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探究建筑结构隔震设计中的问题

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摘要:本文首先对建筑结构隔震基本情况进行了简要的介绍,然后分析了建筑结构隔震设计的相关要求,最后探讨了建筑结构隔震设计中存在的一些问题,并提出了相应的解决措施,希望可以给相关人士提供一定的借鉴,推动我国建筑结构隔震设计水平的进一步提高。

关键词:建筑结构;抗震设计;问题与措施

1建筑结构隔震概况

1.1建筑结构隔震的定义

所谓的建筑隔震结构指的是在建筑物的基础与上部结构件设置隔离层用以消散与隔离地震的能量,从而有效降低地震能量向上部结构之间的传输,进而使得减震的效果得以实现。隔震建筑主要由三部分组成,上部结构、下部结构以及隔震装置。为了使得建筑结构的隔震要求得以有效的满足,隔震装置应该满足以下特征:实用性、耐久性、复位特性、隔震特性以及承载特性等。

1.2结构隔震的主要特点

建筑结构抗震的特点主要包括以下几点:①通过对已经建设好的隔震建筑进行观察以及从振动台地震模拟试验所得的结果,隔震装置可以有效的降低建筑结构出现的地震反应。隔震建筑上部结构速度的加快仅仅相当于传统的抗震建筑的速度增加25%左右,这种减震效果是那些传统的抗震结构所难以实现的;②在建筑结构受到强烈地震影响的时候,上部结构可以处在弹性工作的状态,所以,隔震结构可以有效的确保机械设备、建筑结构构件等的安全以及正常应用;③在建筑结构受到大地震影响之后,基础隔震结构仅仅需要对隔震层予以检查与修复处理,就可以很快的予以正常使用,这能够为地方人们的生产与生活提供极大的便利;④隔震建筑具有明显的减震效果,所以,其不仅能够适用于普通建筑结构之中,还可以应用到那些在地震中对结构有较高要求的重要建筑物之中,比如说:医院、核电站等;⑤隔震结构虽然加设了隔震装置,但是能够有效的降低上部结构的地震影响,所以可以大大缩减截面断面情况,降低构件配筋,增加建筑高度等,从而使得建筑工程的总体造价得以有效的降低。

2建筑结构隔震设计的相关要求

2.1设计应用方案

在开展建筑结构隔震设计的时候,应该严格遵守各方面的要求,比如说:建筑抗震设防的类别、建筑结构设计方案、建筑场地的条件、建筑抗震设防烈度以及建筑投入运行后的相关要求等,之后再具体的确定建筑抗震设计方案目标。

2.2设防目标

对于那些有隔震设计要求的建筑工程而言,抗震方面的设防目标要高于抗震建筑的设防目标,特别是对水平方向上的地震而言,建筑隔震结构应该超过抗震结构的0.5各百分点,除此之外,还应该对竖直方向上的建筑抗震措施予以足够的重视。

2.3隔震部件

在进行建筑隔震设计的时候,应该在文件之上标注上关于隔震部件性能之上的要求,应该在实际应用之中予以不断的试验,在试验之后将隔震部件的各种应用参数给确定下来,将其耐久性情况给确定下来。在开展安装施工前,应该对工程中应用的各种元部件状况进行仔细的检查,也可以应用抽样检查的方式,进行检查,在检查的时候应确保各类型的元件都选出三个甚至三个以上进行检查,确保检查得出的合格率结果是百分百,唯有如此才能够进行使用。对于有隔震部件装设的位置,应该运用计算机来具体确定,这样可以给之后的部件检查以及更换工作的开展提供一定的便利。

3建筑结构隔震设计中存在的主要问题

3.1减震效果的周期较长

建筑工程本身的施工周期就较长,若根据《建筑抗震设计规范》之中的设计反应谱,建筑抗震设计的周期下降较为缓慢。对于施工周期较长的建筑工程而言,其隔震前后的剪力情况没有较大的变化,隔震效果变化不明显。若建筑的高度约为100m,那么周期应该为2.5s,通过隔震技术之后会将周期给延长约3.5s,但在实际施工中并非如此,比如在对某一隔震结构分别通过动力时程分析法与等效线性分析法对其隔震效果进行计算,研究长周期建筑的隔震技术施工前后的减震效果是会否提高。通过试验发现,通过适当的隔震技术处理之后,能够取得一定的减震效果。

3.2隔震支座受拉问题

这一问题是现在建筑工程中影响隔震技术发展的一个重要问题。在地震出现时,产生的倾覆力会超出隔震支座能够承受的结构重量。因为建筑工程的竖向荷载存在较大的轴向变形问题,会对建筑的抗弯承载能力产生一定的影响,进而降低连续梁之间的跨中负弯矩值与支座负弯矩值,提升建筑端支座的负弯距值,这样还会对建筑构件的剪力产生一定的影响,使得建筑中出现侧向变形情况。建筑楼层的逐渐增多,建筑高度的逐渐提升,也会导致轴向变形问题,影响建筑结构的稳定性,所以,在开展建筑结构设计的时候应该对轴向力值予以一定的重视,应用相应的措施切实避免出现明显的轴向变形情况。所以,应该不断加大隔震支座能够承受的重力荷载范围、应用工别的高抗拉能力隔震支座或者降低地震作用导致的倾覆力等,使得隔震支座受拉问题得以有效的解决。

3.3隔震支座面压计算方法

通常而言,隔震支座会长时间的承受上部结构的重量。在地震出现时,隔震支座会出现较大程度的水平位移问题,并且还需会承受地震力与上部结构的重量等的作用。由于低层建筑结构的位移与水平荷载作用较小,对整个建筑结构产生的影响也较小。但就建筑而言,水平荷载与竖向荷载都是开展建筑结构设计的重要因素。由于水平荷载会导致建筑结构出现倾倒力矩问题,所以建筑结构应该注意不断提高其抗震能力与承载能力,从而为居民提供较好的生活条件。就叠层橡胶支座而言,水平位移能够使得其承压面积减小,从而使得其承载能力不断降低。

4建筑结构的隔震措施

4.1建筑物地基应用特殊材料隔震

一般而言,建筑工程基层隔震是对建筑工程的基础部分通过相应的特殊处理,来使得地震发生时的地震波有效降低,从而使得地震对建筑物的破坏影响有效减轻。传统的方法通常是在建筑物的基础部位直接设置上粘土垫层或者砂子,或是交替铺设粘土和砂子。除此之外,部分学者使用糯米当做原材料,在建筑工程的基层部位设置上垫层,从而使得地震对建筑工程的破坏降至最低。当前阶段在这一方面已经取得了新的进展,运用沥青当做原材料制造出了新的特殊材料,将这一特殊材料应用到隔震层设置之中,能够取得更好的隔震效果。

4.2建筑结构的层间隔震措施

所谓的层间隔震就是指隔震和结构抗震相结合的一种措施,其是于原来的建筑结构之上装设由隔震支座构成的耗能减震装置,在地震发生的时候,耗能建筑机构能够将地震能量吸收并消耗掉,从而有效降低结构的地震反应。这一方法一般会应用于旧房改造之中,在工程施工方面具有简单、已操作的特点。较之于在建筑物基础部位安装隔震装置的方法,层间隔震虽然没有非常显著的效果,减震的范围也较为狭窄,但是其也有一定的优势。虽然层间隔震效果较之于基础隔震并不突出,但是,其可以通过原结构的隔热层与加层,开展科学的改建,从而使得建筑减震功能得以有效实现,这一方法操作简单,隔震装置通常应用橡胶支座。

5结束语

综上所述,随着建筑工程的不断发展,建筑工程设计的重要性也日渐突出。建筑隔震设计在建筑设计之中是非常重要的,其是一个系统的、完整的整体,贯穿于整个建筑工程之中。建筑隔震设计是对一个建筑结构设计效果进行衡量的一项重要指标,所以必须要予以足够的重视,将建筑结构隔震设计相关工作给切实做好,这需要相关工作人员的不断努力。

参考文献

[1]唐桂云.建筑结构隔震设计中的问题分析[J].城市建设理论研究(电子版),2011(16):248-249.

[2]吴星海.建筑结构隔震与减震设计问题分析与措施探讨[J].科技风,2014(23):166-167.

[3]陈亚杰.建筑结构隔震与减震设计问题之研究探讨[J].城市建设理论研究(电子版),2016(12):84-85.

[4]孟凡鑫.浅析建筑结构设计中的隔震措施[J].城市建设理论研究(电子版),2016(2):44-45.

作者:万妮 单位:南昌市建筑设计研究院有限公司

探究建筑结构隔震设计中的问题责任编辑:张雨    阅读:人次