关于建筑隔震设计若干问题的探讨

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  [摘 要]我们在对建筑结构的质量进行评价时,一般会将建筑工程的隔震性能作为主要指标,而且,要想更好的保证建筑工程使用过程中的安全性,也一定要不断提高借助结构的隔震水平,这样一旦出现了地震等问题,则能够大大避免建筑变形和损害等问题的发生。这些年来,社会经济发展迅猛,各行各业都有了很大的发展,但对于资源的开发利用也不乐观,不仅会使资源枯竭,甚至还会危害建筑工程的安全性能,导致地震问题频发。因此我们必须要不断的提高建筑隔震设计的水平,本文对此进行了深入的论述。
  [关键词]建筑;隔震设计;问题
  中图分类号:TU352.12 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2017)30-0159-01
  引言
  我国经济实力逐年提升,进而对建筑的抗震设计要求日益增加,随之而来的便是学术界以及工程界对隔震设计的提出及应用。隔震设计经过几年的发展,逐步得到人们的认可,许多隔震设计的建筑在地震中表现出了惊人的抗震性能。学术界有关建筑隔震方面的研究也标新立异,层出不穷。然而,現有研究成果并不能直接指导工程设计的实际问题,隔震设计的有关规范规程也较为局限,隔震设计中许多情况下以经验设计为主。
  1 建筑结构隔震设计的主要原理
  要想降低地震对人们人身财产安全的损坏,则提高建筑工程的抗震性能是一项十分有效的措施,工作人员也一直在这方面进行不懈的努力。在长期的实际工作过程中,我们也总结出了一套行之有效的提高结构和构建抗震性能的理论,且这一理论被应用实际施工过程中后,获得了非常良好的工作效果。可是,科学技术的飞速发展,要求建筑工程的抗震工艺也必须随之提高,以研发出一种抗震性能非常好且能够很好的保护建筑结构的抗震措施,而这一措施正式现今广泛应用的基础隔震技术。对建筑进行结构隔震施工的主要方式就是在建筑工程的上部结构和基础面之间留有可靠性较高且水平刚度比较小的隔震层,并在其中安装阻尼器,这便能够有效减少地震对于结构的作用,更好的保证建筑工程的安全稳定性。但具有隔震层的建筑结构水平自振周期会有所延长,因此结构不会产生很剧烈的加速度反应。所以,在建筑结构中设置隔震层具有非常积极的意义。
  2 建筑结构隔层设计
  2.1 隔震设计流程
  建筑隔震设计步骤繁多,首先应该明确隔震目标,之后需要按照设计经验进行基础隔震方案的选择,布置隔震层以及对隔震结构计算分析,然后根据隔震计算分析的结果对上部结构进行计算,同时细化隔震层设计细节以及设计下部支承结构和基础。
  2.2 隔震目标
  隔震设计结构需要根据建筑功能要求、场地地质条件以及工程投资等各方面综合确定隔震目标。建筑物经隔震设计后需满足经济性高、抗震性好以及可靠性强的宏观设计目标。建筑物经隔震设计后,隔震层上部结构在计算中水平地震可适度降低,故而上部结构的工程造价可降低3%~20%,经济性较好;结构的抗震设防目标亦可得到提升,满足“小震不坏、中震轻微破坏、大震可修”的设计要求,以实现更好的抗震性及可靠性。具体而言,隔震后结构受到的水平地震作用视实际要求一般要比非隔震设计时地震烈度降低半度、一度或一度半;此外,隔震设计后上部结构的抗震措施可降低考虑,如采用橡胶隔震支座时,当取水平向减震系数为0.4时,考虑抗震措施的地震烈度可降低一度。
  2.3 建筑结构隔震设计的要求
  在建筑结构中进行隔震设计工作,能够使建筑工程结构的稳定性大大增强。进行设计工作时,还应结合建筑工程的形式、抗震强度以及施工场地和施工目标来制定最科学可行的抗震、隔震设计方案,并比较各个方案的经济可行性,从中选择成本最低、施工成效最好的方案。不仅如此,进行抗震设计工作时,一般要保证抗震设计目标比抗震建筑强,一旦出现了水平地震,则建筑的隔震结构会有较好的安全储备,而且要确保其超过抗震结构半个设防烈度。确定隔震部件时,一定要检查其各项参数和性能,以确保良好的安装质量。通常要使用抽样检测的方法开展工作,并结合部件的类型和规格,和元件比较完成检验工作,且抽样检测的数量一般要大于三个,所有元件都合格时才算检验通过。
  3 建筑结构隔震设计的相关措施
  3.1 上部结构的相关措施
  隔震层的上部结构位于最上方,在发生地震问题时,隔震层的上部会发生一定的位移,且位移的大小和设计方案有一定的关系,一般位移的方向是不固定的,上部结构所产生的变形通常较大,但是加速度并不大,因此在地震期间,家具并不会产生翻转的问题。要想避免地震中隔震层产生变形,则必须做好下述几方面的工作:(1)将楼梯、电梯和走廊中的障碍物彻底清除;(2)要在上部安装防震缝;(3)防震缝和地面间必须有水平的隔震缝,难度较大时,可以再加上水平滑移墊层。
  3.2 隔震层位置的确定
  3.2.1 建筑物无地下室时隔震层位置的确定
  对于无地下室的建筑物,隔震设计时需要于地下增设1层作为隔震层,以满足隔震要求。隔震层层高无需太高,一般梁底到地面的净高控制在600mm以内,而甘肃省关于叠层橡胶支座隔震建筑构造的设计要求中规定梁底面到地面的净高控制在1m以内即可,这样一来新增隔震层的层高即为“1m+梁高”。以上关于隔震层层高要求主要是考虑隔震层日后维护和检修的操作空间需要。隔震层梁高以实际计算结果为准,楼板厚一般不小于16cm。
  3.2.2 建筑物带地下室时隔震层位置的确定
  对于有地下室的建筑物,则不必新增隔震层,可将隔震层设置于地下室这一层,充分利用已有地下室的空间。隔震支座多设置于地下室柱顶,如此则减少了新增隔震层增加的费用,具有良好的经济性。需要注意的是,对地下室层高较高的建筑物,如将隔震支座设置在地下室柱顶,必然会导致下支墩高度较高,计算长度增加,如此设计出的下支墩截面较大,地下室空间的使用受到限制。因此对上述情况可于下支墩顶部设置拉梁,还可以单独增设隔震层,效果较佳。鉴于我国隔震的研究和设计水平有限,国内隔震建筑很少在高烈度地区使用层间隔震设计。
  3.3 下部结构的设计
  位于隔震层下方的下部结构,对于防震层有着重要的支撑作用。要更好的提高防震层下部结构的安全稳定性,必须要使用最科学的原材料和施工方式。多层橡胶支座中一般都是含有铅芯的,这是在其中加入铅液并使其冷却后的结果。铅芯一般都具有双线型结构,滞回特性很强,因此在地震时会增加结构的刚度,且强度较大时还能够分散较多的能量。也就是说,这一设备综合了隔震器和阻尼器的优点,且操作起来十分简便。所以,进行隔震设计工作时,经常选择这一支座材料。
  4 结语
  对建筑结构进行抗震设计工作,除了可以保证建筑工程的安全使用,而且能够延长建筑工程的使用寿命,降低各种问题的产生。相关人员必须不断深入这方面的研究,以促进我国建筑行业的更好发展。
  参考文献
  [1] 王静.建筑结构设计与隔震技术应用研究[J].今传媒,2016,11:155-158.
  [2] 胡志明,岳钰杰,范志燕.关于建筑隔震设计若干问题的探讨[J].建筑设计管理,2017,03:78-79.
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