程抗震設(shè)防分類標準》GB50223-2008、《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB50009-2012、《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》GB50011-2010、《建筑抗震設(shè)計規(guī)程》DB62/T25-3055-2011等，都需要建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計人員予以積極關(guān)注，由此更好提升其設(shè)計準確度。

3.2 注重基礎(chǔ)選型

在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中落實隔震減震措施選用任務時，基礎(chǔ)選型是比較關(guān)鍵的手段，要求促使相應基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)可以具備理想的隔震效果，由此更好提升建筑結(jié)構(gòu)保護作用。為了確保相應基礎(chǔ)選型較為適宜合理，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計人員應該針對相應區(qū)域的地質(zhì)狀況進行詳細勘察，以便在明確其具體構(gòu)成狀況的基礎(chǔ)上，選擇適宜合理的基礎(chǔ)方式，由此更好優(yōu)化隔震作用。比如在蘭州市城關(guān)區(qū)清華小學綜合樓項目基礎(chǔ)選型中，工程地質(zhì)勘察發(fā)現(xiàn)該區(qū)域自然地面以下約4m～5m范圍內(nèi)為雜填土和粉土，4m～9m范圍內(nèi)為卵石層，約9m以下為砂(泥)巖層。地下水賦存于卵石層內(nèi)。由于該工程地下二層埋深較大，地下水位在地下二層地面以上，為了更好提升基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的隔震效果，故該工程基礎(chǔ)擬采用平板式筏形基礎(chǔ)，持力層為砂(泥)巖層。

3.3 注重結(jié)構(gòu)選型

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的主體結(jié)構(gòu)選型同樣也是比較關(guān)鍵的手段，結(jié)構(gòu)選型狀況直接和整個建筑結(jié)構(gòu)體系的隔震減震效果掛鉤，要求建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計人員能夠予以綜合分析。因為不同建筑主體結(jié)構(gòu)和地下結(jié)構(gòu)的應用效果各不相同，在隔震減震方面更是存在明顯差異，如此也就需要建筑設(shè)計人員在保障建筑物功能價值得以滿足的基礎(chǔ)上，優(yōu)先選擇一些隔震減震效果較為理想的型式。比如在蘭州市城關(guān)區(qū)清華小學綜合樓項目結(jié)構(gòu)選型中，上部結(jié)構(gòu)采用全現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，除辦公室、衛(wèi)生間外，樓面板及屋面板均采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土空心樓板；地下室采用鋼筋混凝土框架-剪力墻結(jié)構(gòu)，除地下室周邊外墻為鋼筋混凝土墻(兼作剪力墻)外，地下室樓梯間墻體亦設(shè)計為鋼筋混凝土剪力墻。在上部結(jié)構(gòu)的底部與地下一層的頂部之間設(shè)置隔震層(層高為1.5m)，隔震層的上柱墩與下柱墩間布置橡膠隔震支座，最終表現(xiàn)出了較為理想的隔震減震效果，有助于保障整個結(jié)構(gòu)體系的穩(wěn)定性。

3.4 優(yōu)選結(jié)構(gòu)材料

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中隔震減震措施的選用同樣也離不開基本材料的支持，如此也就需要注重切實優(yōu)化結(jié)構(gòu)材料的選用，以便規(guī)避來自于材料方面的不利影響和危害。因為建筑結(jié)構(gòu)涉及到的材料類型眾多，任何一類材料出現(xiàn)偏差問題，都會嚴重影響到最終整體隔震減震效果，進而也就需要從全方位入手予以精細化把關(guān)控制，同時確保各類材料之間能夠具備較為理想的協(xié)調(diào)性和匹配度，由此切實解決材料方面的干擾問題。比如在蘭州市城關(guān)區(qū)清華小學綜合樓項目結(jié)構(gòu)材料選擇時，主要涉及到了以下幾類材料：梁、板、柱的混凝土強度等級：C35～C30；基礎(chǔ)梁的混凝土強度等級：C35；圈梁、構(gòu)造柱的混凝土強度等級：C25。鋼筋： HRB400級；型鋼、鋼板等：Q235B級。HPB300鋼筋焊接：E43系列；HRB400鋼筋焊接：E55系列。柱、框架梁及其他直徑≥22的鋼筋采用機械連接，接頭連接等級為I級，其他豎向構(gòu)件內(nèi)主筋直徑小于22的豎向鋼筋采用電渣壓力焊方式連接，梁內(nèi)主筋采用對焊或電弧搭接焊接。砌體砌筑等級不低于B級。

4 結(jié) 語

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中隔震減震措施的選用至關(guān)重要，直接關(guān)系到建筑工程項目的抗震性能，要求建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計人員能夠基于自身要求以及實際狀況，恰當選擇隔震措施以及減震措施，以便更好保障建筑結(jié)構(gòu)體系安全性。在此基礎(chǔ)上，設(shè)計人員還需要確保所有設(shè)計標準和依據(jù)得到貫徹落實，且基于基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)、主體結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化選型，同時控制好所用的結(jié)構(gòu)材料，進而最大程度上確保建筑結(jié)構(gòu)體系的穩(wěn)定性，保障其具備良好隔震減震性能，降低建筑工程項目在未來地震作用下可能出現(xiàn)的受損程度。