摘要：建筑工程抗震是当前高层建筑抗震中的重点研究项目之一，这对于建筑结构的安全性和稳定性有着十分重要的影响，但由于受到来自各种因素的影响，该方面的工作仍然存在着一些问题。文章以高层建筑结构为研究对象，重点阐述其隔震减震问题。
关键词：高层建筑；结构设计；隔震；减震；措施
建筑结构设计采用的抗震措施决定着建筑结构的可靠性与安全性。设计人员依据小震不塌、大震可修这一原则开展设计工作，并采用了很多的方法抗震。然而，因多种因素的制约，此工作仍旧存在某些问题。
1 建筑结构隔震减震介绍
建筑物内部的阻尼大小有利于地震能量消耗。而减震措施恰好利用这一点，借助建筑阻尼增加吸取地震能量，以此来维护主体结构，降低震害。隔震技术被广泛应用到高层建筑中，特别是汶川地震后涌现出较多的隔震建筑。因隔震设计选取的材料和以往设计存在差异，和传统抗震设计对比，当前的隔震设计，特别是高层隔震设计具有一定难度。
减震措施存在时间限制，不仅能应用到新建结构，而且在建筑物建成后可通过阻尼增加来实现减震。从适用部位层面而言，减震措施较为广泛，无论是上部结构，还是隔震夹层均适用。而消能减震技术利用消能减震装置配设来提高结构阻尼比，进而防控结构变形问题，借助附加装置来吸取地震能量，实现主体结构的全面防护，让主体结构遭受地震灾害时不会出现严重破坏。依照数据统计可知，消能减震结构能够显著增强抗震性能。另外，抗震构造还能够依据未采用消能减震之前的结构来降低。
例如，新疆某高层建筑，地上18层，地下一层，为剪力墙结构。该区域地震基本烈度为8度，设计地震分组为第三组，设计基本地震加速度值为0.30g，Ⅱ类场地，多遇地震水平地震影响系数最大值为0.24；经过初步计算，地震作用大，配筋大，位移大，设计困难。因此，决定采用隔震设计。在±0.00处设隔震支座和一定数量的阻尼器，经计算，水平减震系数为0.28，隔震后的水平地震影响系数为0.08，相当于7度(0.1g)，降低地震烈度1.5度，隔震效果明显。
2 建筑抗震概念设计
建筑抗震概念设计是指根据地震灾害和工程经验等所形成的基本设计原则和设计思想，是进行建筑和结构总体布置并确定细部构造的过程。地震有难于把握的复杂性和不确定性，要准确预测建筑物所遭遇的特性和参数，目前尚难做到。在结构分析方面，由于未能充分考虑结构的空间作用、材料时效、阻尼变化等诸多因素，也存在着不确定性。因此，抗震问题不能完全依赖计算结果，而是应该立足于工程抗震基本理论及长期工程抗震经验总结的工程抗震基本概念，往往是构造良好结构性能的决定性因素。抗震设计主要有如下几点：①选址应选择对建筑抗震有利的地段。②建筑的体型力求简单，规则，对称，质量和刚度变化均匀。③抗震结构体系，应符合以下要求：a.具有明确的计算简图和合理的地震作用传递途径；b.具有多道抗震防线，避免因部分结构或构件破坏而导致整个体系丧失抗震能力或对重力荷载的承载的承载能力；c.具有合理的刚度和强度分布，避免局部削弱或突变形成薄弱部位；对可能出现的薄弱部位，应采取措施提高抗震能力。④抗震结构的各类构件之间应具有可靠的连接。⑤非结构构件（维护墙，隔墙，填充墙）要合理设置。
3 减震措施
3.1基础隔震结构
基础隔震指针对建筑基础部分减小地震波，进而无法传递到上部结构，使其在某种程度控制地震所产生的损坏。一般在基础和上部结构布设隔震装置，和高层建筑相比，外形规则匀称的底层建筑具有较好的隔震效果，主要原因是高层建筑结构布设隔震装置可能会增加自振周期，以此来削弱隔震效果。
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3.2隔震地基材料
因建筑物不同选取的地基材料存在差异，这主要因为地震波反应的作用。可借助特殊材料面向建筑物地基实施处理操作，进而削弱地震波，以此来让减小震感。在以往的建筑物中，一般通过粘土与砂子完成基础部分垫层，再有人借助糯米垫层探索抗震，多年的发明探索和试验表明原料是沥青的这种新型材料开展隔震层设置对应的效果十分显著。
3.3悬挂隔震
悬挂隔震原理为阻隔地面地震波传送到建筑主体结构，以免主体结构被损坏。这一结构中的大多数质量基本均附着在地面上，一旦地震到来，结构上层分离使得无惯性力出现，以此来达到大大隔震目的。主要应用在大型钢结构和钢结构中，又可细分成主框架与子结构。当悬挂子结构时，则主框架结构和子结构随即分离。待地震波移动至悬挂部位时，则地震能量显著减少，全面控制了地震作用的进一步传递，降低了地震损害。
3.4层间隔震装置
层间隔震是面向原结构装设耗能减震装置，包含减震与隔震支座这两部分。当地震来临时，一般由隔震与减震来吸收相应的地震能量，降低地震损害，减小地震所产生的不良影响。抗震技术辅以隔震技术便是层间隔震。然而，层间隔震的实际减震效果低于基础隔震技术效果，大约低至20%左右。隔震装置内部的支座材料通常可选择橡胶，利用结构夹层改建便可达到减震效果。
4 减震隔震构造的维护及保养措施
为了保证在建筑工完成后进行的验收以及日常管理和维修、震后修复工作过程中能够对隔震支座的性能提供相对较为直观且及时的依据，例如在发生地震或者建筑经过长期的运营之后，要定期的检测隔震支座在使用过程中是否存在损坏或者不可恢复的变形、隔震沟是否被其他填充物所堵塞、减震隔震层上部结构是否存在有限制其在地震中发生水平位移的障碍物等，要建立相关的制度以及详细的检查和维护计划，要时刻关注高层建筑结构中减震隔震层的工作状态和稳定性。在减震隔震结构楼层的楼梯间、电梯间以及竖向隔离缝等构造附近或者建筑物的出入口都要设置有相应的隔震警示标志，提醒业主和其他人员对高层建筑减震隔震构建以及隔震构造的监督和维护，要明确提示在减震隔震构造工作的过程中业主和其他人员均不得填充、堆放杂物或者其他会对隔震层结构工作造成影响的行为，也不可在其上部放置任何会影响隔震层在地震中发生水平位移的构造物。
5 加强减震抗震研究和实际工程在地震中的检测
当前我国诸多高层建筑工程关于减震隔震层的设计多存在于结构的计算设计阶段，模型试验研究工作相对较少，减震隔震机构的性能几乎没有在大型的地震中接受过检测和试验，而模型计算只能作为减震隔震结构设计中的一个方面，不经过实际的检验，很多实际的情况无法得到检验，只能对其进行假设分析，且其在假设分析的过程中也只是考虑到了水平地震会为高层建筑带来的影响，计算的能力和技术有限，计算的结构受力工况有限，计算的结果能否代表实际应用时地震所产生的影响还是一个未知数，在该种情况下很难得到判定。采用减震隔震技术的高层结构在实际水平地震作用下的性能当前并有可用的资料来进行参考，其抗震的性能还难以确定，更何况，在实际地震的情况下，减震隔震结构不仅仅要承受来自于地震水平方向上的作用，还包括地震所产生的竖直方向上的作用，在复杂的地震作用中，该减震隔震装置在实际应用时所能承受的最大能量就目前的认知性还不能给出明确的结论，还存在着很大的局限性，因此，高层建筑结构在采用减震隔震结构设计时一定要加强相关的试验研究工作，保证假设和试验数据符合实际中面对地震结构的监测，为结构的设计提供可靠稳定的依据。
6 结语
工程设计人员需重视隔震减震问题，做好隔震减震设计工作，选用适宜的减隔震装置，所用消能构件自身的参数应通过特定试验来明确，并将隔震与消震装置需配备在便于检查和易替换部位。另外设计人员需清晰标注隔震减震装置的基本要求，依照规范落实安装与检测等工作，让装置与每一项性能均满足规范要求。
参考文献
[1]罗智勤.高层建筑结构隔震设计关键问题[J].住宅与房地产,2016.
[2]祁皑,徐翔.高层隔震结构多阶振型减震机理与倾覆问题研究[J].振动工程学报,2016.
论文作者:薛风
论文发表刊物:《基层建设》2017年第24期
论文发表时间:2017/11/16
标签：结构论文; 装置论文; 建筑论文; 地震波论文; 建筑结构论文; 高层建筑论文; 支座论文; 《基层建设》2017年第24期论文;