浅析建筑结构设计中的隔震措施论文_宋军伍1,崔明雪2

浅析建筑结构设计中的隔震措施论文_宋军伍1,崔明雪2

1身份证:23102219780921xxxx;2 身份证:12022119851117xxxx1.2天津市正石建筑设计有限公司 天津 300450

摘要:随着生态环境日益恶化,各种自然灾害频繁发生,尤其是地震。在新时代下,从大型地震灾害发生后的状况来看,我国一些地区建筑物抗震水平比较低下,因此建筑的抗震问题是人们较为关注的一个问题,目前在建筑方面,隔震技术研究应用已取得一些成果和经验,隔震技术大大增强了房屋的稳定性安全性,使人们的安全保障得到提高。因此,要求建筑结构设计人员在进行结构设计时,需要对建筑的抗震问题进行充分的考虑,并且使用有效的隔震措施,以此提高整体抗震效果。本文探讨了建筑结构设计中的隔震措施。

关键词:建筑结构设计;隔震;措施

在建筑行业不断发展的过程中,需要高度的重视隔震技术的应用,为人们营造安全的居住环境,同时提高建筑的使用性能。此外,隔震技术是在不断的发展的,因此,在未来的工作中,还应该对隔震技术进行有效的创新,并且将其应用于建筑结构当中,提高建筑的隔震性能,确保建筑结构的稳定性,实现建筑企业的良好发展。

1 建筑结构设计中隔震技术的原理

隔震技术主要是指在地震来临时降低地震对建筑物本身及建筑物结构和建筑物内部的家具物品、家中装饰物、家中冰箱、彩电等家电以及生活用品的破坏损失以及程度的技术,对建筑物内外结构具有保护作用,从而减少人们在地震中的经挤损失。在建筑结构设计中,根据建筑物内外结构的不同位置,进行对建筑物的保护。

目前在社会中常见的隔震材料,例如:高阻尼隔震橡胶支座,对于承重载荷来说,可以使用增加钢板的方式,给竖直方向提供一个有效稳定的支持力,这样就可以使得建筑结构安全能保持长期性。

水平受力方面:天然橡胶的大的优点就是具有极高的强度,而且可以较好地将钢板连接起来,这样就会使得水平方向上在受到长期的震动冲击时(如风的震动,地震以及其他形等等),建筑物在外部的荷载作用下不发生破坏或倒塌。并且能保持较好的工作运作成本,价格在可接受的范围之内,使得建筑物的经济性也得到了保障。

隔震设计理论基础:利用较为特别的阻尼配方的手段,使得地震来临时,所带来的水平方向上的震动能量有所减少,这样就可以保证当发生较大程度的地震时,虽然水平方向上有所震动,但是竖直方向还是可以提供足够的支持力,而且大多数的波动能量也会在反复的摩擦传导中消耗殆尽,这样一来建筑物的承载能力就会大大的提高,也就意味着地震给建筑物带来的伤害可以最大程度的得到减少。

2 建筑结构设计中的隔震措施

2.1建筑地基采用特殊材料隔震

地基是建筑物与地震接触的最直接的地带,也是地震的最直接作用区,所以对于地基的隔震设置是达到效果的最直接快速的手段。所谓建筑物地基隔震,主要是对建筑物的基础部分进行特殊处理,通过铺设的垫层来削弱地震时的地震波,从而减少地震对建筑物的损害,这种方法是一种历史最悠久的隔震方法,原理在于使地震的力量经过中介被消耗和削弱,达到保护建筑物的目的。传统的施工工艺是在建筑物的基础部分交替铺上粘土和砂子,或者直接设置粘土或砂子垫层。在中国建筑史上,曾经有人以糯米为原材料,在建筑物的基础部分设置垫层,减少地震对建筑物的损害,虽然这种方法现在看起来非常荒谬,但是对于当时的建筑技术来说,这种方法无疑是一种创新,且研发者认识到了垫层材料的选择要具有相当程度的粘着性,无论如何,这种精神是值得我们建筑工作者学习的。随着科学技术的发展,近年来,国际上的科研人员和专家在这方面的研究已经取得了突破性进展,经过反复的试验和研究他们发现,以沥青为原料研究出的一种特殊材料设置的隔震层效果最好,所以这种材料将广泛的应用在以后的建筑物的隔震层中。

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2.2结构设计中基础隔震

指在建筑基础部分消耗大量的地震波,按照“基础隔震”的基本原理及橡胶支座结构的功能分析,橡胶支座安置在建筑物的底部,再充分使用其弹性好的隔震层,以耗散和吸取地震的极大能量,进而减少地震力的强度,减少或避免地震的能量传送到上部结构中去,如此保护了上部结构本来受到的极大破坏,令其避免遭到地震的冲击。就这一角度而言,此隔震技术存在的优势很多,例如可以避免非结构部件可能遭受的损伤,保证建筑物结构的绝对安全,减轻建筑物内部一些装备的损害等。其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多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。

2.2建筑层间隔震措施

层间隔震这种方法比较适合对破旧的建筑进行改造,在施工方面有着操作简单、易于上手的优点。但是和其他隔震装置进行比较,其隔震的效果不够良好,减震的效果大概只能够达到地震能量的1/10 到2/10 之间。建筑层间隔震主要是在建筑结构各个楼层间隔内的设置减震装置对于地震能量进行削弱,从而减轻地震对于建筑造成的影响,设置的装置大致和基础隔震一样。

2.4隔震支座技术

隔震技术主要是利用隔震支座来提升建筑结构的抗震性能的技术,目前常用的建筑隔震支座主要包括普通橡胶隔震支座和铅芯隔震支座,,普通橡胶隔震支座主要是利用橡胶层和钢板的紧密结合,使橡胶支座具有很大的竖向承载力和竖向刚度,同时在水平方向呈柔性约束,降低水平刚度以达到隔震的目的;而铅芯隔震支座具有较高的阻尼,可以有效减弱地震对建筑结构的影响和作用,还能够防止隔震层发生位移,避免受到地震的重大破坏,保护建筑结构的安全使用性能和使用寿命。

2.5建筑结构悬挂隔震

悬挂隔震指的是把建筑的大部分结构或者整体结构进行悬挂,也就是设计为悬挂结构,通过这种方式,减轻地震的影响,当发生地震的时候,地震能量不会传递至悬挂的建筑结构,从而有效减小地震造成的损害。建筑结构悬挂隔震方式通常使用在大型的钢结构中,大型的钢结构都是使用钢结构悬挂来达到隔震的目的。大型钢结构通常可以分成主框架与子框架,在悬挂体系内,子框架通过吊杆或者索链悬挂在主框架上,当发生地震的时候,主框架会伴随地壳运动产生摇摆,但是,子框架与主框架间有着能够活动的吊杆和索链,地震的能量传到吊杆和索链的时候就会被削弱,因此能够降低地震造成的破坏。

2.6无粘结支撑体系减震措施

无粘结支撑体系在建筑结构中属于比较灵活的一种减震体系,这种减震体系是使用科学的设计方式,使得内核钢和外包钢管之间能够无粘结,并且能够形成一个自由滑移的层面,在发生地震的时候,内外钢之间相互配合产生作用,消耗地震带来的能量。但是,这种设计存在一定的缺点,就是在设计与计算相关部件的时候有效十分严格的要求。在减震体系内,内钢承担了建筑重量,外钢能够达到配合以及辅助的作用,还能够避免内钢出现弯曲变形的情况。

总之,在建筑结构设计与隔震技术的应用过程中,我们应明确自身的需求,从实际出发,以安全实用、经济可靠为目标进行设计。因此,结构设计应以经典抗震理论为基础,根据科学合理的设计方法和原则,不断引入先进的抗震措施,切实保证建筑结构的安全性和可靠性。

参考文献:

[1] 万妮. 建筑结构隔震设计中的问题分析[J]. 江西建材. 2018(02)

[2] 李九. 浅议工民建结构设计中的隔震措施[J]. 居业. 2017(12)

[3] 李国栋. 浅谈建筑结构设计与减震设计[J]. 建材与装饰. 2018(26)

[4] 乔玉瑞. 建筑结构设计中的抗震设计探究[J]. 中国高新区. 2018(14)

论文作者:宋军伍1,崔明雪2

论文发表刊物:《基层建设》2019年第3期

论文发表时间:2019/4/11

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