建筑结构隔震设计中的问题分析_马良策.pdf

113建筑结构地震灾害在某些区域会频繁发生，根据调查内容分析能够知晓地震造成的经济损失较大，人员伤亡情况极为严重。在一系列的损失中，很多是因为建筑自身结构不稳定而产生坍塌所造成的1。所以，建筑领域工作人员应该在执行任务的时候思考如何提升建筑结构的稳定性，降低地震所造成的经济损失，这是极为直观的手段。在经历地震灾害后我国人民对房屋建筑本身的抗震性提出了更多的要求，人们的抗震意识也在此基础上得到了显著提升。这就需要相关技术人员知晓提升建筑抗震性能的重要价值，根据建筑工程地区的实际情况做好施工布置工作，在设计楼房结构的时候进行深层次的思考，真正提升建筑物本身的抗震性，这样既能够保证我国人民群众的生命安全，也能够促进社会的健康发展。1 地震对于建筑物本身的影响地震波以体波和面波的形式存在。在进行研究的时候工作人员又可以将让体波进行更加细致的划分，其一为纵波，其二为横波。面波也能够分为瑞雷波以及诺福波。在上述的集中地震波形中，面波可以在地表区域进行距离较远的传播，横波则能够实现在固体环境中的效率传播2。纵波则可以在固体和液体之间实现传播。体波的传递效果如其名字而言，纵波的传递会造成建筑物在上下空间区域的颠簸，横波在出现则会造成建筑物在水平方向的左右位移。面波在传输能量的时候会比横波要大，地震灾害中可以导致建筑物在水平和垂直两个方向的移动。从此能够看出，建筑物的坍塌和损坏在很多情况下都是因为面波的存在而造成的。工作人员在后续的工作任务中也需要注重对此种波形的特点进行研究，并借此机会研究出更加适合的技术解决相应问题。2 建筑结构隔震控制技术的发展和原理2.1 发展建筑结构隔震设计中的问题分析马良策澳创国际工程设计（深圳）有限公司北京分公司北京100000摘 要：地震灾害本身具有较强的破坏性，对人民群众的财产安全造成了十分严重的威胁，建筑的抗震性能直接关系到人民群众的财产安全。作为工程技术人员对每一个建筑从结构设计到工程施工都要将抗震因素考虑在内，根据工程的实际需求采用适合的建筑材料，这样能够从根本上完善建筑结构的稳定性，其在后续投入使用的时候也会具备更强的安全性。这就需要设计人员在执行任务的时候进行多角度的思考，切实改变以往的设计思想理念，认真研究隔震技术的主要原理，这样才能够在实际工作环节中提升其应有的价值和作用，真正实现建筑结构的抗震性，建筑工程的质量能够在原本的基础上获得显著提升，整个建筑领域都能够获得长足的进步。关键词：建筑结构；隔震设计；抗震性能DOI:10.12359/202303038我国建筑结构抗震设防准则中已经明确规定，在发生小型地震的时候建筑物结构不会产生较大的形变，在发生中等规模地震的时候建筑物的结构还能够经过修缮得到复原。在发生强烈地震的时候建筑物结构可能会遭受到严重的破坏，这对于人民的生命安全已经造成了极为严重的威胁3。这就需要工作人员提升建筑物的抗震能力。结合传统的抗震设计工作内容来看，人员会通过提升结构的强度实现抗震能力的提升。但是这种技术在实际使用的时候会存在两个方面的问题。其一，在高烈度区，由于构件办上呢很的尺寸较大，建筑物的内部空间以及使用性能会受到严重影响。其二，结构构件本身具有延性和抵抗地震灾害的能力，虽然能够在一定程度上防止建筑物产生坍塌的情况，但是在其损害程度较大的时候则需要利用较多的资金对其进行复原。在这样的研究背景下，如何有效利用并提升隔震技术的效果是工作人员需要积极思考的问题。隔震控制技术的核心价值在于其能有效化解地震所产生能量，在二十世纪中期的时候就已经得到了初步应用，通过使用砂砾实现滑移隔震。随后，工作人员针对此项技术进行了更加深入研究，并开始采用铅芯叠层橡胶技术，让隔震技术能够在原本的基础上实现了长足的进步4。在二十世纪，我国研发出了橡胶支座，并且已经实现了初步的完善，构成了成套的应用体系。这也为其后续开展科研工作奠定了坚实的基础。减震控制技术的核心价值在于其能够的消耗一定的地震能量，让建筑物能够对地震灾害具有一定的承受能力。我国的减震技术在二十世纪末已经能够获得飞跃性的进展，并在二十一世纪得到了推广和应用，在此期间发挥课极为重要的价值和作用。2.2 基本原理在城市化进程不断推进的当今社会，建筑行业的发展速度获得了显著提升。人们对于建筑物的结构安全性也提出了更多的期盼和要求。在这种工作形势下，以往的抗震设计已经无法满足社会的实际需求。因此，工作人员应该对114传统技术的实施经验进行吸收和采纳，并将其应用在新型技术中的，这样才能够更好地实现建筑物的隔震效果。就目前的情况来看，很多建筑结构在设计过程中已经不断融合了此种技术，让隔震技术更好地展现出其稳固建筑物结构的作用。在建造建筑物的时候可以根据需求合理使用隔震支座，或者在关键位置放置阻尼器等，当灾害发生的时候，这些装置能够及时阻碍地震对建筑物所产生的能量，进而减轻对建筑物结构的影响5。3 建筑结构主要隔震技术应用途径3.1 地基隔震技术地基位于整个建筑物的基础位置，其位于建筑和地震发生区域的中间，与地面直接接触，当地震灾害来临的时候其会直接承受地震波对其的冲击力。正是因为建筑物本身具备这种特性，工作人员在施工的过程中需要注重提升地基的抗震性，让其能够更好地起到缓冲作用。因此，工作人员应该在日常工作中积极探索并应用更好的地基材料，让其能够具备更强的隔震能力。比如，橡胶支垫、滚动钢球以及磁悬浮都是工作人员能够采用的先进材料。其中，工作人员最常使用的就是做好垫层工作，这样能够明显降低地震波带来的危害。在传统的垫层选择上，工作人员会选择黏土和沙子，或者在二者之间加入一些土工布。此种办法在使用的时候能够节省更多的成本资金，在地震发生的时候也能够有效增大建筑物和地基之间的滑移效果。但是这种技术在长期使用后，如果要面对地面频繁的振动，垫层结构会存在明显的磨损，其中存在的沙层会因此出现不断流失的情况，摩擦力会因此增加，经过较长的时间后，接触面会逐渐无法发挥出应有承担能力，在接触面甚至会出现裂缝。在当前局势下，很多建筑在建造的过程中会应用隔震材料处理相关工作，叠层橡胶的应用频率较高，其减震效果也是极为显著的。最为常见的是叠层橡胶材料本身并不由单一化的橡胶垫构成，还会根据实际需求在其中加入夹层钢板，并且需要和橡胶材料交错放置，使用时候的粘合剂进行连接后可以投入使用，构成专业的减震装置6。钢板的使用可以起到约束相邻橡胶垫的作用，在再加上橡胶垫本身具有较好的弹性，可以在最大程度上减少内侧形变的可能性，确保其具备良好的稳定性。是地基隔震材料中的首选类型。但由于材料在购置的时候需要投入更多的成本资金，施工过程中也会存在诸多的难点，对于一些地震多发区并不适用。所以，在现代科技不断发展的重要时期，研发人员可以制作并推出更加适宜的垫层材料，改性阻尼沥青便是一种很好的选择。此新材料的柔性较好，在使用的时候能够实现大部分地震波所产生的向上能量，能够更好地阻碍地震威力。在使用此材料的时候能够明显发现隔震垫周期增大，减少了地震速度。再加上沥青材料本身的造价较为低廉，在使用的时候不用耗费更多的资金，在使用的时候具备更高的性价比。3.2 基础隔震技术所谓的基础隔震装置会安装在建筑物的基础位置，以及上层结构中，使用柔性连接的方式实现连接。这样能够更好地形成隔震系统。该系统在使用的时候能够有效减少其对于上层建筑的影响，更好地起到减震作用。基础隔震结构体系在构建的时候需要针对三种结构进行研究。其一是上层结构，其二是隔震装置，其三是下层结构。此隔震技术的主要原理是利用结构的长期性特点，通过其在底层的集中位移状态，进而减少上层结构出现位移情况的几率，建筑物所承受的地震能量可以更好地被地面所吸收，这样能够确保建筑的上层结构具有较强的稳固性。这种技术在研发的时候会事先采用软泥层地基材料，但并不能够确保其在使用的时候时刻起到良好的作用，这就需要积极寻找替代品。基础隔震技术本身的经济性有待提升，因此只会在地震多发地带使用，或者在重要的公共建筑中利用。比如，桥梁或者核设施等地区都会使用此项技术。但是其本身的发展前景较好，很多学者也在对其进行完善。当前环境下，我国橡胶钢板叠层体系的构建已经起到了较好的减震效果。其所性价比也在逐步提升。但是此隔震技术在使用的时候虽然能够在纵向方面实现高效率减震，但是基础隔震技术能够得以实现。因此，完善的基础减震技术能够实现经济性上的提升，维护我国社会的快速发展。3.3 层间隔震技术层间隔震技术在使用的时候需要在建筑结构夹层以及原结构之间放置减震装置，这样能够切实降低对地震波的吸收。层间隔震技术可以弥补基础隔震技术中的不足之处，能够在重要的施工环节起到重要作用。这种技术相较于基础隔震技术其结构位置更加靠上。虽然结构位置偏上，但是并不会减少其隔震效果。上部结构能够与减震装置共同作用，实现对自下而上地震波的吸收。此种技术不仅能够在新房减震工作中起到重要作用，还可以对一些老旧建筑进行结构上的加固，其能够真正促进经济效益的提升。在我国，层间隔震技术不局限于应用在屋顶隔震中，也在更多工程建筑项目中发挥出了重要价值。在当前局势下，我国利用层间隔震技术实现建筑设计工作质量的项目逐步增多。此技术一般情况下应用于高层以及大空间的建筑项目中。随着对层间隔震技术原理的深入研究，此技术的发展更加 成熟，并且能够在未来的建筑行业中发挥出重要作用。建筑结构1153.4 悬挂隔震技术悬挂隔震技术的应用核心原理指的是让结构内部的所有结构全部悬吊起来，防止其与地面产生接触，地面波因此难以传达到建筑结构本身。其中，最常应用的是巨型钢架框悬挂技术，这种技术在应用的时候会利用主框架和与之相匹配的子结构，这些结构本身是相互独立的，具有彼此隔离的力学作用。主框架一般情况下和常见的框架结构一样放置在建筑物中。但是，子结构在应用的时候则会采用悬挂的方式，能够切实提升建筑结构稳定性。悬挂隔震结构会在桥梁建筑或者火电厂锅炉等设备中应用。在人们生活水平不断提升的当今社会，人们在居住的时候所会关注的不仅仅是建筑本身的性能和体验，对于其外观的美观性也具有了更多的要求。悬挂式隔震技术的应用可以更好地契合现阶段的发展形势，建筑物与地面的接触形式也会更加新颖。上悬挂下隔震结构的应用也能够促进建筑结构的多样性，在期间发挥出更加意想不到的效果。在发展的过程中还可以使用阻尼装置，这样可以促进建筑行业更好地发展。3.5 耗能减震技术在传统的抗震技术中，承重构件的主要作用是减震耗能，在灾害发生后这些构件的原本形态已经产生改变，并且难以用适合的技术对其进行修复。在使用减震技术后，工作人员可以在建筑物薄弱的地方放置减震装置，其能够在地震发生的时候可以产生对抗地震的能量，这样能够在最大程度时候能够确保了建筑结构的完整性。另外，受损装置在更换的时候也会更加便利，能够在最大程度上提升建筑物的抗震性。常见的耗能减震装置如下，工作人员应该根据需求合理选择和应用。首先是减震阻尼器。此装置能够增加结构阻尼，并实现对地震能量的消耗，建筑物的振动频率会因此下降。此装置的机理是变形速度与阻尼力量形成正比。第二种是位移相关型阻尼器，位移的大小将会直接关系到消耗地震能量的作用。其次是屈曲约束支撑技术。以往的支撑受压会出现屈曲的情况，在地震灾害产生的时候其滞回性能较差。屈曲约束支撑技术在应用的时候会使用到外套筒装置，还会使用到质地较硬的填充材料，这样能够更好地约束芯材受压屈曲，结构的抗震性能够获得显著提升。最后，防屈曲钢板剪力墙装置是新型的产品，其核心技术为耗能钢板，这样无论在较大的地震还是较小的地震灾害中都能够发挥出较好的效果。在产生较小的地震时，此装置处于弹性状态，在发生强烈地震的时候此装置会位于屈服阶段，并且能够体现出较好的减震效果。3.6 吸震技术此技术在应用的时候可以实现子结构的应用。在地震发生的时候应该进行能量的重新分配，转移振动的方式可以实现减少对建筑结构的影响。此技术在当前环境下存在两种装置形式。其一为调频液体阻尼器，此装置在使用的时候主要需要依靠水箱液体。其二为调谐质量阻尼器，其能够降低结构振动，进而实现减震效果，真正提升整个工作的质量，让减震工作能够具有更好的效果。4 结束语综上所述，建筑行业在当前社会中的发展速度已经呈现出逐步提升的趋势，人们对于建筑物本身的居住安全性也提出了更高的要求，在发展历程中应该合理应用隔震技术处理以往建筑施工环节中的各类问题。在当前局势下，此种先进技术的研究和应用规模已经更加广泛，并在原本的技术层面上实施了改善，这样能够积极应对不同的施工环境，针对需求使用相应的隔震技术，在最大程度上提升了建筑结构的稳定性。同时，隔振控制技术的研究和发展也需要工作人员的强烈关注。比如，在应用过程中如果存在的规范不健全的情况，或者是技术推广苦难的问题，相关部门应该制定出更加妥善的处理措施，对现有的技术加以优化处理，让整个建筑行业在发展运营的时候都可以得到各方面的优化。参考文献：1 赖正聪,潘文,白羽,等.基础隔震高层建筑结构减震系数研究J.振动与冲击,2021,40(22):35-41.2 刘大路,周立超,潘文,等.双塔高层建筑基础及顶部连廊隔震结构设计J.工业安全与环保,2021,47(8):8-12+20.3 林永洪.房屋建筑工程的隔震结构设计以中房玺云台项目一期住宅工程为例J.工程技术研究,2021,6(20):155-157+193.4 黄泽伟.探究土木建筑结构设计中隔震技术的运用J.建材与装饰,2021,17(5):98-99.5 陈运凯.高层建筑剪力墙结构隔震设计及抗震性能测试研究J.中国建筑金属结构,2021(5):62-63.6 杨海华,张鹏.探究房屋建筑结构设计中的隔震措施设计J.中国房地产业,2021(2):56.作者简介：马良策，本科，澳创国际工程设计（深圳）有限公司北京分公司，结构设计专业负责人，中级工程师，研究方向：混凝土结构设计。建筑结构