建筑隔震设计相关问题的研究

发表时间:2020/10/20   来源:《城镇建设》2020年第21期   作者: 熊汝春
[导读] 建筑中的隔震技术是其上部结构和地基之间的柔性连接,应用拥有一定承载能力的隔震材料以达到“吸震”的效果,是近几年地震地震工程领域应用较广且较为成熟的技术之一。
        熊汝春
        身份证 53220119771228****
        摘要:建筑中的隔震技术是其上部结构和地基之间的柔性连接,应用拥有一定承载能力的隔震材料以达到“吸震”的效果,是近几年地震地震工程领域应用较广且较为成熟的技术之一。该项技术让高层建筑物在地震中不倒塌成为可能,因此,应对该项技术设计的关键问题进行分析。
关键词:建筑隔震;设计问题;研究
引言
        近年来,地震灾害频发,给国家和居民造成了难以估量的损失,究其原因,建筑企业在进行楼房建设时没有做好隔震减震工作,楼房的抗震性能很低。因此,当务之急是做好建筑物的隔震减震工作。相较于低层建筑物,高层建筑物的建筑难度更大,需要更为先进的技术支撑。尤其是在抗震性能方面,高层建筑物需要更大的承载力,因此必须通过一系列手段提高其抗震性能以保证居民的生命安全。随着我国科技的不断进步,隔震减震技术也在不断提升,对高层建筑的抗震性进行多角度多手段的提升已经成为可能
1建筑隔震设计基本概述
        隔震设计是指在房屋基础、底部或下部结构与上部结构之间设置由橡胶支座和阻尼装置等部件组成具有整体复位功能的隔震层,以延长结构自振周期、增大结构阻尼、阻隔地震能量的向上传递,减小传到上部结构的地震作用,从而达到预期的防震要求。在建筑隔震设计工作的开展中,往往需要加强对隔震技术的应用,这样可以有效减少建筑物主体结构及非结构构件的破坏。相较于传统的建筑抗震结构,隔震结构具有更好的抗震能力,可以使建筑物内部人员的生命安全得到更好的保障。因此,应对建筑隔震设计给予更多的关注与重视,满足人们对建筑的需求。
2高层建筑结构设计中隔震减震存在的问题
        2.1隔震减震支座
        一般情况下,高层建筑结构的设计中,隔震减震支座深受抗震墙的影响,所以在设计隔震减震墙的过程中,需要秉持分散的设计原则,不可在高层建筑设施的周围布置隔震减震墙,那样会无形中增大抗震墙产生的倾覆力,同时还会影响到隔震减震支座做功状态。需要在受力数值大的区域安装抗震减震支座,结合相关支座设备提升整体质量,最大程度地完成各种减震措施的效果提升,保证其可以提升建筑物质量。
        2.2支座面压问题
        在建筑结构长期投入使用的状态下,隔震支座需要承受来自上部结构各种作用力以及地震作用力的影响,此工况对滑移类支座承压面积的影响较小,但对叠层橡胶支座的承压面积的影响较为明显,会造成承压面积的明显减小以及承载力的大幅度下降。结合现行建筑规范标准,在设计环节中需要对隔震支座进行验算,尤其应当注意2个方面的问题:(1)在罕遇地震作用力的影响下,应针对隔震支座面压进行验算,不能仅对支座水平方向的变形进行限制,否则难以保证支座在罕遇地震下的稳定性与安全性;(2)在计算支座平均压应力的过程中,应充分评估地震作用影响。
        2.3建筑设施的走向
        地震是一种较为常见的自然灾害,主要是由于地壳运动所引发的。对此,在开展高层建筑结构设计工作时,必须注重分析地质结构,一旦发生地震,就会影响到房屋建筑设施的使用状态,很容易产生房屋倒塌的问题。应调整好地震房屋的实际振动方向,确定好高层建筑设施的地址,结合该建筑设施的实际地质水文条件,使建筑设施的走向可以和震向保持彼此垂直,不能让建筑设施和震向相持平。这主要是因为,如果建筑设施的走向和震向互相平行,就会增大建筑设施倒塌的风险,保持垂直关系的建筑设施倒塌的概率会较小。一旦高层建筑设施选址和震向相持平,则在发生地震时该建筑设施所产生的震动幅度就会较大,其所受到的地震波影响也较大。


        2.4隔震支座受拉问题
        目前,在高层建筑隔震设计问题的研究中,一个关键问题在于对隔震支座受拉问题的处理。在地震力的影响下,产生倾覆作用力可能超出隔震支座可以承受的总作用力,并且由于高层建筑结构中的竖向荷载会产生较大的轴向变形,从而在一定程度上影响高层建筑结构的抗弯和抗剪能力,造成结构侧向变形。尤其在建筑层高不断增加的情况下,受此因素影响所发生的轴向变形会在一定程度上对高层建筑结构的整体稳定性产生影响。因此,在隔震设计环节中应加强对建筑结构的轴向受力分析,尽可能地避免结构明显轴向变形问题的出现。
3高层建筑设计中的隔震措施和策略
        高层建筑设计中的隔震措施是多种多样的,可以应用的特殊材料也非常多,为了达到隔震的最优效果,通常会采用多种隔震措施相结合的方式来隔震,在实际的操作中,通常要根据现场的实际情况来设置隔层。
        3.1采用特殊材料地基隔震
        地基是建筑接触地面的部分,是建筑的基础部分,在地震时最先波及的便是建筑的地基,所以,只有地基坚实,才能够保证建筑更加稳固,有效地进行隔震。地基隔震的方式通常是选用特殊的材料或者是对地基进行特殊处理从而减少地震对建筑的损伤,达到隔震的效果。为了减少地震时所产生的能量,可以在地基中使用大量的沙土或者黏土作为垫层,还有一小部分的设计师会选用糯米作为垫层材料,经过历史的不断验证,现如今使用最多的垫层材料是沥青,这是目前最好的隔震材料。垫层材料的合理选择以及材料的科学配比,能够有效地抵消地震产生的能量和地震波。
        3.2特殊材料地基隔震措施
        地基是高层建筑结构设计的基础,主要是因为地基会直接接触地震,同时还是地震波的直接受力区域,所以,需要做好地基的隔震处理,对基础的部分开展特殊化的处理工作,做好垫层的铺设工作,更好地降低地震波给建筑设施产生的不良影响。该种处理措施的使用历史悠久,主要是借助消耗地震能量的形式,切实地保障建筑设施的安全稳固状态。在做垫层时,通常会使用砂及粘土一类的物质。
        3.3使用基础隔震
        基础隔震具有很多形式,黏弹性隔震、摩擦摆隔震、摩擦滑移隔震等都是基础隔震。在下层建筑与上层建筑之间安装隔震装置便是基础隔震方式的一种,也是最常见、历史最悠久的隔震方式。隔震装置主要是夹层橡胶垫、基底滑移装置、混合隔震装置等,隔震层位置的不同,能够有效地减少地震波的传导。但是基础隔震方式只适用于外形较好的低层或者多层建筑,对于高层建筑可能不能达到很好的隔震效果,隔震层会使高层建筑的结构阻尼和自振周期都变长,增加建筑的自重,减弱隔震的效果。在基础隔震的设计中,要分析最大地震时房屋的相对位移并进行数据的计算和实验,此外,要保证房屋在具有隔震能力的同时还能保护房屋的弹性,尽可能地保证力学上的相互稳定,基础隔震措施在高层建筑设计中是必须考虑的隔震方式。
结束语
        综上所述,建筑隔震设计对于提升建筑的抗震性能,确保人们生活安全而言具有重要作用。因此,对于建筑隔震设计相关工作,需要给予更多关注与重视。结合实际情况,做好各方面设计工作,这样才能为人们创造更加安全且舒适的生活环境与工作环境。在这一过程中,对于设计、施工中所需要的先进工艺以及新型材料等,加大研究力度。对于其中各环节工作,都要做好认真严谨对待。使得建筑物不仅有着良好的抗震性能,同时达到较好的防水、防火效果等,为我国建筑事业的更好发展打下基础。
参考文献
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