建筑结构隔震技术现状及其实践研究论文_陈东海

建筑结构隔震技术现状及其实践研究论文_陈东海

武汉华中科大建筑规划设计研究院 湖北省武汉市 430074

摘要: 我国在目前的建筑房屋方面,其安全性和持久性依然是居住人所看中的和设计人员所追求的,特别是安全性,一直是居住人首要考虑的因素。随着我国经济的发展,人们对房子的安全性也有了更高的要求,尤其是四川等山区的省份,极易发生地震,这时候房子的隔震性就是十分重要的,一所具有好的隔震性能的房子不但能够减少经济损失,更重要的是能够保住珍贵的性命。本篇文章就以此为出发点就建筑结构隔震技术的现状及实践研究进行分析和讨论,并对其应用原理和隔震系统的组成进行阐述。

关键词:建筑结构;隔震技术;现状;实践研究

“唐山大地震”和“汶川大地震”带给我们的痛苦至今还令我们记忆犹新,死去的同胞、倒塌的房屋,无疑不是一种世界末日。在天灾面前我们是渺小的,我们无法预测天灾,我们能做的就是把人祸的伤害性降到最低。面对这种情况,我们需要在建筑房屋的隔震技术方面进行提高及创新,最后将其应用在一些山区的房屋建筑中,使广大群众在地震发生时能够把房子当做自己的保护罩,保住自己及家人的性命,从而把伤害降到最低。

一、建筑结构隔震技术的发展

日本地处群岛,地震时有发生,所以在建筑结构隔震技术方面的研究上日本可谓先驱。最初的建筑结构隔震仅仅停留在理论阶段,由静力理论慢慢的发展成柔性结构理论,通俗点说也就是从一味地进行房屋加固慢慢的向柔性发展,能够根据房屋的结构将低层建筑的刚度增加,上部建筑的刚度减小。但随着社会的发展及科学文明的进步,目前应用最广是延性结构隔震理论,相信以后建筑结构隔震技术也会与时俱进、不断完善。

二、隔震系统的构成及隔震技术应用原理

高层中建筑的隔震系统主要由以下几部分构成,下部结构、隔震层、上部结构。如果发生地震时,地震产生的能量是由下而上进行传递的,所以,隔震系统中最为重要的就是上部结构,隔震层主要起到了对地震产生的能量进行吸收分解的作用,能量经过隔震层被有效地减少之后再传递到上层建筑后就不会造成特别重大的影响。

如今橡胶材质的隔震支座是最常用于隔震层中的,橡胶具有较大的承载性能以及较大的变形能力,主要的橡胶材质隔震支座有天然橡胶隔震支座、石墨烯隔震支座以及高阻尼橡胶隔震支座,通过在隔震层中加装这些支座来达到抗震隔震的目的。

三、建筑结构隔震技术的现状

(一)、国外现状

日本是最初将隔震技术应用在房屋建设中的,因为其国家地势的关系,日本在隔震方面提出了一整套隔震体系,而为了顺应如今高层房屋结构的趋势,日本又首先提出将碳加入到橡胶中,研制出了一种高强度的叠层橡胶支座,将隔震技术中柱脚抗拔力不足的问题成功解决,使隔震技术在高层房屋中的应用又迈进了一大步。

接着日本又在这个基础上将天然橡胶支座和滑板支座进行结合,滑板支座的原理是利用地震时支座利用其滑板性使建筑向上层移动,达到保护上层结构的目的。这种支座需要对其摩擦面进行调整,摩擦面的材料一般为四氟乙烯,让四氟乙烯与不锈钢板进行接触,增强其稳定性。

(二)、国内现状

我国对隔震技术的研究起步较晚,但随着改革开放以及社会的发展,我国也越发的认识到隔震技术在建筑方面的重要性。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆我国在前期主要还是以基础隔震为主,基础隔震分为两种,一种是前面所说的橡胶底座为隔层的隔震原件,这种方法一经出现立刻被大量应用于重大工程中,到如今我国对这种的方法运用的越发娴熟,已经有了十分正规的操作流程,但是其具有造价昂贵的特点,所以并不广泛应用于居民楼的建设中;另外一种我国学习了日本的滑移隔震法,在建筑底部与上层建筑之间设置隔震层,利用地震的大小,以及结构的反应加速度与地面加速度进行比较,通过滑移隔震对地震产生的能量进行消耗与消除,保护房屋结构的完整,从而达到隔震作用。

(一)、政府高度重视

我国政府在隔震技术的研究中投入了大量的人力、物力、财力,各级领导人对这一技术也十分的重视。近几年我国在这个技术方面已经取得了很大的突破,各个高校、研究院、以及施工单位强强联合,共同合作,成立了多个研究区。并且共同完成了试点工程的隔震实验;另一方面,国家设立了专门的奖励基金,鼓励各高校及有志人士能够在隔震技术方面取得大的突破。

(二)、高低层建筑全方位研究

我们对隔震技术的研究不能仅仅局限于高层楼房上面,相应的民居平房也要考虑在内。对于民居平房,我国科学家主要致力于对多混砖结构进行研究,研究的结构模式相对来说也十分全面。

四、建筑结构隔震技术的实践研究

在隔震技术出来之前,世界各地一直沿用的都是延性设计方法。而隔震技术的出现大大程度上降低了建筑结构隔震的难度,成为了建筑史的里程碑。同时。法国、美国、日本以及包括中国在内的许多国家都相继沿用了建筑隔震技术,并对这一技术开始了研究及创新,以期能够取得更大的突破。其中日本的技术最为成熟和突出,他在隔震技术中所提出的理论研究、实际应用、新观念、新方法,一直都处于世界的领先地位。但是由于隔震技术的基本原理依照各个领域、各个方法的不同性,所以隔震技术并不是十分单一的。

隔震技术是在众多防震技术中最为成熟、效果最为卓越的技术了,但其也有缺点,隔震技术只能局限的应用于较高层建筑或者普通民房,像一些比较宽或者超高层的建筑是很难涉及的,应用范围比较有限,以美国为例,在采用隔震技术在进行防震时,建筑物最高不超过19层。

所以,隔震技术的研究应用方向主要有三种:第一种是将研究方向多多的倾向于高层建筑,毕竟随着社会的发展,我国的楼房设计只会越来越高,高层建筑物的隔震就会成为必要考虑因素。第二种就是在研究隔震技术时要将土壤的特性、地势结构、以及两者的共同作用考虑在内,土质松软与土质坚硬、地势平坦与地势崎岖,这几种不同的情况,使用的隔震技术也是完全不同的。第三种就是,在日本原有的理论基础上,吸取她们的经验,致力于橡胶隔震底座和滑移支座的开发,希望能够在此基础上进行创新,取得更大的突破,将更多新型支座带到人们面前来。

总结:

本篇文章阐述了近几十年来建筑结构隔震技术的发展,每一种技术在各自的领域都能发挥出来它特有的优势,我国如今在对房屋进行施工制造时已经把隔震技术当成了必要的一部分,同时也在房屋建造中得到了广泛的应用,但如今技术还处于不成熟的阶段,相对于一些发达国家来说落后了一大截,面对这种情况,我们一方面把现有的技术给研究透彻,帮助设计施工人员能够正确的选择隔震方法。另一方面,我们要尽快学习新技术,新理论,争取在建筑结构隔震技术方面取得更大的突破,在地震来临时能够减小事故的发生,保证我国人民群众的安全。

参考文献:

[1]尹志勇,孙海峰,景立平,杜秋男.农居结构隔震技术研究现状[J].世界地震工程,2018,34(02):157-165.

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[3]张亚宗.高层建筑结构中的基础隔震技术探究[J].住宅与房地产,2018(27):198.

[4]邱向杰. 基于隔震的高烈度区框支剪力墙结构设计方法及性能研究[D].中南林业科技大学,2018.

论文作者:陈东海

论文发表刊物:《防护工程》2019年第1期

论文发表时间:2019/5/15

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