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摘要:虽然在隔震设计的方案比较和选择时,隔震技术对低层和多层建筑比较合适,但是规范对结构基本周期小于1S 这条原抗规( GB50011- 2001) 限制的取消,还是认可了国内外大量高层结构采用隔震技术。经合理设计,高层结构采用隔震技术同样有效,能取得更高要求的安全性和舒适性,同时在经济上也能收到较好的效果。本文就高层建筑结构设计中的隔震减震措施做出简单阐述。
关键词:高层建筑;结构设计;隔震减震;措施
1 隔震减震结构的构造措施以及其维护管理
隔震减震结构的构造主要包括隔震底座的设计和布置、隔震支座和建筑上、下部结构的连接、隔震层的梁、柱、墩和板的加强,隔震层所安置的防火措施,便于操作和更换隔震底座的空间等一系列隔震装置。在高层建筑工程结构设计中,除了以上结构的施工设计需要考虑之外,还要注意防震缝和水平隔离缝的设置和维修,楼梯、电梯以及挡土墙和坡道等隔震层的设置,还有建筑物结构内部配管和配线等设备的构造和设计也是高层建筑结构设计工作中必不可少的一部分,这些结构的设计和设定都会直接对建筑物在日后投入运营之后的抗震能力起到至关重要的作用。高层建筑内部不同的隔震减震结构也应该有不同的保护和维修方案,在日常的使用过程中,要有一项针对性较强的维护管理措施,要保证隔震层不管在任何时候都能够正常发挥其所拥有的功能,尤其是高层建筑,采用隔震技术的住宅一定要明确了解其对于隔震层装置和设备维护管理的责任,结构设计者有必要对其进行说明,并给予建筑管理工作者一定的指导和帮助,以此来让建筑管理工作者认识到建筑减震隔震层正常工作的重要性和建筑结构内部隔震结构的特殊性。
2 隔震措施
隔震结构构造包含隔震制作布设、隔震制作和上下结构之间的衔接、隔震层梁柱强化与防火措施等。另外,还包含防震缝与水平格里风布设等,这在高层结构中至关重要。在基本使用过程,应重视日常维护,让隔震层无论在何种条件均可正常发挥自身功能。选取隔震技术的建筑物应明确管理职责,相关设计人员应对此进行清晰说明,科学指引建筑管理人员,使其重视高层隔震结构。
2.1 隔震构造措施
当发生地震时, 隔震结构会出现显著的水平位移。若想确保隔震层在遭受地震灾害时仍具备一定的变形能力,在设计过程需针对上部结构四周布设适宜的竖向隔离缝,一般将缝宽控制在500mm 左右;上部和下部结构布设相贯穿的水平缝,将缝高控制在20mm,同时利用柔性材料进行填充;电梯井侧壁选择下挂的方式,且井道外皮到地下室柱和填充墙等设施的净距离超过500mm;贯穿隔震层内部的排水管道和弱电电缆等都选择柔性连接,也可借助其他可行措施满足隔震层在地震灾害中的水平位移标准。
2.2 维护和保养方法
为面向竣工验收和日常管理等环节针对隔震支座内部的性能提供清晰的与可靠的参考,要求对隔震结构提出完善的检查计划与具体维护计划,面向隔震结构实施常规检查与基本维护操作。在隔震层楼梯间和电梯间等主要隔震构造附近布设醒目的隔震标识,警示业主与其他人员面向隔震层构件和隔震构造采取有效的维护措施,在使用过程禁止填充和堆放杂物,以免影响上部结构移动。
3 减震措施
建筑物场地的实际种类一般影响着隔震技术使用,当下的工程实践活动表明,硬土场地比较适合应用构造隔震房屋,在弱土场地构造隔震房屋相反可能会增加地震损害,这主要因为弱土场地通常会过滤地震波内部的高频分量,以此来延长结构周期,增强地震效应。由此可知,选择消能隔震技术之前需全面调查建筑场地,仔细分析。
3.1 基础隔震结构
基础隔震指代针对建筑基础部分减小地震波,进而无法传递到上部结构,使其在某种程度控制地震所产生的损坏。一般在基础和上部结构布设隔震装置,和高层建筑相比,外形规则匀称的底层建筑具有优良的隔震效果,产生这一问题的根本原因是高层建筑结构布设隔震装置可能会增加自振周期,以此来削弱隔震效果。当前基础隔震全面进步,且发展形态呈现出多样化特性,不断完善。
3.2 隔震地基材料
因建筑物不同选取的地基材料存在差异,这主要因为地震波反应的作用。可借助特殊材料面向建筑物地基实施处理操作,进而削弱地震波,以此来让减小震感。在以往的建筑物中,一般通过粘土与砂子完成基础部分垫层,再有人借助糯米垫层探索抗震,多年的发明探索和试验表明原料是沥青的这种新型材料开展隔震层设置对应的效果十分显著。
3.3 悬挂隔震
悬挂隔震原理为阻隔地面地震波传送到建筑主体结构,以免主体结构被损坏。这一结构中的大多数质量基本均附着在地面上,一旦地震到来,结构上层分离使得无惯性力出现,以此来达到大大隔震目的。主要应用在大型钢结构和钢结构中,又可细分成主框架与子结构。当悬挂子结构时,则主框架结构和子结构随即分离。待地震波移动至悬挂部位时,则地震能量显著减少,全面控制了地震的进一步传递,降低了地震损害。
3.4 层间隔震装置
层间隔震是面向原结构装设耗能减震装置,包含质量与隔震支座这两部分。当地震来临时,一般由隔震与减震来吸收相应的地震能量,降低地震损害,减小地震所产生的不良影响。抗震技术辅以隔震技术便是层间隔震。然而,层间隔震的实际减震效果低于基础隔震技术效果,大约低至20% 左右。该技术具有较大的应用空间,除可应用在新建建筑物,还能巩固强化既有建筑物。隔震装置内部的支座材料通常可选择橡胶,利用结构夹层改建便可达到减震效果。
3.5 减震隔震结构设计以及多种减震隔震技术的采用
为了使减震隔震结构的设计更具有说服性、安全性和可操作性,结合当前我国建筑结构的设计形式和习惯,我国相应的高层建筑内部抗震结构设计的有关规定和规程对于减震隔震的设计采用分部设计法,即将减震隔震设计分为上下两个构层,上方隔震构造层和下方隔震构造层( 支墩、支柱以及相互之间连接的构件、地下室和隔震塔楼下的地盘等) ,在其中间还包括隔震层设计以及基础设计等。
4 小结
近几年,地震灾害对日常生活造成了严重破坏,因此现下的建筑结构设计也愈发重视地震防范,旨在通过不同的结构来抗灾减灾。其中隔震结构通过结构布设来吸取地震能量,将地震的损害程度控制到最低程度。
參考文献
[1]赵志鹏,殷棕康,曹丽丽.建筑结构设计隔震和消能减震措施分析[J].民营科技,2016,12:148.
[2]贾红霞,谭术利.浅议建筑结构设计中的隔震减震措施[J].内蒙古石油化工,2013,03:83-84.
关键词:高层建筑;结构设计;隔震减震;措施
1 隔震减震结构的构造措施以及其维护管理
隔震减震结构的构造主要包括隔震底座的设计和布置、隔震支座和建筑上、下部结构的连接、隔震层的梁、柱、墩和板的加强,隔震层所安置的防火措施,便于操作和更换隔震底座的空间等一系列隔震装置。在高层建筑工程结构设计中,除了以上结构的施工设计需要考虑之外,还要注意防震缝和水平隔离缝的设置和维修,楼梯、电梯以及挡土墙和坡道等隔震层的设置,还有建筑物结构内部配管和配线等设备的构造和设计也是高层建筑结构设计工作中必不可少的一部分,这些结构的设计和设定都会直接对建筑物在日后投入运营之后的抗震能力起到至关重要的作用。高层建筑内部不同的隔震减震结构也应该有不同的保护和维修方案,在日常的使用过程中,要有一项针对性较强的维护管理措施,要保证隔震层不管在任何时候都能够正常发挥其所拥有的功能,尤其是高层建筑,采用隔震技术的住宅一定要明确了解其对于隔震层装置和设备维护管理的责任,结构设计者有必要对其进行说明,并给予建筑管理工作者一定的指导和帮助,以此来让建筑管理工作者认识到建筑减震隔震层正常工作的重要性和建筑结构内部隔震结构的特殊性。
2 隔震措施
隔震结构构造包含隔震制作布设、隔震制作和上下结构之间的衔接、隔震层梁柱强化与防火措施等。另外,还包含防震缝与水平格里风布设等,这在高层结构中至关重要。在基本使用过程,应重视日常维护,让隔震层无论在何种条件均可正常发挥自身功能。选取隔震技术的建筑物应明确管理职责,相关设计人员应对此进行清晰说明,科学指引建筑管理人员,使其重视高层隔震结构。
2.1 隔震构造措施
当发生地震时, 隔震结构会出现显著的水平位移。若想确保隔震层在遭受地震灾害时仍具备一定的变形能力,在设计过程需针对上部结构四周布设适宜的竖向隔离缝,一般将缝宽控制在500mm 左右;上部和下部结构布设相贯穿的水平缝,将缝高控制在20mm,同时利用柔性材料进行填充;电梯井侧壁选择下挂的方式,且井道外皮到地下室柱和填充墙等设施的净距离超过500mm;贯穿隔震层内部的排水管道和弱电电缆等都选择柔性连接,也可借助其他可行措施满足隔震层在地震灾害中的水平位移标准。
2.2 维护和保养方法
为面向竣工验收和日常管理等环节针对隔震支座内部的性能提供清晰的与可靠的参考,要求对隔震结构提出完善的检查计划与具体维护计划,面向隔震结构实施常规检查与基本维护操作。在隔震层楼梯间和电梯间等主要隔震构造附近布设醒目的隔震标识,警示业主与其他人员面向隔震层构件和隔震构造采取有效的维护措施,在使用过程禁止填充和堆放杂物,以免影响上部结构移动。
3 减震措施
建筑物场地的实际种类一般影响着隔震技术使用,当下的工程实践活动表明,硬土场地比较适合应用构造隔震房屋,在弱土场地构造隔震房屋相反可能会增加地震损害,这主要因为弱土场地通常会过滤地震波内部的高频分量,以此来延长结构周期,增强地震效应。由此可知,选择消能隔震技术之前需全面调查建筑场地,仔细分析。
3.1 基础隔震结构
基础隔震指代针对建筑基础部分减小地震波,进而无法传递到上部结构,使其在某种程度控制地震所产生的损坏。一般在基础和上部结构布设隔震装置,和高层建筑相比,外形规则匀称的底层建筑具有优良的隔震效果,产生这一问题的根本原因是高层建筑结构布设隔震装置可能会增加自振周期,以此来削弱隔震效果。当前基础隔震全面进步,且发展形态呈现出多样化特性,不断完善。
3.2 隔震地基材料
因建筑物不同选取的地基材料存在差异,这主要因为地震波反应的作用。可借助特殊材料面向建筑物地基实施处理操作,进而削弱地震波,以此来让减小震感。在以往的建筑物中,一般通过粘土与砂子完成基础部分垫层,再有人借助糯米垫层探索抗震,多年的发明探索和试验表明原料是沥青的这种新型材料开展隔震层设置对应的效果十分显著。
3.3 悬挂隔震
悬挂隔震原理为阻隔地面地震波传送到建筑主体结构,以免主体结构被损坏。这一结构中的大多数质量基本均附着在地面上,一旦地震到来,结构上层分离使得无惯性力出现,以此来达到大大隔震目的。主要应用在大型钢结构和钢结构中,又可细分成主框架与子结构。当悬挂子结构时,则主框架结构和子结构随即分离。待地震波移动至悬挂部位时,则地震能量显著减少,全面控制了地震的进一步传递,降低了地震损害。
3.4 层间隔震装置
层间隔震是面向原结构装设耗能减震装置,包含质量与隔震支座这两部分。当地震来临时,一般由隔震与减震来吸收相应的地震能量,降低地震损害,减小地震所产生的不良影响。抗震技术辅以隔震技术便是层间隔震。然而,层间隔震的实际减震效果低于基础隔震技术效果,大约低至20% 左右。该技术具有较大的应用空间,除可应用在新建建筑物,还能巩固强化既有建筑物。隔震装置内部的支座材料通常可选择橡胶,利用结构夹层改建便可达到减震效果。
3.5 减震隔震结构设计以及多种减震隔震技术的采用
为了使减震隔震结构的设计更具有说服性、安全性和可操作性,结合当前我国建筑结构的设计形式和习惯,我国相应的高层建筑内部抗震结构设计的有关规定和规程对于减震隔震的设计采用分部设计法,即将减震隔震设计分为上下两个构层,上方隔震构造层和下方隔震构造层( 支墩、支柱以及相互之间连接的构件、地下室和隔震塔楼下的地盘等) ,在其中间还包括隔震层设计以及基础设计等。
4 小结
近几年,地震灾害对日常生活造成了严重破坏,因此现下的建筑结构设计也愈发重视地震防范,旨在通过不同的结构来抗灾减灾。其中隔震结构通过结构布设来吸取地震能量,将地震的损害程度控制到最低程度。
參考文献
[1]赵志鹏,殷棕康,曹丽丽.建筑结构设计隔震和消能减震措施分析[J].民营科技,2016,12:148.
[2]贾红霞,谭术利.浅议建筑结构设计中的隔震减震措施[J].内蒙古石油化工,2013,03:83-84.