建筑結(jié)構(gòu)減震措施

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1、建筑結(jié)構(gòu)減震措施 建筑結(jié)構(gòu)減震措施 2014/04/27 1建筑結(jié)構(gòu)的隔震減震概述 建筑物的阻尼大小對(duì)于消耗地震能量有著重要的作用。減震措施正是利用這一點(diǎn)，通過(guò)增加建筑的阻尼來(lái)消耗地震來(lái)時(shí)的地震能量，從而保護(hù)了主體結(jié)構(gòu)免受震害或減輕震害。而消能部件如何布置，個(gè)數(shù)及具體位置都需經(jīng)分析計(jì)算而定。一般來(lái)說(shuō)，消能構(gòu)件應(yīng)設(shè)在結(jié)構(gòu)的兩個(gè)主軸方向，這樣可使兩個(gè)方向的阻尼和剛度都有附加。除此以外，還可將消能構(gòu)件設(shè)置在結(jié)構(gòu)變形較大的位置，從而能夠均衡整個(gè)建筑物的阻尼，更好地耗散地震能量，

2、保證整個(gè)建筑物的抗震安全。隔震措施在使用上是有時(shí)間限制的，一定要對(duì)使用隔震措施的建筑在動(dòng)工以前進(jìn)行相關(guān)的隔震設(shè)計(jì)。最遲也要在建筑的施工過(guò)程中在某些關(guān)鍵部位進(jìn)行布置。隔震措施使用的部位也是有選擇的，一般在建筑物的地基或基礎(chǔ)進(jìn)行隔震設(shè)計(jì)，或是建筑物的關(guān)鍵部位。 與隔震措施不同，減震措施在使用時(shí)間上沒(méi)有限制。它既可以用于新建結(jié)構(gòu)，如對(duì)建筑物的基礎(chǔ)部分進(jìn)行特殊處理，對(duì)建筑物的局部設(shè)置消能減震措施。它也可應(yīng)用于建筑物建成以后，作為抗震加固的措施，對(duì)建筑物進(jìn)行增加阻尼從而達(dá)到減震的效果。從適用部位上說(shuō)，減震措施的適應(yīng)范圍很廣。從建筑物的上部結(jié)構(gòu)到建筑物設(shè)隔震夾層，它都是適用的。消能減震技術(shù)通過(guò)在建筑物的

3、結(jié)構(gòu)上增加消能減震裝置，即設(shè)置特別的機(jī)構(gòu)和元件，增加結(jié)構(gòu)的阻尼比，來(lái)控制預(yù)期的結(jié)構(gòu)變形，從而讓這些附加裝置吸收和消耗地震能量，達(dá)到保護(hù)主體結(jié)構(gòu)安全，使主體結(jié)構(gòu)在罕遇地震作用下不會(huì)發(fā)生嚴(yán)重的破壞。據(jù)大量數(shù)據(jù)顯示，使用消能減震的結(jié)構(gòu)的抗震性能明顯提高。此時(shí)，主體結(jié)構(gòu)的抗震構(gòu)造措施可以按照沒(méi)有設(shè)置消能減震前的結(jié)構(gòu)進(jìn)行相應(yīng)的降低。以兩者的地震影響系數(shù)之比來(lái)確定降低程度，但不能超過(guò)1度。常見(jiàn)的減震結(jié)構(gòu)有很多，本文將著重介紹無(wú)粘結(jié)支撐體系減震技術(shù)和蹺動(dòng)振動(dòng)控制技術(shù)。建筑結(jié)構(gòu)減震技術(shù)中對(duì)地震反應(yīng)最機(jī)敏的減震體系即是無(wú)粘結(jié)支撐體系。它是在內(nèi)鋼支撐和外包混凝土之間涂抹無(wú)粘結(jié)漆，這樣可以形成滑移界面。主要是通過(guò)內(nèi)

4、外鋼之間的配合來(lái)消耗地震能量，內(nèi)鋼作為承擔(dān)建筑物重要的主要構(gòu)件，外鋼則作為輔助。這種減震技術(shù)最大的缺點(diǎn)就在于，相關(guān)部件和各個(gè)減震結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算都必須非常精確。蹺動(dòng)減震技術(shù)是將整個(gè)結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)中地震力較大的柱、豎向連續(xù)墻等與下部基礎(chǔ)豎向不堅(jiān)固。這樣可以使相對(duì)薄弱的構(gòu)件或結(jié)構(gòu)在強(qiáng)烈地震作用下避免較大的損壞。 2建筑結(jié)構(gòu)隔震減震的方法措施 隔震技術(shù)的使用與建筑物場(chǎng)地的類別有很大關(guān)系。國(guó)內(nèi)外大量工程顯示，隔震房屋更適用于硬土場(chǎng)地。如果使用于弱土場(chǎng)地，地震波的中高頻分量將由于場(chǎng)地的特點(diǎn)被過(guò)濾掉，使得結(jié)構(gòu)的周期延長(zhǎng)，地震效應(yīng)反而增大。所以，當(dāng)隔震結(jié)構(gòu)應(yīng)用于IV類場(chǎng)地時(shí)，應(yīng)進(jìn)行專門(mén)的調(diào)查和研究。 2．1

5、地基材料隔震建筑物地基材料的使用對(duì)于地震波的反應(yīng)有著很大的區(qū)別。對(duì)建筑物的基礎(chǔ)部分使用特殊的材料，通過(guò)這種特殊處理來(lái)削弱地震波，減小建筑物地震中的震感和反應(yīng)。傳統(tǒng)上，建筑物的基礎(chǔ)部分會(huì)使用粘土和砂子墊層，也曾有人以糯米為原材料設(shè)置墊層，來(lái)進(jìn)行相關(guān)的研究。到目前，關(guān)于這部分特殊材料的發(fā)展已經(jīng)有了新的突破，研究發(fā)現(xiàn)，使用瀝青作為原料的新型特殊材料來(lái)設(shè)置隔震層，隔震效果更好。 2．2基礎(chǔ)隔震基礎(chǔ)隔震的初衷是讓地震波在基礎(chǔ)部分被消耗掉，難以向上部結(jié)構(gòu)傳遞，這樣就可在定程度上的隔斷地震對(duì)于上部結(jié)構(gòu)的影響。隔震裝置設(shè)置在基礎(chǔ)與上部結(jié)構(gòu)之間。體形規(guī)則的低多層建筑使用隔震技術(shù)比高層建筑效果要好的多。這是因?yàn)?/p>

6、對(duì)于高層建筑結(jié)構(gòu)，隔震結(jié)構(gòu)延長(zhǎng)了結(jié)構(gòu)的自振周期，使得隔震效果較差。目前基礎(chǔ)隔震和隔震裝置都有多種形式，發(fā)展的都比較完善。 2．3層間隔震層間隔震是指在原結(jié)構(gòu)上安裝耗能減震裝置，這種耗能減震裝置是由質(zhì)量和隔震支座組成。在地震時(shí)，隔震裝置和減震質(zhì)量一并指揮作業(yè)，能夠吸收和消耗地震能量，減小整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)的地震作用。整體來(lái)說(shuō)，層間隔震結(jié)合了抗震技術(shù)和隔震技術(shù)。但與基礎(chǔ)隔震技術(shù)相比，層間隔震帶來(lái)的減震效果稍差，降低約10%～30%。雖然層間隔震技術(shù)的效果不是非常明顯，但應(yīng)用范圍很廣，即可應(yīng)于新建建筑物，也可用于既有建筑物的加固。隔震裝置可以采用橡膠支座，利用結(jié)構(gòu)的夾層或原結(jié)構(gòu)的隔熱層做簡(jiǎn)單的改建，就可

7、以達(dá)到減震的效果。 2．4懸掛隔震懸掛隔震結(jié)構(gòu)的初衷是使地面的地震波傳遞不到主體上，這樣就可以避免主體結(jié)構(gòu)受到地震的損害。因此，懸掛隔震技術(shù)將結(jié)構(gòu)的大部分或全部質(zhì)量懸掛于地面之上，地震來(lái)時(shí)，上部結(jié)構(gòu)與地震波分離，產(chǎn)生不了慣性力，隔震效果明顯。懸掛隔震技術(shù)主要應(yīng)用于鋼結(jié)構(gòu)。大型鋼結(jié)構(gòu)包括主框架和子結(jié)構(gòu)，將子結(jié)構(gòu)懸掛，主體的框架結(jié)構(gòu)便可有效地與子結(jié)構(gòu)隔離。當(dāng)?shù)卣鸬哪芰總鞯綉覓觳课坏臅r(shí)候，地震作用大大削弱，就可以減小和控制地震的傳遞和反應(yīng)。 2．5建筑走向大量震害表明，房屋在震中的受損程度與震向有很大的關(guān)系。相比與地震震向垂直的建筑物，與地震震向平行的建筑物受到的破壞更大。這是因?yàn)椋?dāng)建筑物與地

8、震震向，即地震波運(yùn)動(dòng)的方向一致時(shí)，隨著地震運(yùn)動(dòng)的幅度更大，因此受到的震害越慘重。在建筑物的設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)充分地考慮這一點(diǎn)，地震與地質(zhì)結(jié)構(gòu)是息息相關(guān)的，即應(yīng)該充分地考慮當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)條件。搞清和分析建筑物所在地的地震震向，設(shè)計(jì)時(shí)使建筑物的走向與地震震向保持垂直，從源頭上減輕建筑物的地震反應(yīng)。 3結(jié)束語(yǔ) 在隔震和消能減震設(shè)計(jì)中，應(yīng)該注意以下幾點(diǎn)，一是隔震裝置、消能構(gòu)件的各項(xiàng)性能參數(shù)都要經(jīng)過(guò)專門(mén)的試驗(yàn)確定。二是隔震和消能減震裝置應(yīng)設(shè)置于便于檢查替換的部位。三是設(shè)計(jì)人員應(yīng)注明隔震減震裝置的具體要求，安裝、檢測(cè)和施工都應(yīng)按照相關(guān)的規(guī)程進(jìn)行，保證裝置和各項(xiàng)性能符合要求。隨著建筑技術(shù)的發(fā)展和社會(huì)發(fā)展的需要，隔震和消能減震技術(shù)的應(yīng)用越來(lái)越廣范。相比傳統(tǒng)的抗震技術(shù)，隔震和消能減震技術(shù)的應(yīng)用對(duì)地震的削弱作用非常明顯。因此，隔震和消能減震技術(shù)的研究和推廣應(yīng)用對(duì)于保證地震時(shí)建筑物的安全和人民生命財(cái)產(chǎn)安全都有著重要的意義。 作者：王麗單位：江蘇省都市建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司 上一個(gè)文章： 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的方案探討下一個(gè)文章： 建筑結(jié)構(gòu)防震技術(shù)思考