建筑结构减震措施

建筑结构减震措施建筑结构减震措施 2014/04/27 1建筑结构的隔震减震概述建筑物的阻尼大小对于消耗地震能量有着重要的作用。减震措施正是利用这一点，通过增加建筑的阻尼来消耗地震来时的地震能量，从而保护了主体结构免受震害或减轻震害。而消能部件如何布置，个数及具体位置都需经分析计算而定。一般来说，消能构件应设在结构的两个主轴方向，这样可使两个方向的阻尼和刚度都有附加。除此以外，还可将消能构件设置在结构变形较大的位置，从而能够均衡整个建筑物的阻尼，更好地耗散地震能量，保证整个建筑物的抗震安全。隔震措施在使用上是有时间限制的，一定要对使用隔震措施的建筑在动工以前进行相关的隔震设计。最迟也要在建筑的施工过程中在某些关键部位进行布置。隔震措施使用的部位也是有选择的，一般在建筑物的地基或基础进行隔震设计，或是建筑物的关键部位。与隔震措施不同，减震措施在使用时间上没有限制。它既可以用于新建结构，如对建筑物的基础部分进行特殊处理，对建筑物的局部设置消能减震措施。它也可应用于建筑物建成以后，作为抗震加固的措施，对建筑物进行增加阻尼从而达到减震的效果。从适用部位上说，减震措施的适应范围很广。从建筑物的上部结构到建筑物设隔震夹层，它都是适用的。消能减震技术通过在建筑物的结构上增加消能减震装置，即设置特别的机构和元件，增加结构的阻尼比，来控制预期的结构变形，从而让这些附加装置吸收和消耗地震能量，达到保护主体结构安全，使主体结构在罕遇地震作用下不会发生严重的破坏。据大量数据显示，使用消能减震的结构的抗震性能明显提高。此时，主体结构的抗震构造措施可以按照没有设置消能减震前的结构进行相应的降低。以两者的地震影响系数之比来确定降低程度，但不能超过1度。常见的减震结构有很多，本文将着重介绍无粘结支撑体系减震技术和跷动振动控制技术。建筑结构减震技术中对地震反应最机敏的减震体系即是无粘结支撑体系。它是在内钢支撑和外包混凝土之间涂抹无粘结漆，这样可以形成滑移界面。主要是通过内外钢之间的配合来消耗地震能量，内钢作为承担建筑物重要的主要构件，外钢则作为辅助。这种减震技术最大的缺点就在于，相关部件和各个减震结构的设计计算都必须非常精确。跷动减震技术是将整个结构或结构中地震力较大的柱、竖向连续墙等与下部基础竖向不坚固。这样可以使相对薄弱的构件或结构在强烈地震作用下避免较大的损坏。2建筑结构隔震减震的方法措施隔震技术的使用与建筑物场地的类别有很大关系。国内外大量工程显示，隔震房屋更适用于硬土场地。如果使用于弱土场地，地震波的中高频分量将由于场地的特点被过滤掉，使得结构的周期延长，地震效应反而增大。所以，当隔震结构应用于IV类场地时，应进行专门的调查和研究。21地基材料隔震建筑物地基材料的使用对于地震波的反应有着很大的区别。对建筑物的基础部分使用特殊的材料，通过这种特殊处理来削弱地震波，减小建筑物地震中的震感和反应。传统上，建筑物的基础部分会使用粘土和砂子垫层，也曾有人以糯米为原材料设置垫层，来进行相关的研究。到目前，关于这部分特殊材料的发展已经有了新的突破，研究发现，使用沥青作为原料的新型特殊材料来设置隔震层，隔震效果更好。22基础隔震基础隔震的初衷是让地震波在基础部分被消耗掉，难以向上部结构传递，这样就可在定程度上的隔断地震对于上部结构的影响。隔震装置设置在基础与上部结构之间。体形规则的低多层建筑使用隔震技术比高层建筑效果要好的多。这是因为对于高层建筑结构，隔震结构延长了结构的自振周期，使得隔震效果较差。目前基础隔震和隔震装置都有多种形式，发展的都比较完善。23层间隔震层间隔震是指在原结构上安装耗能减震装置，这种耗能减震装置是由质量和隔震支座组成。在地震时，隔震装置和减震质量一并指挥作业，能够吸收和消耗地震能量，减小整个建筑结构的地震作用。整体来说，层间隔震结合了抗震技术和隔震技术。但与基础隔震技术相比，层间隔震带来的减震效果稍差，降低约10%30%。虽然层间隔震技术的效果不是非常明显，但应用范围很广，即可应于新建建筑物，也可用于既有建筑物的加固。隔震装置可以采用橡胶支座，利用结构的夹层或原结构的隔热层做简单的改建，就可以达到减震的效果。24悬挂隔震悬挂隔震结构的初衷是使地面的地震波传递不到主体上，这样就可以避免主体结构受到地震的损害。因此，悬挂隔震技术将结构的大部分或全部质量悬挂于地面之上，地震来时，上部结构与地震波分离，产生不了惯性力，隔震效果明显。悬挂隔震技术主要应用于钢结构。大型钢结构包括主框架和子结构，将子结构悬挂，主体的框架结构便可有效地与子结构隔离。当地震的能量传到悬挂部位的时候，地震作用大大削弱，就可以减小和控制地震的传递和反应。25建筑走向大量震害表明，房屋在震中的受损程度与震向有很大的关系。相比与地震震向垂直的建筑物，与地震震向平行的建筑物受到的破坏更大。这是因为，当建筑物与地震震向，即地震波运动的方向一致时，随着地震运动的幅度更大，因此受到的震害越惨重。在建筑物的设计过程中，应当充分地考虑这一点，地震与地质结构是息息相关的，即应该充分地考虑当地地质条件。搞清和分析建筑物所在地的地震震向，设计时使建筑物的走向与地震震向保持垂直，从源头上减轻建筑物的地震反应。3结束语在隔震和消能减震设计中，应该注意以下几点，一是隔震装置、消能构件的各项性能参数都要经过专门的试验确定。二是隔震和消能减震装置应设置于便于检查替换的部位。三是设计人员应注明隔震减震装置的具体要求，安装、检测和施工都应按照相关的规程进行，保证装置和各项性能符合要求。随着建筑技术的发展和社会发展的需要，隔震和消能减震技术的应用越来越广范。相比传统的抗震技术，隔震和消能减震技术的应用对地震的削弱作用非常明显。因此，隔震和消能减震技术的研究和推广应用对于保证地震时建筑物的安全和人民生命财产安全都有着重要的意义。作者：王丽单位：江苏省都市建筑设计研究院有限公司 上一个文章： 建筑结构设计的方案探讨下一个文章： 建筑结构防震技术思考