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摘要:隔震减震技术对于建筑物而言是一种至关重要的技术,尤其是对于高层建筑而言,其需要承受的地震载荷更大,造成的危害更严重,因此必须对高层建筑的减震技术进行专门设计。本文对高层建筑结构设计中的隔震减震技术进行了研究,并针对性提出一系列优化措施,以供参考。
关键词:高层建筑;结构设计;隔震技术;减震技术
1高层建筑隔震措施
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。
1.1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。此外,在地基的表层可以铺设碎石、砂砾石、素土等材料,加大建筑与地面的摩擦力,在地震时能够有效地减少地震波。
1.2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。
1.3层间隔震
高层建筑的设计少不了层间隔震的设计,这也是近年来最新型的一种方式,主要是针对高层建筑设计无法应用基础隔震设计的情况,通过隔震支座和隔震层质量的组合来达到隔震的效果。多数设计会选择橡胶作为隔震支座的原材料,来改造建筑结构的夹层,使建筑自身的隔震性能增加。由于隔震层质量和隔震支座的刚度以及隔震系统频率的变化,需要根据现场的实际情况对层间隔震的设计进行实验,利用现场实测的数据来判断层间隔震设计的效果。层间隔震装置的使用可以使建筑在发生地震灾害的情况下吸收大量的能量,有效减轻地震对建筑的危害。而层间隔震在高层建筑设计中的应用前景也是不可估量的,其应用范围非常广泛,不仅能应用于新建筑建设的过程,还能加固旧建筑的隔震措施,有效地对大部分建筑进行隔震。
2高层建筑减震措施
2.1新建筑物减震措施
随着地质灾害的不断发生,人们生活质量的提升以及安全意识的增强,居民对房屋建设中的减震措施的要求也越来越高,政府对于房屋建设的抗震等级也有明确的规定,减震设计得到了高度重视]。在新建建筑的设计中,主要是对基础部分进行特殊处理,利用消音减震装置进行减震措施的设计,在强震的情况下,耗能装置进入非弹性状态,消耗掉地面运动的大部分能量,减少建筑结构中承受的能量。此外,所有的设计在施工之前完成,对于一些设计需要进行实验数据测试,所有的设计在施工之前也都要验证其可行性和安全性能的等级,为之后防震工作的设计奠定基础,弥补防震工作中的缺陷。
2.2旧房屋减震设施的加固
在普通房屋的建设中,减震设施的安装一定是在施工阶段进行的,完工之后再进行安装会影响减震效果。但是对于一些老旧的房屋来说,在过去的建设中减震措施的设计还不够完善,减震效果也没有达到国家要求,这就需要对现存的房屋进行减震设施的加固设计。尽量减少施工过程中的不利条件,通过阻尼和消能器来进行加固。可以使用新型技术对混凝土的表面进行加固,这种聚合物的砂浆混凝土能够有效地抗压,具有极高的黏度,同时提高了钢筋的抗锈能力,对于加强高层建筑的减震效果也具有一定作用。
3高层建筑结构设计中的隔震减震技术优化措施
3.1加强保养和维护
对于减震隔震构造而言,需要随着时间的推移不断进行改变和维护,以目前的减震措施为例,随着使用时间的推移,减震措施的相关效果在逐渐降低,需要进行定期更换,经过长时间使用的建筑物减震措施会带来一定的安全隐患,应结合各种相关方法对实际情况进行整体的探究,了解相关设备存在的质量问题,及时进行整体的更换,同时制订定期的维修计划,确保整体工作的状态和稳定性,最大程度地保证建筑质量的提高.
3.2提高设计方案的准确性
工作人员需要结合建筑抗震设防标准、类型、烈度、建筑结构、建筑使用功能以及作业条件等内容来开展隔震设计,并通过和建筑抗震设计方案实施经济以及技术可行性进行比较后才能将实际设计方案确定下来。
4总结
地震对于建筑结构的破坏性是巨大的,尤其是高层建筑,不仅会破坏建筑的结构稳定性,还会对人民的生命财产安全产生巨大破坏,因此相关设计人员格外重视对高层建筑的减震和隔震设计,确保建筑结构能满足国家标准,以此来提高建筑的使用安全性和稳定性。
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