建筑结构设计中的隔震减震措施研究

建筑结构设计中的隔震减震措施研究

岳家闽

山东建大建筑规划设计研究院山东济南250014

摘要：建筑结构设计中的隔震减震是减轻地震灾害的重要手段，在建筑结构设计中要合理的运用相关的抗震措施、充分的考虑抗震问题。本文结合建筑承压部位的抗震设计，探讨了建筑结构设计中的隔震和减震措施，

关键词：建筑结构隔震减震结构设计

近年来，我国及日本等国重大地震灾害频发，大多造成了巨大的经济损失和人员伤亡，这些人员伤亡事故很大程度上因为建筑物的倒塌所致。因此，在减轻地震灾害中建筑结构中的抗震设计尤为重要。隔震及减震是建筑结构减轻地震灾害的有效技术。利用隔震和减震来减轻建筑结构的地震灾害，在建筑结构设计中合理的运用相关的抗震措施、充分的考虑抗震问题，是事关人民生命财产安全的重要问题。

1建筑承压部位的抗震设计

要保证整体建筑工程结构的抗震性能，就必须要从建筑的承压部位为切入点，增强承压部位的承受能力，才可以在最大程度上使建筑达到预期的抗震要求。因此，也可以通过增加承压部位的抗震强度，来加强工程结构的抗震性设计。

1.1承重墙的强度设计

承重墙是建筑中进行抗震设计的决定性因素之一，对建筑的抗震性可以具有非常明显的影响作用。要增加承重墙强度的设计，首先，从建筑材料的高规格角度入手。其次，还可以通过增加墙体占地面积来达到增加承压能力的目的。一般建筑越高，就应设计越厚的承重墙，在厚度达到一定标准以后，则可以改变墙体的材料类型，比如钢筋混凝土结构应用于高层建筑，砖混结构应用于低层建筑。

1.2抗震柱的强度设计

抗震柱是大部分建筑中影响其抗震能力最为关键的因素，不合理的抗震柱设计往往会影响到整个建筑的抗震性能。有很多种增加抗震柱强度的设计思路，但最可行的设计思路主要分为两种类型，(1)直接增加抗震柱的抗剪承载力，(2)是利用减弱抗震柱的抗弯承载力来降低地震的影响。抗剪承载力的提高主要能从建筑材料的强度等级来入手，使得材料的强度等级达到相应的抗震标准。而抗弯承载力的减弱则是为了通过较小的抗弯承载力去达到降低地震对建筑的破坏程度的目的。

1.3抗震垫的应用

抗震垫是建筑底部与上部结构之间设置的隔震层，实验数据表明，加了“抗震层”的建筑地震反应仅为常规抗震结构地震反应的8％～15％。抗震垫可以减少地震来袭时对地面建筑物的破坏。这就相当于给建筑增加了一个弹簧，能把地震波大量的能量消减掉，减少水平地震力及破坏力度，隔离地震能量，从而达到地动房不动。

2建筑结构设计中的隔震措施

一般隔震建筑的隔震建筑空间构成分为五部分,每一部分都有着自己的作用。

2.1上部结构的相关措施

隔震层的最上面是其上部结构，上部结构在地震的时候会出现移动，而位移的距离通常是根据设计来计算。位移的方向是全面的，上部结构一般可以进行大的变形，而且加速度很小，家具也不容易在地震中出现翻转的现象。为了在地震中不阻碍隔震层变形，关于上部结构的建设应当注意以下几点。(1)注意楼梯、电梯和走廊中不能有障碍物(2)上部结构周围应该安置防震缝。(3)在与地面之间应明确的安置一条水平的隔离缝，如水平缝较难设置，应安置水平的滑移垫层。

2.2隔震层的设计

隔震层是安装有隔震部件的地方，它的上下楼层之间极易发生变形，因此必须要使用隔震措施，以吸收这种变形。在隔震层中，除去要安装一些隔震系统所需的管线外，不可以用于其他的用途。为保证建筑的安全，可以将其封闭。建筑物在隔震层的外周外墙的防护构造如属隔震层必须的构造，如挡雨构件没超过0.5m的部分，不计入建筑面积。一般建议隔震层高度采用1.8—2.1m之间，考虑到规划等因素，隔震层应当计入建筑物高度。

2.3下部结构的设计

下部结构一般在隔震层的下方，对隔震层起着支撑的作用。为保证隔震层下部结构的稳固，一定要选取合适的材料和施工方法。加铅芯的多层橡胶支座，在通常的多层橡胶支座中心挖洞灌入铅液冷却而成，铅芯的双线型剪切滞回特性可以在小震时给结构提供必须的刚度，在大震时提供强大阻尼并耗散较多能量。这种装置结合了隔震器和阻尼器，具有使用方便，构造简单等特点。因此，在隔震设计时，通常选用这种材料保证支座质量。

2.4外周部

外周部是和上部结构相接的地表的位置，一般会和上部结构有40cm的距离，应当在周围设置遮挡物，这样才能避免其他人靠近，为防止地震上部结构变形过大，此外周围需留出一定的空间。

2.5邻楼空间

邻楼空间是指相邻楼栋之间的人的活动空间。这部分也应当考虑到地震时上部结构晃动而采取相应的措施，还应该注意的是，如果相邻的建筑是隔震结构，而不是抗震结构的状况下，相对位移会很大。

3建筑结构设计中的减震措施

减震措施通常是借助于建筑物以外的部件去增加建筑物的阻尼，通过消耗地震传递给建筑物结构的能量，避免建筑物因地震而受到损害。消能部件的布置需要经过分析确定。设置在结构的两个主轴方向,可以使两个方向均有附加阻尼与刚度；设置于结构变形较大部位的时候,可以更好的发挥消耗地震能量的作用。减震措施不但能用于建筑物的基础部分采用特殊处理、新建结构的减震设计之外,还能借助消能减震元件或者装置削弱地震对建筑物的作用力,从而保护人们的生命财产安全；最迟也是在建筑物的施工过程中,在建筑物的关键部位设置特殊的隔震装置。但是在建筑物建成之后,如果想对其进行抗震加固,就需要采用增加阻尼的方法,在建筑物的结构上重新添加消能减震装置。对于适用的部位而言,也是非常广泛的,它能应用于建筑物的上部结构,同时，为保护主体结构的安全，也能用于建筑物的隔震夹层。消能减振技术是用特别设置的机构和元件将地震动的能量加以吸收耗散。当消能减震结构的抗震性能明显提高时,主体结构的抗震构造要求可以适当的降低。降低程度可根据消能减震结构地震影响系数与不设置消能减震装置结构的地震影响系数之比确定,最大降低程度应控制在1度以内。通过消能器的设置来控制预期的结构变形是消能减震的基本要求,可以使得主体结构在重大地震灾害下不发生严重的破坏。

3.1无粘结支撑体系减震问题

无粘结支撑体系作为建筑物结构减震体系中最为机敏的一种,在外包钢管和内核钢支撑之间不粘结,或在内核钢支撑和外包钢筋混凝土或钢管混凝土之间涂无粘结漆形成滑移界面。在支撑中段设置外包层,在支撑两端适当部位露出内核钢支撑,然后用高强度螺栓与框架结构连接,用以保证压力和拉力都只由内核钢支撑承受。滑移界面的材料和几何尺寸需要精心施工和设计,以允许内核钢和外包层之间相对滑动,同时约束内核钢支撑的横向变形,防止内核钢支撑在压力作用下发生整体屈曲和局部屈曲。在地震发生时,通过内外钢之间的配合作来消耗地震能量。

3.2跷动振动控制减震设计

跷动减震设计有两种方法:(1)是整个上部结构与下部基础在竖向不紧固，适用于高宽较大的建筑物在强烈地震作用下会产生很大竖向拔力的情形。(2)是结构中地震力较大的柱、竖向连续墙、支撑等部分构件与下部基础不紧固。

4结语

综上所述，随着我国建筑业的迅速发展，人们对建筑结构的抗震性能及隔震减震措施的要求也越来越高。所以，在建筑结构设计中，要以合理的结构设计及高规格、高强度的建筑材料来增强建筑的抗震性，为人们的生活及安全创造更加良好的条件。

参考文献：

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[2]李加才.浅议高层建筑结构设计中的隔震减震措施[J].建设科技，2017(16).

[3]殷利.高层建筑结构设计中的隔震减震措施[J].住宅与房地产，2017(3X).