钟佳 李正常 张佳盛 何帮玉 汤金梅
中建四局第三建筑工程有限公司 广东深圳 518110
摘要：与普通建筑相比，大跨度建筑具有体型复杂、承载力高、人流密集性大的特点，许多大跨度建筑都属于公共类建筑，它的结构高宽比较小，对建筑防震的需求更高，因此隔震技术在其中的适用范围较广。隔震技术在大跨度复杂建筑中的应用，给大跨度复杂建筑的发展指明了方向、思路，以及路径。隔震技术的使用让大跨度复杂建筑的防震系数大大提升，确保了建筑项目使用者的使用安全，提高了公共建筑的整体使用效能。本文从隔震技术的内涵、特点入手，从应用现状、应用关键，两个方面对防震技术在大跨度复杂建筑中的有效应用进行了相应的分析和论述，希望能够给相关的工作人员以参考启示，推动我国大跨度复杂建筑防震系数的进一步提升。
关键词：防震技术；大跨度复杂建筑；有效应用
我国地处亚欧板、太平洋板块、印度洋板块的交界处，地理位置特殊，地震多发，尤其是在一些高烈度地区，如四川、云南、甘肃、西藏等中西部地区，随着国家西部大开放战略的部署，“一带一路”新政策的执行，公共类建筑在这些地区得到了极为有效的发展，体育场馆、机场航站、会展中心等建筑项目的建设此起彼伏。大跨度建筑是公共类建筑的主要形态，因为其功能的多样性，体型的复杂性，往往让其在抗震设计方面存在较大难度。但是因为大跨度建筑因为其建筑面积大，内部空间足，因此也往往成为震后的主要救灾庇护场地，正因为大跨度建筑在经济建设、社会管理中的重要性作用，所以更要对其抗震能力加以关注。
一、隔震技术概述
隔震技术的核心是进行结构自振周期的有效延长，进一步提高结构建筑的结构阻尼，从而起到相应的减震效果。一般来说，建筑项目的非隔震结构周期越短，它应用隔震技术后的结构自振周期的延长效果越显著，隔震效果更优。当前使用较多的隔震支座主要是叠层橡胶隔震支座，这种支座一般是由钢板和橡胶层层叠加而成，通过特殊的工艺，钢板与橡胶之间形成牢固的粘结。叠层橡胶隔震支座具有较强的刚度和竖向承载力，具备足够大的水平变形能力，可以确保建筑项目的自振周期延长2～3秒，能够最大程度的降低地震时同频共振造成的巨大破坏力。
二、隔震技术在大跨度复杂建筑中的应用现状
当前，隔震技术在大跨度复杂建筑中的应用主要分为高位支承隔震、低位支承隔震两种，它们是以隔震支座所处的位置来进行有效区分的。
1、高位支承隔震
高位支承隔震支座一般位于屋顶结构和下部支撑结构之间，依照其使用功能的不同，可以细分为屋盖支承隔震和连体支承隔震。屋盖支承隔震主用于上部屋盖和下部结构之间，主要以建筑围栏的形式出现，它的自种轻，能承担的变形荷载量不高。使用在该部位的隔震支座应该采用特殊材质，如含钢量更高的支座等。如果是一般的橡胶隔震支座，则无法有效满足其结构周期延长的需要，从而影响其水平隔震效果的实现。大跨度建筑的屋盖支承隔震具体自由度高、动力复杂、频率较高、振型密集的典型特征。它的横向减震效果明显，但是对竖向地震作用，其隔振效果具有局限性。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆为了确保屋盖支承隔震能够具有良好的三维减震效果，就必须采用厚底橡胶支座，来提高其竖向的拉压承载力；连体支承隔震主要位于上部连体和下部单体之间，其目的是为了有效释放连体处的水平约束力，确保单体之间实现的“弱连接”，进一步提高建筑项目整体的防震性能。连体位于一般具有刚度大、功能多的特点，它的结构振动以水平振动为主，可以采用橡胶支座、球形钢支座，以及摩擦摆支座等支座形式来提高其隔震效果。
2、低位支承隔震
低位支承隔震支座主要位于上部结构与下部基础结构之间，如地基位置，以及地下室等，在此位置设置隔震支座，可以有效吸收建筑结构的地震能量，确保建筑项目的稳定性。低位支承隔震支座具有高宽比小、刚度大、水平荷载力高的特征。大跨度建筑往往在竖向、平面等位置存在不规则的问题，它的刚度、质量分布不均衡，因此在进行低位支撑隔震支座的设置时，要根据大跨度建筑上部结构的特点、质量、刚度等数据信息，对隔震支座的型号、类型、分布等进行综合的考量与选择，进一步提高大跨度建筑各个结构构件在竖向与水平向的承载力，进一步调整和完善建筑主体间结构的扭转问题。
三、隔震技术在大跨度复杂建筑中的应用关键
1、扭转控制
大跨度建筑的结构形式复杂、功能布置多样、结构不够规整，正因为其结构的特殊性，在面对水平地震时，其不规则结构产生扭转问题，是隔震技术应用的关键所在。当前，国内外对建筑结构扭转效应的评估主要是通过扭转位移比和周期比，其中周期比方式的使用更为广泛。周期比主要指的是建筑结构以扭转为要点展开的第一振型周期和以水平振型为要点开展的第一振型周期的比值，它主要被用来衡量和检测建筑项目的结构扭转刚度与侧向位置刚度的大小。有研究显示，当建筑项目的周期比无限接近于1时，此时地面运动产生的细微扭转分量都会对致使建筑结构的扭转效益更加的明显，一旦地面运动的扭转分量提升，那么建筑结构的扭转效益就会更加的剧烈，从而增加建筑项目的损毁风险。对建筑项目的周期比进行限制，可以有限减少因为扭转周期降低诱发的平扭耦联，确保建筑项目的扭矩维持一个合理的范围内。控制扭周期比的核心是要完成扭转位移比的管控，只有这样才能有效实现对大跨度建筑项目的扭转控制。
2、温度效应
大跨度建筑的温度效应主要分为三个方面：第一，建筑材料因为外部温度的变化，如短时间内的高低温交替等，产生相应的膨胀、收缩反应，从而导致相应的建筑结构产生附加受力。这种建筑结构的受力具有常见性和常规性的特征；第二，建筑项目的混凝土结构因为水化热的释放从而产生相应的冷却收缩，引起混凝土结构附加应力的提升，这种温度效应主要存在于大体积的连续性混凝土结构中；第三，建筑项目的钢结构因为在焊接的环节局部温度过高从而导致钢结构的外部附加应力增加，这一情况在大面积的钢结构中较为常见。附加应力是温度效应产生的重要外部作用力，它会导致建筑结构的嵌固层因为温度产生变形。在隔震建筑中，可以在主体结构与建筑项目的嵌固层之间的会设置相应的隔震支座，当建筑项目产生温度效应的附加应力时，隔震支座的水平约束力，可以较好的释放嵌固层的温度变形，有效减少建筑结构主体的附加温度应力。
3、抗风设计
在进行大跨度建筑隔震技术的抗风设计时，要确保建筑项目隔震层的内部屈服承载力不小于其外部的风荷载设计值。大跨度建筑的长宽值往往较大，因此在长度方向的外部风荷载力也会较大，而建筑项目的隔震层往往会与建筑项目主体位置的屈服力保持一致，这就导致长度方向的首尾位置的抗风承载力较弱。面对这一问题，在进行隔震建筑的抗风设计时，可以通过增铅芯橡胶支座的方式来提高建筑项目隔震层的总屈服剪力。提高建筑项目的抗风能力和减震效果。
结语
综上说述，不难看出，隔震技术在大跨度复杂建筑中的使用具有极强的优势，在实际的隔震施工作业中，相关工作人员要做好核心工作的准备，强化建筑项目的扭转控制，减低建筑结构的温度效应，提高建筑项目的抗风能力，进一步提高大跨度复杂建筑的工程品质和抗震性能。
参考文献
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论文作者:钟佳,李正常,张佳盛,何帮玉,汤金梅
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年18期
论文发表时间:2019/12/10
标签：建筑论文; 支座论文; 大跨度论文; 项目论文; 结构论文; 周期论文; 技术论文; 《建筑学研究前沿》2019年18期论文;