摘要:建筑结构设计隔震和消能减震措施分析极大的使得系统养护的成本减少,系统的灵活性和智能化水平提升,系统维护程序便捷,系统的工作效率提高。与此同时,随着隔震和消能减震措施发挥的作用扮演了越来越重要的角色,可以预见的是其应用也将越来越广泛。综上所述,隔震和消能减震措施现阶段已经逐渐成为建筑行业发展领域的一项至关重要的技术。与此同时,必须不断加强其在相关领域中的应用,以至于发挥其应有的巨大效能,从而在很大程度上推动工业更加稳定、快速的发展。
关键词:高层建筑;结构设计;减震措施
1建筑结构隔震设计
1.1隔震地基材料
在建筑工程建设中,建筑物类型不同,采取的地基材料也各不相同。对于这方面,可以运用特殊材料来处理建筑物地基,削弱地震波,从而弱化建筑物在地震中的震感。由于传统建筑物主要采用粘土、砂子进行基础部分垫层,可以应用沥青类型的新型材料设置隔震层,能够起到较好的隔震效果。
1.2悬挂隔震、建筑走向垂直震向
悬挂隔震可以削弱地震波,阻止它传递到建筑物主体结构,可以避免主体结构被破坏。悬挂隔汗装置很大部分都是悬挂在地面的,在地震来临的时候,会因建筑结构上层被分离,没有惯性力产生,来起到隔震的效果。但悬挂隔震的应用范围比较小,主要用于钢结构,特别是大型钢结构。一旦发生地震灾害,地震波在达到悬挂位置的时候,地震能量会大大减少,控制地震的传递。进而,减少地震对建筑物的损害。在建筑走向垂直震向方面,可以知道地震和地质结构之间有着密不可分的联系,一定要全面分析该地区的地质情况,地震震向,建筑物走向要垂直于地震方向。
1.3基础隔震结构
它是指在建筑基础部分消耗大量的地震波,可以有效防止地震波传递到建筑上部结构中,能够降低地震对建筑物上部结构的破坏程度。但所设立的隔震设施存在一定的缺陷,不能用于高层建筑物。主要是因为高层建筑在设置隔震设备之后,会延长自身的自振周期,无法降低地震对建筑物的破坏程度。但在建筑基础、上部之间设置的隔震装置在底层建筑物中起到很好的效果。可见,在建筑基础隔震方面,还需要进行更深入的研究,进一步优化完善,使其也能在高层建筑中发挥不可替代的作用,不断扩大应用范围。
1.4层间隔震装置
层间隔震是在建筑物原有结构上安装对应的耗能减震装置,一旦发生地震灾害,其中的装置隔震、质量减震能够同时吸收地震能量,降低地震对建筑物的破坏程度。但和基础隔隔震技术相比,层间隔震并不具有较好的隔震效果,还不到 20%,还需要进一步优化完善。层间隔震的应用范围还是比较广泛的,在应用到刚完工建筑物的同时,还能加固已有的建筑物。
2建筑结构中减震措施
减震措施的原理是依据建筑物之外的部件来加大建筑物的阻尼,从而尽可能的消耗地震传递给建筑物结构的能量,防止由于地震使建筑物遭受破坏。一般的,消能部件的布置必须通过研究确定。设置在结构变形较大部位,能够有效的发挥消耗地震能量的效能;设置在结构的两个主轴方向,能够让两方向都存在刚度与附加阻尼。减震措施既能够应用在新建结构的减震设计,从而对建筑物的基础部分实施特定处理以外,还能够应用在现结构的抗震加固当中,在对建筑物的基础或者地基进行隔震设计时,必须得在建筑物动工之前依据相关隔震设计的措施,有序、合理的完成工作;也能够依据消能减震元件和装置有效的降低地震对建筑物的影响,进而达到保护人们的生命和财产安全的目的。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆除此之外,在建筑物的施工过程当中也可以,在建筑物的核心部位设置特定的隔震装置。但当建筑物建成之后,再进行抗震加固处理,就必须借助于加大阻尼的方法,也就是在建筑物的结构上再次加装消能减震装置。消能减振技术的目的就是利用特殊设置的元件以及机构把地震动的能量进行吸收耗散,从而保护主体结构的安全。当消能减震结构的抗震性能显著增强时,主体结构的抗震构造要求能够小幅度降低。降低程度能够参照不设置消能减震装置结构的地震影响系数和消能减震结构地震影响系数之比确定,且最大降低程度必须控制在1度以内。
3高层建筑抗震结构设计方法介绍
3.1正确挑选施工场地
对于高层建筑而言,挑选正确的施工场地是非常重要的。需遵循场地的种类对建筑的地震力进行相应计算,同时需对场地做出系统性浅析,将地震的危害度进行了解,按照相关规范做好建筑地基的处理,通过对地震强度、场地土层实际厚度、断裂地质的历史等因素的分析确定地震的断裂情况,这样便能够确定建筑物要避让的距离,从而成功地避开对施工不利的地段,若没办法成功避开这些地段,那么就要选择适合的抗震措施来加入到建筑抗震结构设计内容当中。高层建筑抗震结构设计过程中,需在性质一致的地基中进行同一结构单元的设置,尽可能地选择相同的结构形式。当地基中包含液化土、新近填土、土层严重不均匀等问题存在的情况下,需采取相应的措施来进一步强化地基的整体性和刚性,这样才能够促使高层建筑的稳定性得到基础的保证。譬如,底层框架结构因其实用性是非常显著的,为此得到了大范围的投入使用,可是,此结构的上层刚度非常大,下层刚度比较小,其上下属性存在明显的差异性,在地震发生的情况下,整个建筑的抗扭曲性能是非常低的,极易导致建筑的倒塌、断裂。所以,在抗震区域要尽可能地不用此种结构,或者将其上下层刚度性质做出调整,这样才能够确保其抗震性能得到基本的保证。
3.2隔震与消能减震设计
在当前的高层建筑抗震结构设计中,通常运用的是以往的抗震结构体系即延性结构体系。这种抗震结构体系是对建筑结构刚度进行的系统性掌控,在有地震发生的时候,会使得整个建筑构件处在一种非弹性状态下,这样会使得其延性得到进一步增加,对地震发生时能量的消耗起到一定的辅助作用,将地震效应产生的影响降到最低,可有效避免建筑物倒塌的发生。除此之外,可采取相应的隔震措施,将高层建筑的动力特性进行科学的更改,这样能降低地震作用于建筑物的力,并且可利用高延性结构将地震效应降到最低。
3.3设置多道抗震防线
我们提倡采用由两个与两个以上同时延性较好的分体系组成的一个抗震结构体系,这是由于在发生地震时通常都会带有余震,倘若只有一道抗震防线,那么就很难防止由于某一结构损伤而导致整个结构坍塌的情况发生,所以,在构建高层建筑抗震结构体系时,我们首先要有最大可能数量的内外部冗余度;其次还要建立一套分布完整的屈服体系;最后,该体系的主要耗能构件一定要有较高的延性和充足的刚度,以确保建筑物在遭遇地震灾害时,其强烈的地震作用对其的危害,这样在第一道防线崩溃的状况下,抵挡后续地震波的冲击还有第二道防线和第三道防线。
结束语
现阶段,建筑的抗震问题是人们较为关注的一个问题,在很大程度上关系到了人们的人身安全和财产安全,因此,建筑设计进行建筑结构设计的时候,需要对于建筑的抗震问题进行充分的考虑,并且使用有效的抗震措施,尽可能减轻地震对于建筑的破坏,保障人们的人身安全和财产安全。
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论文作者:张秀婷
论文发表刊物:《北方建筑》2016年12月第35期
论文发表时间:2017/3/30
标签:建筑物论文; 结构论文; 建筑论文; 高层建筑论文; 措施论文; 地震波论文; 地基论文; 《北方建筑》2016年12月第35期论文;