浅议高层建筑结构设计中的隔震减震措施论文_孙烨,王英,李娟,杨坤宁,高雄飞

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摘要:在高层建筑中应用减隔震技术具有非常重要的时代意义,需要相关技术部门结合建筑结构的实际需求,建构完整的管控措施和技术运行机制,提升高层建筑的整体水平,避免不良情况的发展,提高建筑结构的隔震减震效能,从根本上规避经济损失和人员伤亡问题,为高层建筑行业的可持续发展奠定坚实基础。

关键词:高层建筑;结构设计;隔震减震;措施

1建筑结构隔震概况

1.1 建筑结构隔震的定义

所谓的建筑隔震结构指的是在建筑物的基础与上部结构件设置隔离层用以消散与隔离地震的能量,从而有效降低地震能量向上部结构之间的传输,进而使得减震的效果得以实现。隔震建筑主要由三部分组成,上部结构、下部结构以及隔震装置。为了使得建筑结构的隔震要求得以有效的满足,隔震装置应该满足以下特征:实用性、耐久性、复位特性、隔震特性以及承载特性等。

1.2结构隔震的主要特点

建筑结构隔震减震的特点主要包括以下几点:①通过对已经建设好的隔震建筑进行观察以及从振动台地震模拟试验所得的结果,隔震装置可以有效的降低建筑结构出现的地震反应。隔震建筑上部结构速度的加快仅仅相当于传统的隔震减震建筑的速度增加 25% 左右,这种减震效果是那些传统的隔震减震结构所难以实现的;②在建筑结构受到强烈地震影响的时候,上部结构可以处在弹性工作的状态,所以,隔震结构可以有效的确保机械设备、建筑结构构件等的安全以及正常应用;③在建筑结构受到大地震影响之后,基础隔震结构仅仅需要对隔震层予以检查与修复处理,就可以很快的予以正常使用,这能够为地方人们的生产与生活提供极大的便利;④隔震建筑具有明显的减震效果,所以,其不仅能够适用于普通建筑结构之中,还可以应用到那些在地震中对结构有较高要求的重要建筑物之中,比如说:医院、核电站等;⑤隔震结构虽然加设了隔震装置,但是能够有效的降低上部结构的地震影响,所以可以大大缩减截面断面情况,降低构件配筋,增加建筑高度等,从而使得建筑工程的总体造价得以有效的降低。

2建筑结构减震概况

近几年,应用范围较为广泛的就是结构减震技术,将非承重构件直接设计为能耗元件,借助元件之间的摩擦以及剪切变形,能有效消耗地震产生的能量,从而一定程度上减少地震对建筑产生的影响,从根本上提高了安全性和稳定性,实现减震隔震减震的目标。

第一,借助相关手段提升结构的阻尼参数。对于弹性地震反应而言,结构阻尼以及周期函数十分关键,地震反应和两者均呈现出反比例关系。因此,为了满足隔震减震效果,要一定程度上有效提升材料的阻尼比。一般而言,材料阻尼比主要和材料的结构类型、地基土质以及振动性质相关。因此,高层建筑设计项目要选取阻尼数据较高的结构,或者是设置阻尼器以保证能有效吸收相关地震能力,从根本上减少建筑结构的变形情况。

第二,应用高延性建筑结构构件,在实际管理机制建立和材料管控体系中,为了确保建筑物的耐震效果,要对结构吸收能量和耗散能量的水平予以分析,而这些情况主要的决定性因素就是结构的基础延性。只有保证承载力参数和变形能力均符合标准,才能提高建筑结构的隔震减震能力。对于地震反应而言,要将重点落实在变形能力的处理方面,尤其是在地震力达到了建筑结构屈服抗力极限值后,相关问题的处理效果就能显现出来。正是基于此,目前多数地区的高层建筑结构中,都会使用强柱弱梁亦或是强节点弱构件与强化梁柱塑性结构的方式,进一步提升整体建筑结构的延性。

第三,要集中敷设耗能的相关装置,为了有效提升高层建筑的隔震减震水平,就要对耗能减震技术中的结构部位进行集中处理,主要是借助增设耗能器或者是增加耗能部件的方式,确保附加刚度以及附加阻尼参数的形式更加有效。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在实际应用后,高层建筑能借助耗能部件对进入到建筑结构的能量进行耗散处理,从根本上优化结构的实际问题处理能力,减少动力反应,确保主结构的安全性和稳定性,从根本上建构有效且安全的工程减震技术,为后续工作的系统化开展奠定坚实基础。目前。使用较为广泛的元件主要包括金属耗能器、摩擦耗能器、粘弹性耗能器以及粘滞耗能器等,能在有效完善其基本功能的同时,提高高层建筑的隔震减震水平。

3 高层建筑结构设计中的隔震减震措施

3.1建筑物地基应用特殊材料

一般而言,建筑工程基层隔震是对建筑工程的基础部分通过相应的特殊处理,来使得地震发生时的地震波有效降低,从而使得地震对建筑物的破坏影响有效减轻。传统的方法通常是在建筑物的基础部位直接设置上粘土垫层或者砂子,或是交替铺设粘土和砂子。除此之外,部分学者使用糯米当做原材料,在建筑工程的基层部位设置上垫层,从而使得地震对建筑工程的破坏降至最低。当前阶段在这一方面已经取得了新的进展,运用沥青当做原材料制造出了新的特殊材料,将这一特殊材料应用到隔震层设置之中,能够取得更好的隔震减震效果。

3.2做好材料及质量把关

建筑材料的选用会对建筑体的质量造成直接影响,所以要根据工程各个方面进行选择,隔震减震需要既经济又实惠。隔震减震结构是一项复杂工程,隔震减震设计中应将建筑的隔震减震等级、建筑类型、场地、材料、施工因素等考虑进来,与经济相互结合,采用较好的结构形式。在混凝土浇筑及地基施工时,这些施工工序都会对整个建筑体的结构、稳定性、隔震减震性产生直接影响,针对这些重要工序施工中使用的材料必须要符合规定,这样才能确保建筑整体的隔震减震性能达到要求标准。把握好工程质量,确保工程施工高效、规范的开展,也很好的避免工程在具体施工中各种问题的发生,良好的工程施工质量对于提高建筑工程的整体隔震减震性有着重要意义。

3.3建筑结构的层间隔震措施

所谓的层间隔震就是指隔震和结构抗震相结合的一种措施,其是于原来的建筑结构之上装设由隔震支座构成的耗能减震装置,在地震发生的时候,耗能建筑机构能够将地震能量吸收并消耗掉,从而有效降低结构的地震反应。这一方法一般会应用于旧房改造之中,在工程施工方面具有简单、已操作的特点。较之于在建筑物基础部位安装隔震装置的方法,层间隔震虽然没有非常显著的效果,减震的范围也较为狭窄,但是其也有一定的优势。虽然层间隔震效果较之于基础隔震并不突出,但是,其可以通过原结构的隔热层与加层,开展科学的改建,从而使得建筑减震功能得以有效实现,这一方法操作简单,隔震装置通常应用橡胶支座。

结束语

为了有效减少地震对于高层建筑产生的影响,传统施工工艺会采取隔震减震结构体系,主要是借助结构承载力以及变形能力实现能量的消耗,从而保证隔震减震水平,但是,这只是一种被动的隔震减震机制,由于地震本身存在不确定性,就使得设计结构也相应的存在误差的可能,造成严重的经济损失和人员伤亡,基于此,高层建筑结构中减隔震技术的应用势在必行。综上所述,以上内容就是对高层建筑结构设计中的隔震减震措施的论述。

参考文献:

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[4]管江涛.浅议高层建筑结构设计中的隔震减震措施[J].城市建设理论研究(电子版),2017(13):103-104.

[5]张桢.高层混凝土隔震减震墙隔震结构地震反应的支座力学参数影响分析[D].太原理工大学,2017.

论文作者:孙烨,王英,李娟,杨坤宁,高雄飞

论文发表刊物:《基层建设》2018年第23期

论文发表时间:2018/9/17

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