浅议高层建筑结构设计中的隔震减震措施徐斌峰

浅议高层建筑结构设计中的隔震减震措施徐斌峰

徐斌峰

海盐县建筑设计研究院有限公司浙江省嘉兴市314300

摘要：地震灾害已经成为当前对于人类生活造成破坏严重性最大的一种地质类自然灾害，随着建筑行业的不断发展和进步，很多高层建筑拔地而起，对于当代建筑结构设计中的隔震减震措施也需要提供相应的重视，目前已经逐步通过了各种结构来增强建筑的隔震减震效果，隔震减震结构是一种能够通过建筑物内部相关结构吸收地震过程中所产生巨大能量的构造物。在此，本文通过对高层建筑结构设计中的隔震减震应用进行简要的分析和讨论，并根据此提出相应的隔震减震措施，希望能为高层建筑结构设计工作提供一些文本上的帮助。

关键词：高层建筑结构设计；隔震；减震；措施

导言：在建筑结构设计中，能否充分地考虑到抗震问题，并且使用有效的措施达到抗震的目的，对于建筑结构的安全性和稳定性有着十分重要的影响，长期以来，建筑设计人员在设计建筑的时候，都是坚持小震不塌，大震能修的原则，在设计方面使用了很多措施进行抗震工作，但是，由于各种因素的影响，这方面的工作还是存在一定的问题，本文对于建筑设计中抗震措施进行分析，希望能够起到一定的作用。

隔震建筑的抗震能力较强，特别适合在高烈度地区、对抗震安全性和使用功能有较高要求或专门要求的建筑。如地震时使用功能不能中断或需尽快恢复的生命线相关建筑，或地震时可能导致大量人员伤亡的建筑工程，或使用上有特殊要求涉及国家公共安全和地震时可能发生严重次生灾害等的建筑工程，均可考虑采用隔震技术。

1隔震减震结构的构造措施以及其维护管理

隔震减震结构的构造主要包括隔震底座的设计和布置、隔震支座和建筑上、下部结构的连接、隔震层的梁、柱、墩和板的加强，隔震层所安置的防火措施，便于操作和更换隔震底座的空间等一系列隔震装置。在高层建筑工程结构设计中，除了以上结构的施工设计需要考虑之外，还要注意防震缝和水平隔离缝的设置和维修，楼梯、电梯以及挡土墙和坡道等隔震层的设置，还有建筑物结构内部配管和配线等设备的构造和设计也是高层建筑结构设计工作中必不可少的一部分，这些结构的设计和设定都会直接对建筑物在日后投入运营之后的抗震能力起到至关重要的作用。高层建筑内部不同的隔震减震结构也应该有不同的保护和维修方案，在日常的使用过程中，要有一项针对性较强的维护管理措施，要保证隔震层不管在任何时候都能够正常发挥其所拥有的功能，尤其是高层建筑，采用隔震技术的住宅一定要明确了解其对于隔震层装置和设备维护管理的责任，结构设计者有必要对其进行说明，并给予建筑管理工作者一定的指导和帮助，以此来让建筑管理工作者认识到建筑减震隔震层正常工作的重要性和建筑结构内部隔震结构的特殊性。

2隔震措施

建筑物场地的实际种类一般影响着隔震技术使用，当下的工程实践活动表明，硬土场地比较适合应用构造隔震房屋，在弱土场地构造隔震房屋相反可能会增加地震损害，这主要因为弱土场地通常会过滤地震波内部的高频分量，以此来延长结构周期，增强地震效应。由此可知，选择消能隔震技术之前需全面调查建筑场地，仔细分析。

2.1隔震构造措施

当发生地震时，隔震结构会出现显著的水平位移。若想确保隔震层在遭受地震灾害时仍具备一定的变形能力，在设计过程需针对上部结构四周布设适宜的竖向隔离缝，一般将缝宽控制在500mm左右；上部和下部结构布设相贯穿的水平缝，将缝高控制在20mm，同时利用柔性材料进行填充；电梯井侧壁选择下挂的方式，且井道外皮到地下室柱和填充墙等设施的净距离超过500mm；贯穿隔震层内部的排水管道和弱电电缆等都选择柔性连接，也可借助其他可行措施满足隔震层在地震灾害中的水平位移标准。

2.2维护和保养方法

为面向竣工验收和日常管理等环节针对隔震支座内部的性能提供清晰的与可靠的参考，要求对隔震结构提出完善的检查计划与具体维护计划，面向隔震结构实施常规检查与基本维护操作。在隔震层楼梯间和电梯间等主要隔震构造附近布设醒目的隔震标识，警示业主与其他人员面向隔震层构件和隔震构造采取有效的维护措施，在使用过程禁止填充和堆放杂物，以免影响上部结构移动。

3减震措施

建筑物场地的实际种类一般影响着隔震技术使用，当下的工程实践活动表明，硬土场地比较适合应用构造隔震房屋，在弱土场地构造隔震房屋相反可能会增加地震损害，这主要因为弱土场地通常会过滤地震波内部的高频分量，以此来延长结构周期，增强地震效应。由此可知，选择消能隔震技术之前需全面调查建筑场地，仔细分析。

3.1基础隔震结构

基础隔震是在基础与上部结构之间设置隔震装置，减小地震波往上部结构的传递，降低上部结构的地震反应。该种隔震方法适用于体形规则的低层或多层建筑结构，用于高层建筑结构的效果较差（隔震结构延长了结构的自振周期）。基础隔震包括粘弹性隔震、滚轴（珠）滑移隔震、摩擦摆隔震、摩擦滑移隔震等多种形式，隔震装置有夹层橡胶垫隔震装置、基底滑移隔震装置、混合隔震装置等等。

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

层间隔震是结构隔震与抗震相结合的一种方法，它是在原结构上安装由质量和隔震支座组成的耗能减震装置，地震时，耗能减震机构吸收并消耗地震能量，减小结构的地震反应。这种方法主要适用于旧房改建，在施工方面具有简单、易操作的特点。与建筑物基础部分设置隔震装置的办法相比，层间隔震的效果不是非常明显，减震的效果可以达到1/10—3/10的范围。虽然层间隔震的效果不如基础隔震，但它可利用结构的加层或原结构的隔热层，做适当的改建而达到减震的目的，简单易行，隔震装置采用橡胶支座。在上海，几栋高层建筑用此方法控制结构的第二振型反应，收到很好的效果。

结束语

虽然在隔震设计的方案比较和选择时，隔震技术对低层和多层建筑比较合适，但是规范对结构基本周期小于1S这条原抗规（GB50011－2001）限制的取消，还是认可了国内外大量高层结构采用隔震技术。

参考文献：

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