建筑结构设计中的隔震控制技术应用

建筑结构设计中的隔震控制技术应用

陈莹

襄阳市建筑设计院有限公司     湖北 襄阳    441100

摘要：随着近几年我国建筑规模与建设飞速发展，人们对建筑物的安全提出了更高要求。有些地区地震频发，如果发展地震对人们的经济和生命造成了严重的损害，因此抗震设计在建筑结构设计中的重要性不言而喻。应用隔震控制技术可以最大程度的降低损坏程度，对此，本文对隔震控制技术在建筑结构设计中的应用进行研究，供参考。

关键词：建筑结构；隔震控制技术；应用

引言

近年来世界范围包括我国很多地区出现了不同程度的地震，对人们财产甚至生命安全构成了严重威胁，在这样的背景下人们对建筑结构的防震性能要求越来越高。在建筑结构设计中通过隔震控制技术可以有效降低地震时建筑的损伤，从而达到保护人民财产和生命安全的目的。隔震控制技术主要是用在建筑结构基础以及上层结构底部中设置专门的弹性隔震层，可以有效降低地震时的震动对建筑造成的破坏。在长期的实践中发现，隔震控制技术具备有节能效果好、施工速度快且便捷、投资较小等众多优势，目前在很多建筑结构设计中得以应用。本文主要结合案例详细介绍了隔震控制技术在建筑结构设计中的应用情况，积累了相关实践经验，对于推广此项技术的应用具有一定的理论和现实意义。

1隔震控制技术现状

隔震控制是被动控制控制的一种，目前在国内正处于日渐成熟阶段。隔震控制是通过在建筑结构中增加隔震层，并通过隔震支座连接，当地震能量输入时，底层的隔震层先行耗散能量，隔离地震能量向上部结构传递。目前装配式集装箱建筑的抗震方法主要采用传统建筑的抗震形式，即通过增加结构本身的刚度、强度和延性来抵抗地震作用，以及利用结构在地震作用下的破坏和开裂来耗散地震能量。然而，传统抗震方法存在经济成本高、泛用性低的问题，并没有充分考虑结构破坏对人们舒适度和重要设施保护的影响。地震会使结构的使用功能受到停止的威胁。因此，在集装箱装配式建筑中，应将耗能减震装置作为第一道抗震防线，优先耗散地震能量，最大程度地降低结构破坏和倒塌的风险，保护建筑免受破坏。

2建筑结构主要隔震措施

2.1层间隔震

层间隔震是一种在建筑结构中设置耗能减震设施，以减弱并吸取地震波能量的技术措施。它的主要作用是强化和幕布基础隔震的不足，使其成为建筑隔震举措中不可或缺的步骤。层间隔震通常位于建筑结构较上的部分，但是其位置的变化并不会影响其对于减震的功效。由于地震波在建筑结构中传播时会产生巨大的能量，如果没有采取相应的减震措施，建筑物很容易发生严重的损坏和崩塌。层间隔震技术通过在建筑结构中设置耗能减震设施，可以有效地减弱地震波的影响，保护建筑物的安全性和稳定性。在某些地区，由于地震频繁，层间隔震技术得到了广泛的应用。不仅在新建房屋中，老房加固也可以采用这种技术，经济效益显著。层间隔震技术的应用，为建筑结构的抗震能力提供了可靠的保障，为人们的生命财产安全提供了重要的保护。

2.2加固减震

随着城市化进程的不断加快，传统建筑的施工方法逐渐被现代化的建筑设计所取代。然而，传统建筑施工忽视抗震结构设计的现象却依然存在。在地震频发的区域，这种现象更加令人担忧。因此，现代化建筑设计必须强化旧房减震功能，以确保人们的生命和财产安全。为了加固建筑结构，添加阻尼、消震设备等措施是最广泛使用的方法。这些设备可以有效地减少地震带来的损害。然而，这些措施成本较高，难以在所有建筑上都实施。因此，科学家们不断寻找更加经济实用的加固技术。近年来，植筋技术引起了人们的广泛关注。这种技术可以包裹混凝土至钢筋外57部，使其更优质地承受力。植筋技术手段多样化，可以根据建筑物实际情况挑选不同种类的植筋。这种技术相较于传统加固手段具有显著优势，在地震带得到广泛运用。

2隔震控制技术在建筑结构设计中的应用分析

2.1建筑隔震体系的组成

建筑隔震体系通常包括隔震器、阻尼器等。其中，隔震器是建筑隔震体系的核心部分，通常采用橡胶支座、摩擦摆隔震支座等。它们的作用是在地震发生时，通过增加建筑物的柔性，使得建筑物能够随着地震的震动而移动，从而减小地震对建筑物的破坏。阻尼器的作用是消耗地震能量，防止建筑物在震动过程中出现过度振动。阻尼器通常采用粘滞阻尼器、粘弹性阻尼器等。抗拉装置和抗风装置主要用于增强建筑物的抗拉和抗风能力，保证在地震和风灾发生时，建筑物不会被拉倒或吹倒。柔性连接模块用于连接建筑物的各种构件，使它们能够协同工作，共同承受地震力和风力。柔性连接模块通常采用高强度的橡胶或弹性材料制成。钢筋混凝土结构是建筑物的主要承重结构，它的作用是承受建筑物的重量和地震力，并将这些力量传递到隔震器和地基上。以上各部分共同组成了建筑隔震体系，通过它们的协同作用，可以有效地减小地震对建筑物的破坏。

2.2隔震结构设计的方法

首先，在进行隔震结构设计时，技术人员应遵循一些基本的设计原则，如确保隔震结构具有一定的刚度，以抵抗风荷载和地震等外力作用；同时，隔震结构应具备适当的阻尼，以吸收地震时的振动能量，降低建筑物的动态响应。根据建筑功能、场地条件、经济性等因素选择适合的隔震方案。对于高烈度区，采用隔震技术经济性十分明显，上部结构设计方案比较合理，一般能节约3%到20%。其次，技术人员应选择合适的隔震器，常见的隔震器有橡胶支座、摩擦摆隔震支座等。根据建筑物的特点和地震反应谱，选择适合的隔震器类型和参数。为了增强建筑物的抗拉和抗风能力，技术人员需要在隔震结构中设置抗拉装置和抗风装置。根据降低后的水平地震影响系数计算上部结构设计，注意结构的高宽比不宜过大，一般控制在3以内比较好，不宜超过4。对高宽比大的结构，需进行整体倾覆验算，防止支座压屈或出现拉应力超过1MPa。再次，技术人员选择具有足够强度和韧性的柔性连接模块，以确保在地震发生时，建筑物能够随着地震的震动而移动，从而减小地震对建筑物的破坏。钢筋混凝土结构是建筑物的主要承重结构，它的设计需要考虑建筑物的重量、地震力以及隔震器的反力等因素。在设计过程中，应充分考虑隔震结构的特点，以确保在地震发生时，钢筋混凝土结构能够有效地承受力和传递力。为了确保其抗震性能，技术人员需要对下部结构进行抗震测试，并根据罕见地震的测试结果，对其抗震承载力进行评估。

2.3隔震层抗风承载力验算

按规范规定，隔震结构在风荷载作用下，其所产生的总水平力不能超过自重的10%，某些项目中隔震层以上的风荷载水平力合计为1170kN，隔震层以上的自重为131780kN，均能满足设计要求。同时，隔震层抗风装置与隔震支座屈服力设计值综合确定的隔震层抗风承载力设计值，不能低于风荷载下隔震层水平剪力标准值的1.5倍。

结束语

基于传统抗震方法和现行的隔震的研究基础上，设计人员可以选择合理有效的抗震途径，通过提高结构本身的抗震性能以及设置性能较好的隔震装置来共同承受地震作用，大幅减轻结构的地震反应以保障结构的安全和整体稳定性。在以后的设计和施工中技术人员不仅要研究建筑结构本身的抗震性能外，还要加大力度研究隔震的先进技术，通过隔震措施的应用最大限度降低地震对人民生命财产造成的损失。

参考文献

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