隔震減震在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的措施探析

1、    隔震減震在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的措施探析    王爭(zhēng)兵摘要：隨著近些年自然災(zāi)害的頻繁發(fā)生，工程建筑中建筑物的抗震功能引起了社會(huì)各界的廣泛關(guān)注，筆者根據(jù)自己的多年工作經(jīng)驗(yàn)，認(rèn)為在建筑設(shè)計(jì)中做好抗震和減震的工作可以更有效的加強(qiáng)建筑物的抗震效果，所以，本文主要討論建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中如何進(jìn)行隔震與減震工作。關(guān)鍵詞：建筑結(jié)構(gòu) 設(shè)計(jì) 隔震 消能減震近幾年，地震在整個(gè)世界范圍內(nèi)頻繁的發(fā)生，給人類帶來了巨大的災(zāi)難。地震的規(guī)模和破壞程度都很大，給人類的生命和財(cái)產(chǎn)造成巨大的損害。所以我們必須要對(duì)此進(jìn)行總結(jié)，我們的房屋到底能承受幾級(jí)地震的侵襲。對(duì)震后的重建工作，我們要考慮房屋的

2、抗震能力。傳統(tǒng)的建設(shè)方式都是以剛治剛，所以在設(shè)計(jì)中采用了大量的材料而且留有很多的余地，但是這種設(shè)計(jì)并沒有得到好的效果。但是現(xiàn)在出現(xiàn)了全新的技術(shù)，即以柔克剛，建筑隔震技術(shù)成為抗震技術(shù)的最新技術(shù)，為提高建筑抗震能力做了巨大的貢獻(xiàn)。1、建筑結(jié)構(gòu)的主要隔震措施建筑物的抗震措施是非常多的，如對(duì)地基進(jìn)行特殊處理、設(shè)置抗震裝置、對(duì)建筑的上部結(jié)構(gòu)進(jìn)行防震設(shè)計(jì)等等，每一種裝置和方法都是工程人員在實(shí)踐中不斷摸索總結(jié)出來的，一般情況下為了達(dá)到更好的抗震防震效果，在工程中這幾種措施通常是混合使用的。雖然一項(xiàng)工程可能涉及到許多種防震裝置的使用，但是工程中最常用的方法還是隔震層的設(shè)置，工程中我們根據(jù)建筑物的特點(diǎn)和建筑區(qū)域

3、的地震特點(diǎn)選擇不同的隔震層配合施工，下面我們根據(jù)隔震層的位置的不同，對(duì)其進(jìn)行分類，并做簡(jiǎn)單介紹：1.1建筑物地基采用特殊材料隔震地基是建筑物與地震接觸的最直接的地帶，也是地震的最直接作用區(qū)，所以對(duì)于地基的隔震設(shè)置是達(dá)到效果的最直接快速的手段。所謂建筑物地基隔震，主要是對(duì)建筑物的基礎(chǔ)部分進(jìn)行特殊處理，通過鋪設(shè)的墊層來削弱地震時(shí)的地震波，從而減少地震對(duì)建筑物的損害，這種方法是一種歷史最悠久的隔震方法，原理在于使地震的力量經(jīng)過中介被消耗和削弱，達(dá)到保護(hù)建筑物的目的。傳統(tǒng)的施工工藝是在建筑物的基礎(chǔ)部分交替鋪上粘土和砂子，或者直接設(shè)置粘土或砂子墊層。在中國建筑史上，曾經(jīng)有人以糯米為原材料，在建筑物的基礎(chǔ)

4、部分設(shè)置墊層，減少地震對(duì)建筑物的損害，雖然這種方法現(xiàn)在看起來非常荒謬，但是對(duì)于當(dāng)時(shí)的建筑技術(shù)來說，這種方法無疑是一種創(chuàng)新，且研發(fā)者認(rèn)識(shí)到了墊層材料的選擇要具有相當(dāng)程度的粘著性，無論如何，這種精神是值得我們建筑工作者學(xué)習(xí)的。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，近年來，國際上的科研人員和專家在這方面的研究已經(jīng)取得了突破性進(jìn)展，經(jīng)過反復(fù)的試驗(yàn)和研究他們發(fā)現(xiàn)，以瀝青為原料研究出的一種特殊材料設(shè)置的隔震層效果最好，所以這種材料將廣泛的應(yīng)用在以后的建筑物的隔震層中。1.2建筑物基礎(chǔ)設(shè)置隔震裝置減震這一種隔震措施主要是在建筑物的基礎(chǔ)與上部建筑之間設(shè)置特殊裝置，它與地基隔震的最主要區(qū)別就在于隔震層的位置的變化，這種隔震層位置

5、的改變可以減少地震向上傳遞，最高可減少地震對(duì)建筑物傳遞能量的2/3，這種隔震裝置是一種非常傳統(tǒng)的防震方法，因其歷史悠久且效果優(yōu)良，所以直到今天，仍被許多工程沿用。但是，這種措施的缺陷是不適用于高層建筑，因?yàn)樵诟邔咏ㄖO(shè)置這種裝置會(huì)延長(zhǎng)建筑結(jié)構(gòu)自身的自振周期，起不到減小地震對(duì)建筑物損害的目的，反而增加了建筑物的自重，對(duì)隔震造成不利的影響。在進(jìn)行建筑基礎(chǔ)的隔震裝置的設(shè)置時(shí)，通常采用的辦法有：摩擦滑移隔震、粘彈性隔震等幾種，設(shè)置的裝置也比較靈活，不局限于建筑材料，其他材料有橡膠墊、混合隔震裝置等也可用于做隔震層，可根據(jù)建筑物的具體情況進(jìn)行選擇。1.3建筑物結(jié)構(gòu)懸掛隔震懸掛隔震是將建筑物的大部分或者整

6、個(gè)結(jié)構(gòu)懸掛起來，也就是我們通常所說的懸掛結(jié)構(gòu)，這樣，當(dāng)?shù)卣饋砼R時(shí)，地震的能量不會(huì)傳遞給懸掛起來的結(jié)構(gòu)，從而達(dá)到減小地震損害的目的。這種隔震方式最常見于大型鋼結(jié)構(gòu)，大型鋼結(jié)構(gòu)總是采用鋼結(jié)構(gòu)懸掛體系，以此隔震。這種結(jié)構(gòu)對(duì)于設(shè)計(jì)師的設(shè)計(jì)要求比較高，因?yàn)橐獙⒔Y(jié)構(gòu)的主體框架和子框架的結(jié)合做到完美的結(jié)合，才能保證在地震來臨時(shí)，子結(jié)構(gòu)不受干擾。因?yàn)樗淖饔迷硎?，?dāng)?shù)卣饋砼R時(shí)，主框架會(huì)隨著地殼運(yùn)動(dòng)發(fā)生搖擺，但是，子框架和主框架之間是能夠活動(dòng)的索鏈和吊桿，地震的能量到達(dá)這個(gè)部位的時(shí)候就會(huì)削弱，不至于傳遞到子結(jié)構(gòu)產(chǎn)生慣性力，這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是防震效果好，可以有效的阻斷地震力對(duì)于建筑物的傷害，但是缺點(diǎn)是工程造價(jià)高，

7、一般的住宅建筑不宜使用，因?yàn)榇罅康匿摻Y(jié)構(gòu)會(huì)大大增加建筑的成本。2、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中常用的減震技術(shù)以上我們所說的幾種措施主要是對(duì)建筑結(jié)構(gòu)本身的基礎(chǔ)部分或者關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)進(jìn)行特殊設(shè)計(jì)，或者采用特殊材料，或者設(shè)計(jì)安裝減震裝置減少地震的能量向建筑物傳遞。我們這里所說的建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中常用的消能減震技術(shù)是借助建筑物意外的部件來增加建筑物的阻尼，消耗地震傳遞給建筑物結(jié)構(gòu)的能量，避免建筑物因地震而受到損害。用于減小地震對(duì)建筑物損壞、保護(hù)建筑物安全的裝置和元件很多，通常都是各式各樣的消能器和阻尼器，我們習(xí)慣上把這些裝置分為滯回型和粘滯型兩種。這種技術(shù)的使用非常廣泛，主要有以下幾種情況。2.1新建建筑物的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)隨著人

8、們安全意識(shí)的不斷增強(qiáng)，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理念的不斷更新，人們對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的減震、隔震設(shè)計(jì)越來越重視。我們?cè)谠O(shè)計(jì)的時(shí)候，除了對(duì)建筑物的基礎(chǔ)部分采用特殊處理之外，還可以借助消能減震裝置或者元件削弱地震對(duì)建筑物的作用力，保護(hù)人們的生命財(cái)產(chǎn)安全，這些減震裝置和元件是為一些建筑工程的后期防震工作的加強(qiáng)而研發(fā)的，也就是可以在施工后期對(duì)建筑物的防震功能進(jìn)行一定的彌補(bǔ)，但是其作用往往較隔震層要差一些。2.2對(duì)建成建筑物的抗震加固在對(duì)建筑物的地基或基礎(chǔ)進(jìn)行隔震設(shè)計(jì)時(shí)，我們一定要在建筑物沒有動(dòng)工以前按照隔震設(shè)計(jì)的措施，完成相應(yīng)的工作。最遲也是在建筑物的施工過程當(dāng)中，在建筑物的關(guān)鍵部位設(shè)置特殊的隔震裝置，否則就達(dá)不到隔震的

9、效果。一旦建筑物建成以后，如果想對(duì)其進(jìn)行抗震加固，就要采用增加阻尼的辦法，在建筑物的結(jié)構(gòu)上重新添加消能減震裝置，這樣的話不僅會(huì)增加施工成本，導(dǎo)致工程造價(jià)的增加，還給施工造成了不便，因?yàn)樵黾幼枘岬氖┕こ绦蛞^隔震層的施工復(fù)雜的多。3、結(jié)束語建筑物的抗震減震功能直接關(guān)系到建筑物抗擊地震的能力和保護(hù)人們財(cái)產(chǎn)和生命健康的能力，所以，是施工中必須要重視的重點(diǎn)問題之一。而做好建筑物隔震和減震工作的最佳施工環(huán)節(jié)就是建筑物的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，所以本文中筆者從幾個(gè)方面舉了一些可以優(yōu)化建筑物隔震減震設(shè)計(jì)的措施，希望能為工程建筑提供一些有效的意見和建議，當(dāng)然文中仍有許多不足之處，還望業(yè)內(nèi)同仁批評(píng)指正。參考文獻(xiàn)1江華.建筑工