建筑隔震技术十篇

发布时间:2024-04-25 17:29:24

建筑隔震技术篇1

【关键词】建筑结构;隔震技术;应用

前言

我国对建筑结构的隔震工作具有较高的要求,尤其是随着近几年来我国地震频繁发生,对建筑结构的隔震工作也给予了高度的重视,在建筑建设的过程中,建筑企业应该结合建筑的实际使用情况,结合建筑结构所在的地区以及国家对隔震工作的要求,采取有效的隔震技术,全面的提高建筑结构的隔震水平,确保建筑的良好使用。

一、建筑结构隔震概述

从目前我国建筑结构的隔震情况来看,其主要将隔震层设置到建筑结构的不同位置中,例如,将隔震层设置到基础、中间或者是设置到房屋的顶层,从而提高建筑的隔震效果。近些年来,随着我国建筑行业的良好发展,建筑的隔震水平也在不断的提高。很多建筑也将隔震装置安放在结构的柱间、柱头或柱脚处,利用其耗能特性来进行小层间位移,防止结构倒塌,而且便于施工[1]。因此,在未来的工作中,应该结合建筑结构的施工情况,将隔震工作做的具体和全面,从而进一步提高建筑结构的隔震质量,促进建筑行业的良好发展。

二、建筑结构隔震技术分析

从目前在建筑结构中应用的隔震技术来看,其主要有粘弹性阻尼隔震技术、滑板式隔震技术、橡胶隔震技术、混合隔震技术等等,在实际的应用中,需要结合建筑的实际情况,科学的选择相应的隔震技术,下面针对于上述所提到的几种隔震技术进行详细的分析。

(一)粘弹性阻尼隔震技术

在建筑结构隔震中,粘弹性阻尼隔震技术的应用较为广泛,也是一种较为科学、较为成熟的隔震技术。其主要由粘弹性材料和约束钢板所组成,钢板和粘弹性材料通过硫化的方法粘结在一起。常用的粘弹性材料为高分子聚合物,这种材料既具有粘性又具有弹性。在受到交变应力作用产生变形时,一部分能量象位被储存起来,另一部分能量则被转化为热能耗散掉。在建筑结构中,通过合理的应用粘弹性阻尼隔震技术,能减少地震的影响,从而确保建筑结构的稳定性,实现最佳的隔震效果,促进建筑的长远使用[2]。

(二)滑板式隔震技术

滑板式隔震技术也被广泛的应用于建筑结构隔震工作中,滑板式隔震技术的应用水平较高,其对相应的技术要求也比较高。在实际的应用过程中,需要高水平的施工人员进行实施。一般滑移摩擦面主要是采用聚四氟乙烯以及不锈钢板所组成,而在不锈钢板上需进行专业的剖光处理,并涂上一层硬化的树脂以增大摩擦性,提高建筑的隔震效果,实现建筑的良好应用[3]。此外,在应用滑板式隔震技术的过程中,要求做好质量检验的工作,确保该技术应用的科学和合理,实现最佳的应用效果,从而推动整个建筑行业的良好发展。

(三)橡胶隔震技术

所谓的橡胶隔震技术顾名思义,就是利用橡胶进行隔震。其主要由橡胶和钢板组成。进而能够形成较高的纵向承载能力,当发生地震的时候,能够确保建筑结构的稳定性,将地震对建筑结构造成的影响降至最低。因此,在建筑结构隔震工作中,通过科学的应用橡胶隔震技术,能够最大程度的提高建筑结构的隔震效果,从而确保建筑的良好使用[4]。

(四)混合隔震技术

所谓的混合隔震技术主要就是指在建筑结构中安装多个隔震支座,例如,可以将摩擦滑动支座与橡胶支座进行有效的结合,该种技术技术的应用效果较好,其主要是由于采用了两种隔震支座,其隔震的性能比较好,其也已经成为目前在建筑结构中应用较为广泛的一种隔震技术,但是,应用混合隔震技术的造价比较高,针对于一些强震地带应采用此种隔震技术,但是,针对于其他地带,可以结合具体的经济情况,选择性的应用混合隔震技术,以实现最佳的隔震效果,促进建筑行业的良好发展[5]。

三、结束语

综上所述,在建筑行业不断发展的过程中,需要高度的重视隔震技术的应用,为人们营造安全的居住环境,同时提高建筑的使用性能。此外,隔震技术是在不断的发展的,因此,在未来的工作中,还应该对隔震技术进行有效的创新,并且将其应用于建筑结构当中,提高建筑的隔震性能,确保建筑结构的稳定性,实现建筑企业的良好发展。

参考文献:

[1]苏经宇,曾德民.我国建筑结构隔震技术的研究和应用[J].地震工程与工程振动.2001(S1).

[2]同君.华中科技大学“建筑隔震”技术为房屋提供保险[J].中国房地信息.2001(07).

[3]陈少敏.防震减灾中心楼完成隔震技术设计方案论证[J].福建地震.2002(04).

建筑隔震技术篇2

关键词:隔震技术;多层建筑;应用探究

我国属于地震发生较多的国家,尤其是在大城市中,高层建筑不断增多,且人口多,居住密集,如果发生地震,那么建筑物倒塌可能引起周围大面积的损失,因此隔震技术的研究在我国势在必行,也是建筑建造过程中很重要的一个施工阶段,随着我国科学技术水平的提高,建筑建造过程中的隔震技术不断增强,同时也不断地应用于多层建筑建造过程中,因此增强建筑物的抗震能力,采用更安全的建造方法和建造过程,形成一种更合理、有效、安全、经济的结构体系。因此对隔震技术在多层建筑中的应用进行研究具有非常重要的现实意义。

1.基础隔震结构模型建造

1.1隔震原理

隔震原理设计中橡胶垫子的使用,是比较广泛的一种应用,隔震组件形成的隔震层的设计的水平高度和上面的连接刚性结构的设计相比较而言,是比较小的,因此隔震技术在隔震层的设计中拥有大于一般建筑结构的周期,因此不会形成共振现象,在隔震层中除了防止共振效应外,还有设置缓冲装置也就是阻尼器,这样通过阻尼器的使用减少隔震层的移动,能够实现有效地降低地震带来的损害,从而能够尽量减小地震对上层建筑的影响。

1.2基础隔震结构模型的建造计算

1.2.1单质点的模型

单质点模型的设计,只要是以建筑物的结构为刚性结构为前提,以隔震层作为一个整体,通过这样的假设来估算地震时地震对隔震层造成的反应。

1.2.2多质点的模型

多质点模型的设计,不是以建筑物的结构为刚性结构为前提,以隔震层作为一个整体,而是将隔震层作为建筑一体的第一层,然后上面结构分层次,通过这样的假设来估算地震时地震对隔震层以及分出的各层造成的反应来设计的模型。通过使用时程分析法等方法,对多质点模型进行分层次计算,对于地震过程中形成的各层次之间重叠,都作为各层次间的错动,通过这样的模型设计来进行基础隔震结构模型建造和基础隔震结构模型的建造计算。

2.多层建筑工程分析

2.1多层建筑工程概括

假设多层建筑为11层建筑物,建筑场地属于三类场地,地面以上是10层,再加上一层地下室,建筑物高度为34层,首层是4米,其他各层是3米,混凝土的强度为C25。

2.2隔震层的设计过程

2.2.1确定隔震层的位置

首选隔震位置是在建筑物的最底部,根基以下部分,隔震层的刚度中心必须与建筑物的结构中心底部相吻合。

2.2.2隔震层设计中隔震垫子的数量、大小以及位置

第一,隔震层应该设计在建筑物底部的根基基础下部,也就是承受力比较重的地方,在安排放置时一定要在每个地基的脊柱下面放置橡胶隔震垫,当地基上部基础结构比较跨度大时,可以设计放置多个橡胶隔震装置;第二,充分保证隔震垫可以达到对建筑物水平位移以及极限承载能力的要求;第三,隔震层设计有足够的竖向刚度,能够保证竖向承载力足够大,保证竖向的位移可以被有效控制在范围内。

2.3隔震层的平面设置以及结果分析

第一,隔震层的位置位于建筑物地基底部,采用的是橡胶叠加的隔震支架结构,因此根据以上隔震层的平面设置,选取控制因素进行分析,确定隔震层布置的合理性。

第二,利用时程分析法进行分析计算,确保隔震结构能够有效地将地震影响集中到隔震层里;同时隔震层在地震发生时水平位移和竖向位移都要保证在既定的范围内;通过上面多质点方法的分析,可以确定隔震层各层承受的压力大小以及控制压力在非隔震装置结构的30%以下;同时也要保证隔震装置中各隔震层的加速度以及层与层之间的剪力分别降到既定的范围之内。通过这样的方法计算和数据结果分析,有利于做好多层建筑在隔震层设计中的应用。

第三,建筑物的本体和基础地下如果被检测到含有地下水层时,一定要对建筑物基层建造时,可能出现的地下水喷射造成建筑物基层的损坏等后果进行数据计算,切实做好控制工作以及数据解释的合理性。比如可以在低于地下水水位的位置开挖基坑,应该要先进行渗透性和富水性试验,并且要对由人工降水可能引起的土体沉降和边坡失稳,从而影响周围建筑物稳定性的概率进行客观的评价。只有通过一系列合理的假设和数据分析,才能够真正的做好隔震技术在多层建筑中的应用,以及确保隔震设置能够达到应有的隔震效果。

总之,在我国,建筑隔震技术不断应有于建造市场中,并且广泛受到市场和人民的肯定,这是时展进步的产物。尽管建筑物建造属于常规建设,但是其隔震技术的完成过程却是需要克服很大的困难阻碍,是一项艰巨的任务,因此掌握好的建筑隔震技术是建筑物建造项目建设过程中的必备条件,其建造过程中离不开隔震技术的支持。只有做好隔震技术以及隔震结构的设计,才能够保证建筑物在遇到地震情况下的安全稳定,才能够保证建筑物的完整,因此必须严格把控对建筑隔震技术的管理。

3.隔震层的建造措施探讨

建筑物建造工程项目在我国尤其是城市发展过程中建造项目非常之多,,且隔震技术要求水平很高,隔震层设计的的优劣关系着对资源的有效利用,同时施工管理方法的有效性也对此产生巨大影响。因此,做好隔震层设计的技术水平、管理水平、安全措施等问题都成为建筑物建造工程项目建设中隔震层设计的突出问题。

3.1对于同一栋建筑物建造时,可以针对不同的建造位置采用不同型号的隔震垫子。

隔震层的设计目的就是为了抵御地震对建筑物可能造成的危害,因此以建筑物的稳固存在为目的建造。

3.2可以应用钢筋作为避雷线。

通过导线连接进入隔震层,降低地震时产生的强大电力对隔震层以及建筑物主体造成的伤害。

3.3.切实执行好橡胶隔震垫子的安装程序

只有真正地切实做好橡胶隔震垫子的安装过程,才能够保证隔震技术以及隔震效果的实现,在隔震工序施工结束后,一定要对隔震层上部结构和水平、竖直方向的障碍物距离做好检查工作。

3.4加强隔震装置施工运行管理

在建筑物隔震装置施工运行中,一定要做好其管理工作,保证运行过程的规范性和有效性,对于设备运行过程中设备、施工人员等都要做好管理,对于一些施工过程中出现的不良情况比如设备故障、施工人员马虎做事等一定要认真管理。对于隔震装置施工运行的资料数据的收集和保管、工人的操作、技术问题等都要认真对待,发现问题及早解决。

4.结束语

伴随着我国社会主义建设不断发展和完善,与此同时人民生活水平也不断提高,相应地房地产建造项目也不断增加。提高我国房地产建造项目建设过程中的各项施工技术非常必要,高层建筑隔震技术以及隔震装置安装等是目前多层建筑建造过程存在的很大问题,因此在建筑物建造时一定要做好隔震技术的监督管理工作,从选材、施工到维护一定要选用严格检测技术来检验,严格做好隔震层的设计和安装,以保证建筑物的安全稳固和地下室的正常使用。

参考文献:

[1]孙玉红,祁皑,王丽红.隔震技术在多层建筑中的应用[J].沈阳建筑大学学报(自然科学版),2005,21(06):667-670.

[2]谢飚.隔震技术在高层建筑中的应用[J].山西建筑,2004(14):42-43.

建筑隔震技术篇3

关键词:高层建筑;结构设计;隔震

建筑的诞生之初就被认为是技术与审美融合的产物。这就意味着一个好的建筑,它必经得起适用性、经济性与美观性这三重考验。而伴随着高层建筑在我国的迅速发展和建筑高度的不断增加,高层建筑的安全性,坚固耐用性亦成为人们所追求的目标。

一、高层建筑的结构与设计理念

现代的高层建筑变得越来越纤细,产生更大侧移的可能性比以往大体积的多层高楼要大。建筑愈高,自然界所产生的重力荷载、风荷载和地震荷载的影响愈大。正因为如此,抵消这些荷载的结构作用成为高层建筑设计的一个重要方面。高层建筑对侧向荷载的动力反应,可以通过改进结构系统以及选择有效建筑形式的措施加以控制。因此,高层建筑的形式在很大程度上和结构的有效性有关,这也就决定了建筑的经济性。建筑的结构性能可以定义为建筑承受荷载以及抵抗侧移的能力,同时也决定着建筑各体量的组成。

从表象层面看,建筑表现为空间方面的概念的形式是表现总体环境的。对于某个建筑物最初方案设计.建筑师考虑更多的是它的空间组成特点,而不是详细地确定它的具体结构。但是,关于空间形式的整体设想,也要求建筑师必须考虑建筑形式中有关荷载与抗力之间关系的某些准则.即结构概念。所以,在进行高层建筑设计时,建筑师的基本任务是;一方面要与结构工程师及其他工程技术人员协调合作,另一方面要根据建筑功能要求、建筑立意,场地情况、外力特征,施工条件及效率等因素,寻找出最经济、合理、美观的建筑方案。

二、房屋基础隔震技术的基本原理

房屋基础隔震技术的基本原理就是在房屋的上部结构同地基之间实现柔性连接,一般是在上下结构的中间增加水平刚度低且具有适当的隔震和增加结构系统的柔性,使上部结构得以同可能造成破坏的地面运动分离,以达到降低房屋上部结构的地震能量加速,且提高房屋对于地震的抵抗能力的目的。可以说基础隔震技术通过“以柔克刚”的方式使得房屋的抗震性能大大提高。当地震破坏程度较小时,“隔震装置的初始刚度足以使房屋屹立不动”,在遇到破坏性大的地震时这种设计就可以保持房屋的基本结构让房屋不至完全倒塌。

三、房屋基础隔震设计的优越性

1.抗震能力。基础隔震技术能让房屋的整体结构得到有效的保护,同时也因结构的震动得以保持在较为轻微的水品内而让房屋的内部设施。同时在地震时,应用了基础抗震设计的房屋能够保持上部结构的弹性工作状态的正常运作,这可以给某些重要的建筑物以可靠的保护。

2.节约成本。首先,房屋基础隔震可以有效的保护房屋内部的浮放设备,防止内部物品的破损,减少了受灾群众的经济损失和次生灾害的发生。其次,抗震措施简单明了,隔震设计仅考虑隔震装置,“这样就可以把设计、试验、制造的注意力集中到这些构件上”因此建筑结构的设计与施工得以简化。最后,地震后无需对隔震建筑进行过多的维修。

四、高层建筑结构设计的特殊性

1.水平荷载成为决定因素。一方面。因为楼房自重和楼面使用荷载在竖构件中所引起的轴力和弯矩的数值,仅与楼房高度的一次方成正比,而水平荷载对结构产生的倾覆力矩,以及由此在竖构件中引起的轴力,是与楼房高度的两次方成正比;另一方面,对某一定高度楼房来说,竖向荷载大体上是定值,而作为水平荷载的风荷载和地震作用,其数值是随结构动力特性的不同而有较大幅度的变化。

2.轴向变形不容忽视。高层建筑中,竖向荷载数值很大,能够在柱中引起较大的轴向变形,从而会对连续粱弯矩产生影响,造成连续梁中间支座处的负弯矩值减小,跨中正弯矩之和端支座负弯矩值增大,还会对预制构件的下料长度产生影响,要求根据轴向变形计算值,对下料长度进行调整。另外对构件剪力和侧移产生影响,与考虑构件竖向变形比较,会得出偏于不安全的结果。

3.侧移成为控制指标。与较低楼房不同,结构侧移已成为高楼结构设计中的关键因素。随着楼房高度的增加,水平荷载下结构的侧移变形迅速增大,因而结构在水平荷载作用下的侧移应被控制在某一限度之内。

4.结构延性是重要设计指标。相对于较低楼房而言,高楼结构更柔一些,在地震作用下的变形更大一些。为了使结构在进入塑性变形阶段后仍具有较强的变形能力,避免倒塌,特别需要在构造上采取恰当的措施,来保证结构具有足够的延性。

五、高层基础隔震系统组成

基础隔震建筑体系通过在建筑物的基础和上部结构之间设置隔震层,将建筑物分为上部结构、隔震层和下部结构3部分。地震能量经由下部分结构传到隔震层,大部分被隔震层的隔震装置吸收,仅有少部分传到上部结构,从而大大减轻地震作用,提高隔震建筑的安全性。经过人们不断的探索,如今基础隔震技术已经系统化、实用化,它包括摩擦滑移系统,叠层橡胶支座系统、摩擦摆系统等。目前工程最常用的是叠层像胶支座隔震系统。这种隔震系统.性能稳定可靠,采用专门的叠层橡胶支座作为隔震元件,该支座是由一层层的薄钢板和橡胶相互盛置,经过专门的硫化工艺粘合而成,其结构、配方、工艺需要特殊的设计,属于一种橡胶厚制品。目前常用的橡胶隔震支座有:天然橡胶支座、铅芯橡胶支座、高阻尼橡胶支座等。

六、房屋基础隔震设计的应用方法

1.现阶段常用的隔震装置有:加铅芯的多层橡胶支座、橡胶隔震支座、摩擦滑动层隔震装置、阻尼器。这些隔震装置都各有其优缺点,具体什么选择还得按照房屋的总体设计需要来,但总的来讲要想隔震装置在地震中发挥作用,保证房屋整体的抗震性能和安全性,就必须就有适当的阻尼及消能能力基础隔震装置必须具有一定的阻尼、消能能力和竖向承载能力。

2.基础设计要点。当我们进行抗震设计的基础设计时可以不考虑隔震产生的减震效果,只需按原设防烈度着手设计即可。

3.隔震层设计要点。隔震层能在地震中起到应有作用是设计的根本,因而就必须确保整体隔震结构得以协调工作,这样一来我们在将具有合适刚度的梁板体系安排在隔震结构的项部的同时要做到让该层隔震装置的两种负荷——永久、可变负荷的“竖向平均压应力限值不超过相关规范规定,且在罕遇地震下不出现拉应力。”还有一点需要我们注意,就是虽然在前面已经列出了防烈度的相应系数,但是考虑到在遇到竖向地震是隔震层的相对无力,在上部结构设计是我们有必要把水平向换算烈度提高。基础隔震设计不是单靠哪一个部分就能够完成的,要想使得隔震设计的性能得到良好的发挥,就必须保证设计的每个部分都不能脱节,要重视连接点的重要性,从全局出发着手设计。

建筑隔震技术篇4

关键词:高层建筑;结构设计;隔震体系;技术

建筑的诞生之初就被认为是技术与审美融合的产物。这就意味着一个好的建筑,它必经得起适用性、经济性与美观性这三重考验。而伴随着高层建筑在我国的迅速发展和建筑高度的不断增加,高层建筑的安全性,坚固耐用性亦成为人们所追求的目标。当今世界自然环境生态平衡被严重破坏,自然灾害不加发生,为了人们生活安定,家园和谐,我们专门对高层建筑的结构设计特点做了分析,并对高层基础隔震体系做了研究,为高层建筑抗震领域的研究提供的指导和帮助,以减少自然灾害对人类所造成的伤害。

一 高层建筑的结构与设计理念

现代的高层建筑变得越来越纤细,产生更大侧移的可能性比以往大体积的多层高楼要大。建筑愈高,自然界所产生的重力荷载、风荷载和地震荷载的影响愈大。正因为如此,抵消这些荷载的结构作用成为高层建筑设计的一个重要方面。高层建筑对侧向荷载的动力反应,可以通过改进结构系统以及选择有效建筑形式的措施加以控制。因此,高层建筑的形式在很大程度上和结构的有效性有关,这也就决定了建筑的经济性。建筑的结构性能可以定义为建筑承受荷载以及抵抗侧移的能力,同时也决定着建筑各体量的组成。

从表象层面看,建筑表现为空间方面的概念的形式是表现总体环境的。对于某个建筑物最初方案设计.建筑师考虑更多的是它的空间组成特点,而不是详细地确定它的具体结构。但是,关于空间形式的整体设想,也要求建筑师必须考虑建筑形式中有关荷载与抗力之间关系的某些准则.即结构概念。这包括以下几方面:一是所设想的空间形式应当固定在地面上。二是所设想的空间形式必须能抵抗水平风力作用的地震作用。所以,在进行高层建筑设计时,建筑师的基本任务是;一方面要与结构工程师及其他工程技术人员协调合作,另一方面要根据建筑功能要求、建筑立意,场地情况、外力特征,施工条件及效率等因素,寻找出最经济、合理、美观的建筑方案。

二 高层建筑结构设计的特殊性

(一)水平荷载成为决定因素。一方面。因为楼房自重和楼面使用荷载在竖构件中所引起的轴力和弯矩的数值,仅与楼房高度的一次方成正比,而水平荷载对结构产生的倾覆力矩,以及由此在竖构件中引起的轴力,是与楼房高度的两次方成正比;另一方面,对某一定高度楼房来说,竖向荷载大体上是定值,而作为水平荷载的风荷载和地震作用,其数值是随结构动力特性的不同而有较大幅度的变化。

(二)轴向变形不容忽视。高层建筑中,竖向荷载数值很大,能够在柱中引起较大的轴向变形,从而会对连续粱弯矩产生影响,造成连续梁中间支座处的负弯矩值减小,跨中正弯矩之和端支座负弯矩值增大,还会对预制构件的下料长度产生影响,要求根据轴向变形计算值,对下料长度进行调整。另外对构件剪力和侧移产生影响,与考虑构件竖向变形比较,会得出偏于不安全的结果。

(三)侧移成为控制指标。与较低楼房不同,结构侧移已成为高楼结构设计中的关键因素。随着楼房高度的增加,水平荷载下结构的侧移变形迅速增大,因而结构在水平荷载作用下的侧移应被控制在某一限度之内。

(四)结构延性是重要设计指标。相对于较低楼房而言,高楼结构更柔一些,在地震作用下的变形更大一些。为了使结构在进入塑性变形阶段后仍具有较强的变形能力,避免倒塌,特别需要在构造上采取恰当的措施,来保证结构具有足够的延性。

三 高层隔震体系的特殊性

高层、超高层陨震体系与常规的隔震体系相比,具有特殊性。首先对高层隔震建筑,上部结构不能满足刚体运动的假定,高振型反应分量的影响不能忽视,不能简单地以结构第一振型为主确定上部结构反应;二是由于高层、超高层结构的水平地震力产生的倾覆力矩比较大,在较大地震和强风作用下,隔震支座可能会有拉应力的出现,如何避免和控制隔震支座的拉应力是一个问题。三是高层、超高层的自振周期都比较长,所以必须进一步延长高层、超高层隔震建筑的基本周期,以达到更好的隔震效果。低弹性、大变形能力的隔震支座的开发和性能研究是在强震和强风作用下的各种分析,具有较高的研究价值和重大的工程意义。

四 高层基础隔震系统组成

基础隔震建筑体系通过在建筑物的基础和上部结构之间设置隔震层,将建筑物分为上部结构、隔震层和下部结构3部分。地震能量经由下部分结构传到隔震层,大部分被隔震层的隔震装置吸收,仅有少部分传到上部结构,从而大大减轻地震作用,提高隔震建筑的安全性。经过人们不断的探索,如今基础隔震技术已经系统化、实用化,它包括摩擦滑移系统,叠层橡胶支座系统、摩擦摆系统等。目前工程最常用的是叠层像胶支座隔震系统。这种隔震系统.性能稳定可靠,采用专门的叠层橡胶支座作为隔震元件,该支座是由一层层的薄钢板和橡胶相互盛置,经过专门的硫化工艺粘合而成,其结构、配方、工艺需要特殊的设计,属于一种橡胶厚制品。目前常用的橡胶隔震支座有:天然橡胶支座、铅芯橡胶支座、高阻尼橡胶支座等。

五 高层基础隔震技术原理

建筑隔震技术篇5

关键词:建筑物,设计,隔震,减震技术

中图分类号:tU2文献标识码:a

0引言

建筑结构设计中是否充分考虑抗震问题、是否合理的运用了相关的抗震措施是事关人民生命财产安全的重要问题,关于建筑物抗震问题的研究也有相当长的一段历史,从世界建筑设计领域和我国建筑设计领域来看,均取得了一定的成效,但是在我国连续发生四川汶川地震、玉树地震等地质灾害以后,人们更加注重建筑物的抗震设计。

一直以来,我们在建筑设计中有关抗震都是坚持了“小震不塌、大震能修”的原则,虽然设计方面在抗震方面也采取了很多措施,但是,由于各种原因,还是不可避免的出现了在地震中因为建筑结构方面的问题而给人们带来巨大损失的例子,分析原因,最主要的就是施工人员从思想上不够重视,存在侥幸心理,偷工减料,私自修改设计方案,没有真正将抗震措施落到实处。在这里,我们对建筑设计中抗震的基本类型、主要措施结合具体实践经验进行研究,以期和同仁交流学习。

1建筑设计的主要隔震措施

建筑物的抗震设计中,我们通常是对地基进行特殊处理、设置抗震装置、对建筑的上部结构进行防震设计,这几种措施通常是混合使用的,但是我们结合地震构造特点及建筑物本身结构,会有侧重的在关键部位设置隔震层,依据隔震层的位置不同我们把建筑物的隔震设计分为以下几种。

1.1建筑物地基采用特殊材料隔震

建筑物基础隔震,主要是对建筑物的基础部分进行特殊处理,削弱地震时的地震波,从而减少地震对建筑物的损害。传统上是在建筑物的基础部分交替铺上粘土和砂子,或者直接设置粘土或砂子垫层。

在中国建筑史上,曾经有人以糯米为原材料,在建筑物的基础部分设置垫层,减少地震对建筑物的损害。近年来,有关部门在这方面的研究已经取得了突破性进展,以沥青为原料研究出一种特殊材料,以此设置隔震层效果更好。

1.2建筑物基础设置隔震装置减震

这一种隔震措施主要是在建筑物的基础与上部建筑之间设置特殊装置,减少地震向上传递,最高可减少地震对建筑物传递能量的2/3,但是,这种措施的缺陷是不适用于高层建筑,因为在高层建筑设置这种装置会延长建筑结构自身的自振周期,起不到减小地震对建筑物损害的目的。

通常采用的办法有:摩擦滑移隔震、粘弹性隔震等几种,设置的装置有橡胶垫、混合隔震装置等。

1.3建筑物层间隔震措施

层间隔震这种方法主要适用于旧房改建,在施工方面具有简单、易操作的特点。与建筑物基础部分设置隔震装置的办法相比,层间隔震的效果不是非常明显,减震的效果可以达到1/10~3/10的范围。

这种方法主要是依靠设置在建筑结构各层间隔的减震装置吸收或者削弱地震能量,从而减小地震对建筑物的危害,设置的装置基本与基础隔震的相同。

1.4建筑物结构悬挂隔震

悬挂隔震是将建筑物的大部分或者整个结构悬挂起来,也就是我们通常所说的悬挂结构,这样,当地震来临时,地震的能量不会传递给悬挂起来的结构,从而达到减小地震损害的目的。这种隔震方式最常见于大型钢结构,大型钢结构总是采用钢结构悬挂体系,以此隔震。大型钢结构一般分为主框架和子框架,在悬挂体系中,子框架通过索链或者吊杆悬挂于主框架上,当地震来临时,主框架会随着地壳运动发生摇摆,但是,子框架和主框架之间是能够活动的索链和吊杆,地震的能量到达这个部位的时候就会削弱,不至于传递到子结构产生惯性力。

2建筑设计中常用的减震技术

以上我们所说的几种措施主要是对建筑结构本身的基础部分或者关键节点进行特殊设计,或者采用特殊材料,或者设计安装减震装置减少地震的能量向建筑物传递。我们这里所说的建筑物结构设计中常用的消能减震技术是借助建筑物意外的部件来增加建筑物的阻尼,消耗地震传递给建筑物结构的能量,避免建筑物因地震而受到损害。

用于减小地震对建筑物损坏、保护建筑物安全的装置和元件很多,通常都是各式各样的消能器和阻尼器,我们习惯上把这些装置分为滞回型和粘滞型两种。这种技术的使用非常广泛,主要有以下几种情况。

2.1新建建筑物的设计

随着人们安全意识的不断增强,建筑设计理念的不断更新,人们对建筑的减震、隔震设计越来越重视。我们在设计的时候,除了对建筑物的基础部分采用特殊处理之外,还可以借助消能减震装置或者元件削弱地震对建筑物的作用力,保护人们的生命财产安全。

2.2对建成建筑物的抗震加固

在对建筑物的地基或基础进行隔震设计时,我们一定要在建筑物没有动工以前按照隔震设计的措施,完成相应的工作。最迟也是在建筑物的施工过程当中,在建筑物的关键部位设置特殊的隔震装置。然而,建筑物建成以后,如果想对其进行抗震加固,就要采用增加阻尼的办法,在建筑物的结构上重新添加消能减震装置。

这些消能减震装置更适用于高层建筑、钢结构,从适用的部位来说,也是很广泛的,它不仅可以应用于建筑物的上部结构,也可用于建筑物的隔震夹层。

3其他减震措施

以上两部分所介绍的一些措施是我们在建筑物抗震设计方面重点考虑的,但是也有一些措施虽然不常用,但是却非常有用。在这里,我们重点介绍两种。

3.1建筑物走向设计抗震问题

众所周知,地震是由于地壳的运动而引起的,与地质结构有非常重要的关系。我们在建筑物选址的时候,应该充分考虑当地地质条件,分析当地地震的震向,让建筑物的走向与地震震向垂直,尽量避免两个走向平行。从刚刚发生的四川汶川地震和玉树地震的实际情况来看,与地震震向平行的建筑物的倒塌率更高,与之相反,与地震震向垂直的建筑物就不太容易倒塌。研究发现,与地震震向平行的建筑物,在地震发生时,随地震波运动的幅度更大,因此更容易倒塌。

3.2无粘结支撑体系减震问题

无粘结支撑体系是建筑物结构减震体系中最为机敏的一种,这种体系主要是通过科学设计,使内核钢和外包钢管之间无粘结且可形成能够自由滑移的一个层面,在地震发生时,通过内外钢之间的配合作用而消耗地震能量。但是,这种设计的弊端是在设计和有关部件的计算方面要求非常严格。在这个体系中,建筑物的重量主要由内钢来承担,外钢主要起到配合和辅助作用,还可以防止内钢弯曲变形。

4结语

建筑物的抗震问题是目前建筑设计界讨论比较多的话题之一,也是涉及到人类生命财产安全的重要问题,因此我们在对建筑物进行设计的时候,必须把建筑物的抗震问题放到非常重要的位置,并采取适当的措施,尽量避免地震对建筑物的损坏。

参考文献:

[1]郑建杨.建筑物结构抗震若干问题探讨[J].科技风,2010(6):33-40.

建筑隔震技术篇6

关键词:隔震技术;既有框架结构建筑;应用

abstract:Chinaisaseismicallyactivecountryintheworld,the1976tangshanearthquake,2008wenchuanearthquake,inyushuearthquakein2010,and2013ofya'anearthquake,topeople'slivesandpropertycausedseriousdamage.Somusttheisolationtechnologyinbuildingstructurereinforcementapplication.Hereinthispaper,theisolationtechnologyinboththeapplicationoftheframestructurebuildingreinforcementarediscussed.

Keywords:isolationtechnology;Boththeframestructurebuildings;application

中图分类号:tU352.1+2文献标识码:a文章编号:

为了能够对既有房屋的抗震能力进行有效的提高,必须要采用一定的加固措施,对其既有框架建筑进行加固处理。其中隔震技术就是在结构物基础和上部结构底部之间进行柔性隔震层的设置,以此来对地震的反应力进行降低。地震是属于一种具有非常大随机性和危害性的自然灾害,对人们的生命和生活带来了极大损害。在长期和地震对抗的过程中,人们对抗震经验进行不断总结,为抗震减灾寻找更加完善的补救措施。隔震技术以其投资少、施工快以及节能等的优点,在既有框架建筑加固中得到了广泛的使用。下面本文就对隔震技术在既有框架结构建筑加固中的应用进行探讨。

一、隔震技术发展现状

(1)隔震技术的发展

在20世纪初期日本对静力理论的提出到后来对结构体系的大大减小,进而逐渐形成一种柔性的抗震结构体系,后来又对工程建筑上部结构刚度的加大,减少工程建筑结构底层的柔性的抗震结构体系,最后发展到现在世界上普遍使用的延性结构建筑工程抗震体系。从传统的既有框架结构建筑加固隔震技术发展到现在,已经逐渐形成了一套相对比较完整的工程建筑防灾抗争体系,这种很多既有框架建筑中都是行之有效的。

(2)隔震技术在建筑加固中的应用现状

现阶段,我国在耗能减震和基础隔震技术方面的研究已经逐步走向成熟,而且已经发展到了推广应用与试点应用时期,而其它的在建筑工程中的减震控制技术到目前为止还处于理论研究和前期试验或者探索阶段。

二、隔震技术在既有框架结构建筑中的应用

(1)隔震技术在既有框架结构建筑加固中的使用原理

既有框架结构建筑加固中的隔震技术主要是在结构物基础和上部结构底部之间进行柔性隔震层的设置,在小地震或者风荷载作用时,建筑中的隔震层通常都会产生一定的刚度,而且不会发生任何位移情况,如果地震的发生比较强烈时,建筑中的隔震系统就会发生变形以及水平位移的情况,对地震所产生的能力进行大量的吸收,建筑物上部结构对其能力的吸收是比较有限的,这就使得地震的反应得以降低。基于建筑隔震层将基础顶面和结构物进行了分开,在对地震进行阻隔时,就会传递到建筑物上部,建筑工程隔震系统对结构周期进行了延长,避免了因为地震周期和工程建筑结构物自振周期向邻近而出现的共振情况,此外,对地震的阻隔也大大减弱了建筑结构工程的加速反应,建筑工程上部结构的地震加速反应的降低是古代传统建筑工程结构反应的1/5-1/13,此外,因为既有框架结构建筑加固中的隔震装置的刚度比上部结构的装置要小得多,因此,建筑工程上部结构中,在发生地震时的水平变形由原来的结构晃动放大型发展到后来的整体平动型。隔震技术上的进步使用一方面能够保证建筑工程结构的安全性,另一方面,也很好的保护了建筑内部的贵重仪器、设备以及室内装饰,保证了人们的生命财产和工程建筑的结构在地震发生后的安全和正常使用。

(2)隔震技术的设计流程和内容

在进行隔震技术使用的时候,一定要详细对建筑现状进行检测和调查,对其进行隔震分析和施工顶撑设计,同时还要对不同的节点进行精细的计算,其设计流程为:对检测报告和原设计图进行分析-选择隔震方案-进行力学计算-进行专业隔震分析-进行隔震力学设计-对各节点设计进行优化-进行施工图审查-完善施工图-设计施工顶撑-施工现场进行指导-对特殊情况进行处理。其内容主要包括4部分,分别是隔震层设计、顶撑设计以及上下部结构改造设计。其中隔震层设计需要对确定隔震层位置、验算支柱承载力和变形力、选择制作布置和型式以及选择隔震缝构造等;顶撑设计需要对钢支撑的力学进行计算,对建筑支撑梁、钢管顶梁方式等均需要进行多次试验,确保其合理;上下部结构改造设计则主要是要对隔震支座新增楼板和对地震作用和抗震进行验算。

三、案例分析

(1)工程概况

彝良县洛泽河镇毛坪中学建设项目:受9.7地震影响,原来校舍部份不能使用,因此必须建设新建筑。其中初设建筑有宿舍楼、食堂及两个厕所,其中宿舍楼建筑面积:4266.16平方米,本次拟建总建筑面积为6690.09平方米。仅学生的宿舍楼进行了隔震设计。

(2)隔震设计

本工程隔震设计在基础与上部结构之间设置由橡胶隔震支座和阻尼装置等部件组成的具有整体复位功能的隔震层,以延长整个结构体系的自振周期,减少输入上部结构的水平地震作用,达到预期防震要求。设置橡胶隔震垫后,经计算分析,构件断面尺寸能较好满足上部建筑功能的要求。将隔震垫设置于-1.500~0.000标高段,设置专门的检修层,方便今后隔震垫的更换,隔震垫以下下支墩按罕遇地震作用进行设计。其中学生宿舍隔震设计采用pKpm系列的程序Satwe进行分析,其各项数据如表1所示。

表1学生宿舍隔震设计各项数据

从周期分析,结构扭转为主的第一自振周期与平动为主的第一自振周期之比小于0.9,说明结构具有足够的抗扭刚度;从地震作用下位移角分析,结构的层间位移角均小于1/550,保证在多遇地震作用下结构主体不受破坏,非结构构件不会严重破坏导致人员伤亡,保证建筑的正常使用功能;从剪重比分析,上部结构多数楼层的剪重比大于等于2.11%,以有效保证地震能量中长周期成分不对结构产生反应谱分析不能估计的破坏;从轴压比分析,所有框架柱的轴压比均满足规范要求,从而保证框架柱在地震作用下的延性要求;从结构的空间振动图形分析,结构的前三个振型分别为X方向、Y方向及扭转方向,结构的动力特性具有良好的抗震性能。

总结

隔震技术在既有框架结构建筑加固中广泛而成熟的使用与推广,标志着人类已经过上了确保发生地震时房屋完全时代,为人类地震灾害的减轻找到了一条更安全、更合理的新抗震途径,此外,隔震技术也被广泛应用到了生命线工程、防灾指挥中心、救护中心、避难中心、民用建筑以及量大面广的现代化工业中,对防震减灾工作有非常重要的影响。

参考文献:

[1]张宇,金峤,周晶,基于性能的既有砌体结构隔震加固研究[J],工程抗震与加固改造,2010(6):359-361

[2]张亚英,甄进平,隔震技术在既有框架结构加固中的应用[J],工程抗震与加固改造,2012(4):164-165

[3]周德源,张辉,施卫星,余楠.建筑结构抗震技术[m].北京,化学工业出版社,2009(45):159-160.

[4]邓耀聪,隔震技术在既有框架结构加固中的应用探讨[J],世界华商经济年鉴·城乡建设,2013(3):591-592

建筑隔震技术篇7

地震是由于地面的运动,使地面上原来处于静止的建筑物受到动力作用而产生强迫振动,因而在结构中产生内力、变形和位移。经过简化后模型的动力学分析,即一次次的震害分析进行修正、补充,得到一些建筑物在地震作用下的反应机理及破坏形式,提出了一些建筑物抗争的计算方法及设计的基本原则。这些在实际应用中得到了很不错的效果。

1、概念设计的一些原则

1)总体屈服机制。例如强柱弱梁。

2)刚度与延性均衡。砌体结构中为提高延性设构造柱与圈梁,形成一个较弱的框架。

3)强度均匀。结构在平面和立面上的承载力均匀。

4)多道抗震防线。

5)强节点设计。

6)避开场地卓越周期区。

2、在此基础上作结构地震反应分析,其分析方法主要有:①地震荷载法;②振型分解法;③动力时程分析法。现在还发展了push-over法、能力谱等方法。抗震设防目标也从单一的、基于生命安全的性态标准发展到基于各种性态,强调“个性”设计的设计理念。

3、传统抗震方法的缺点与不足传统抗震结构主要利用主体结构构件屈服后的塑性变形能和滞回耗能来耗散地震能量,这使得这些区域的耗能性能变得特别重要,而一旦由于某些因素导致这些区域产生问题,将严重影响到结构的抗震性能,产生严重破坏,由于破坏部位位于主要结构构件,其修复是很难进行的。

由于传统抗震结构是以防止结构倒塌为目标,其抗震性能在很大程度上依赖于结构(构件)的延性,以往的许多研究也注重于提高结构(构件)的延性方面,却忽略了对结构损伤程度的控制。

4、传统的抗震方法在提高结构性能方面有较多困难。

传统抗震结构的耗能能力主要依赖于主体结构的延性。既要求主体结构强度高,又要求延性好,很难实现。

1)框架结构许多研究者推荐强柱弱梁体系作为最合适的抗震框架体系。该体系可将地震输入能量分散在结构的许多部位耗散掉,甚至可以控制塑性铰出现的顺序与部位,延性对于使建筑物在罕遇地震中保存下来固然很重要,但这些预期的塑性铰区在中等程度的地震中也会产生,延性也同时应被看作是一种“破坏”。后期修复费用也很高。

2)剪力墙结构剪力墙结构体系具有抗侧刚度大,在水平地震作用下的侧移小,其总的水平地震作用也大等特点,常见的震害一般来说为墙面的斜向裂缝或是底部楼层的水平施工缝发生水平错动,当底部屈服后,剪力墙的抗侧作用就很小,且剪力墙的耗能也基本集中与底部塑性铰区域,上部墙体对抵御强震无显著作用。而且剪力墙要承担一定的竖向荷载,因此底部的破坏也十分难修复。

3)框架-剪力墙结构从抗震概念设计来说,框架-剪力墙结构具有了多道抗震防线。有框架和墙体组成的抗震结构中,框架的刚度小,承担的地震作用力小,而弹性极限变形值和延性却较小。整个结构在地震作用下,墙体很快超过自身的较小弹性极限变形,出现裂缝,水平承载力下降,此时框架尚未充分发挥自身的水平抗力;墙体开裂后,框架承担的地震力增大,同时由于结构刚度的变化,地震作用效应也发生了变化。但无论是剪力墙还是框架,都是主体结构的一部分,损伤坏后的修复工作都是比较困难的,而且花费也不小。

二、减振、隔震和振动控制的现状鉴于上述传统抗震方法的缺点与不足,并在全部了解地震引起结构震动的全过程。

由震源产生地震动,通过传播途径传递到结构上,从而引起结构的震动反应。通过在不同阶段采取震动方法控制措施,就成为不同的积极抗震方法。大致包括以下四点:

①震源消震消震是通过减弱震源震动强度达到减小结构震动的方法,由于地震源难以确定,且其规模宏大,目前还没有有效可行的措施将震源强度减弱到预定的水平。

②传播途径隔震隔震是通过某种装置将地震与结构隔开,其作用是减弱和改变地震动时结构作用的强度和方式,以此达到减少结构震动的目的。隔震方法主要有基底隔震和悬挂隔震两种。

③结构被动减震被动减震是通过采取一定的措施或附加子结构吸收和消耗地震传递给主结构的能量,达到减小结构震动的目的。被动减震方法有耗能减震,冲击减震和吸震减震。

④反应主动减震主动减震是根据结构的地震反应,通过地震系统地执行机,主动给结构施加控制力,达到减小结构震动的目的。

结构隔震、减震方法的研究和应用开始于60年代,70年代以来发展速度很快。这种积极的结构抗震方法与传统的消极抗震方法相比,有以下优点:

①能大大减小结构所收得的地震作用,从而可减低结构造价,提高结构抗争的可靠度。此外,隔震方法能够较准确地控制传到结构上的最大地震力,从而克服了设计结构构件时难以准确确定载荷的困难。

②能大大减小结构在地震作用下的变形,保证非结构构件不受地震破坏,从而减少震后维修费用,对于典型的现代化建筑,非结构构件(如玻璃幕墙,饰面,公用设施等)的造价甚至占整个房屋总造价的80%以上。

③隔震、减震装置即使震后产生较大的永久变形或损坏,其复位、更换、维修结构构件方便、经济。

④用于高技术精密加工设备、核工业设备等的结构物,只能用隔震、减震的方法满足严格的抗震要求。

(一)、隔震

1、基地隔震

1)夹层橡胶垫隔震装置用于隔震装置的橡胶垫块,可用天然橡胶,也可用人工合成橡胶(氯丁胶)。为提高垫块的垂直承载力和竖向刚度,橡胶垫块一般由橡胶片与薄铜板叠合而成。

2)铅芯橡胶支座这样就使支座具有足够的初始刚度,在风荷来和制动力等常见载荷作用下保持具有足够的刚度,以满足正常使用要求,但强地震发生时,装置柔性滑动,体系进入消能状态。

3)滚珠(或滚轴)隔震有自复位能力的;有加铜拉杆风稳定装置;横向油压千斤顶位的。另外,还有加消能装置的,消能装置有软消能杆剪,铅挤压消能器,油阻尼器,光阻尼器等。

4)悬挂基础隔震

5)摇摆支座隔震同原理还有踏步式隔震制作,用于细高的结构物,如烟囟、桥墩、柜体筒体建筑物等。

6)滑动支座隔震上部结构与基础之间设置相互滑动的滑板。风载、制动力或小震时,静摩擦力使结构固结于基础上;大震时;

结构水平滑动,减小地震作用,并以其摩擦阻尼消耗地震能源。

为控制滑板间的摩擦力,使之满足隔震要求;在滑板间可以加设滑层。目前常用的滑层有:涂层滑层(聚氯乙烯)、粉粒滑层(铅粒、沙粒、滑石、石墨等)。

2、悬挂隔震悬挂隔震使将结构的全部或大部分质量悬挂起来,是地震动传递不到主体质量上,产生较小的惯性力,从而起到隔震作用。悬挂结构在桥梁、火电厂锅炉架等方面有大量应用。著名的43层香港汇丰银行新大楼采用的就是悬挂结构。

悬挂结构悬杆受力较大,须采用高强钢,而高强钢忍性差,在竖向地震作用时易拉断。为减小竖向地震作用,可在吊点设减震弹簧,并配合使用阻尼器。

3、隔震应用的注意事项:

1)隔震实际上会使原有结构的固有周期演唱,在下列情况下不宜采用隔震设计:

①基础土层不稳定;

②下部结构变性大,原有结构的固有周期比较长;

③位于软弱场地,延长周期可能引起共振;

④制作中出现负反力;

2)隔震装置必须具有足够的初始刚度,这样能满足正常使用要求。当强震发生时,装置柔性消震,体系进入消能状态。

3)隔震装置能使结构在基础面上柔性滑动,在地震来时这样必然会产生很大的位移。为减低结构的位移反应,隔震装置应提供较大的阻尼,具有较大的消能能力。

4、隔震体系的优点:

1)明显有效地减轻结构的地震反应。从振动台地震模拟试验结果及美国,日本建造的隔整结构在地震中的强震记录得知,隔振体系的结构加速度反应只相当于传统结构(基础固定)加速度反应的1/3——1/10.这种减震效果是一般传统抗震结构所望尘莫及的。从而能非常有效地保护结构物或内部设备在强地震冲击下免遭任何毁坏。

2)确保安全。在地面剧烈震动时,上部结构仍能处于正常的弹性工作状态。这既适用于一般民用建筑结构,确保居民在强地震中的绝对安全,也适用于某些重要结构物和重要设备。

3)减低房屋造价。从汕头,广州,西昌等地建造隔震房屋得知,多层隔震房屋比传统多层隔震房屋节省房屋土建造价:7度区节省3——6%,8度区节省8——14%,9度区节省15——20%.并且安全度大大提高。

建筑隔震技术篇8

关键词:建筑隔震加固技术对比

0引言

由于以往社会经济水平的限制及规范法规的不完善,存在着大量未考虑抗震设防、或虽考虑抗震设防但抗震设防目标比较低以及抗震功能性考虑欠周的建筑。为确保这些建筑的安全使用、发挥应有的建筑功能,需要对其进行抗震鉴定与加固。另外,许多历史建筑、宗教建筑、有重要意义的建筑等也需在不破坏原有建筑风貌的基础上进行抗震加固。因此,能否充分利用原有结构,对其实施加固改造,并以较少的投资、较短的工期达到业主所期望的建筑物的某种性能水准,已成为结构工程领域又一迫切需要解决的问题[1,2]。本文就建筑物抗震加固技术方法进行分析,重点对于隔震加固方法对比传统抗震加固方法的有点进行分析,指出隔震加固方法更为适合现代建筑抗震设计。

1传统抗震加固方法

传统的加固方法随着科学技术的发展,以及对地震机制和结构破坏机理的研究认识越来越深入,不断取得新的发展。常见的工程加固原因有:①已有建筑物的耐久性,使用不当,管理不当,年久失修,结构有损伤破坏,不能满足目前使用要求或安全度不足时;②由于灾害性事件(如地震、水灾、火灾、风灾和爆炸等)的影响,结构产生开裂和破坏时;③当对建筑物进行改建、扩建、加层,或装修中需要对结构构建不止有所改变而影响原结构受力体系时;④由于设计和施工的原因导致建筑物出现质量问题时;⑤由于业主对结构的性能目标要求的提高,希望通过加固方式来提高结构的性能水准;⑥历史性建筑和有重大意义的建筑,在保护结构原有面貌的前提下提高结构的抗震承载力。根据结构的形式、使用情况和实际鉴定结果,工程人员总结出了以下几种常用的抗震加固方法:

1.1砖砌体的混凝土板墙加固法。混凝土板墙加固类似于钢筋网水泥面层加固,具有较大的灵活性。首先,可根据结构综合抗震能力指数提高程度的不等增设不同数量的混凝土板墙。板墙可设置为单面或双面,甚至可在楼梯间部位设置封闭的板墙,形成混凝土筒。其次,采用混凝土板墙加固时,可根据业主的意图采用“内加固”或“外加固”方案。采用混凝土板墙加固可更好地提高砖墙的承载能力,控制墙体裂缝的开展。

1.2增设抗震墙加固法。该方法是目前对钢筋混凝土结构和劲性钢筋混凝土结构的建筑物进行抗震加固的最基本的方法,为增加抗震墙,既有建筑物中大致可通过三种方式形成抗震墙:①在柱与梁构成框架的空间内增设抗震墙;②将已有的墙体加固成抗震墙;③通过封堵墙体上的开洞形成抗震墙。此法利用新增的抗震墙来承担主要的地震作用,减小结构的变形。

1.3框架柱的加固方法。当结构受建筑使用功能的限制,无法采用抗震墙加固时,这时可采用对原结构框架柱进行加固,通过加固可提高原构件的承载力,改善构件的延性,可使“强梁弱柱”体系改变为“强柱弱梁”体系,从而达到抗震加固的目的。加固柱子的施工方法根据加固目的的不同可分为提高强度的施工方法、提高延性的施工方法和使结构刚度趋于均匀的施工方法等。

1.4增设支撑加固法。在钢筋混凝土结构和钢结构等各种结构的柱和梁构成框架的空间内,通过增设支撑进行抗震加固,其施工方法的优点是重量较轻,工期较短,可确保结构的强度和延性。在建筑的框架中增设支撑施工的同时,房屋的内部还能照常使用,但如果采用钢支撑,则由于其通常都是按受拉杆件设计,在往复地震作用下容易产生屈曲破坏,且耗能能力有限,震后需要替换。

1.5设置外部框架加固法。在建筑物的新增设高强度、高刚度的扶垛和空间框架,并与已有建筑的主体结构连接,可保证已有建筑物的必要支撑力和延性。该法适用于中、低层建筑,前提条件是建筑物四周必须有足够的空地用来设置外部框架。这种方法还适用于对建筑物的改、扩建工程。

2隔震加固方法发展

隔震技术能够减小结构的水平地震作用,已被理论和国外强震记录所证实。国内外的大量试验和工程经验表明:隔震一般可使结构的水平地震作用降低60%[1]左右,从而消除或有效地减轻结构和非结构的地震破坏,提高建筑物及其内部设施、人员在地震时的安全性,增强震后建筑物继续使用的能力。随着隔震技术在新建建筑中的应用技术不断成熟和完善,研究人员把隔震技术用到对既有建筑的抗震修复与补强上。其思路是在充分利用已有结构的抗震能力的基础上,在需加固结构的下部或层间部位设置隔震装置,以隔离和吸收地震能量向加固结构传递,减小结构的地震反应,提高结构的抗震性能。隔震加固的形式分为基础隔震加固和层间隔震加固。

近年来,越来越多国家开展了隔震技术的研究,纵观世界隔震技术的发展,可以看出近年来隔震技术有如下特点:①隔震技术的应用范围越来越广,数量越来越多。早期主要应用于核电站等重要建筑,近年来已在各种民用建筑中得到广泛应用。②隔震建筑的结构形式日趋多样化,已从早期主要应用于砌体结构、混凝土结构发展到钢结构、组合结构等。③隔震设计规程日趋完善。美国、日本、新西兰和意大利四个国家已颁布了建筑隔震设计规程。我国也在2001年编制的《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)[3]中增加了“隔震和消能减震设计”的内容,同时还编制了《叠层橡胶支座隔震技术规程》(GeCS126:2001)。

建筑隔震技术篇9

关键词:建筑结构设计隔震消能减震

近几年,地震在整个世界范围内频繁的发生,给人类带来了巨大的灾难。地震的规模和破坏程度都很大,给人类的生命和财产造成巨大的损害。所以我们必须要对此进行总结,我们的房屋到底能承受几级地震的侵袭。对震后的重建工作,我们要考虑房屋的抗震能力。传统的建设方式都是以刚治刚,所以在设计中采用了大量的材料而且留有很多的余地,但是这种设计并没有得到好的效果。但是现在出现了全新的技术,即以柔克刚,建筑隔震技术成为抗震技术的最新技术,为提高建筑抗震能力做了巨大的贡献。

1、建筑结构的主要隔震措施

建筑物的抗震措施是非常多的,如对地基进行特殊处理、设置抗震装置、对建筑的上部结构进行防震设计等等,每一种装置和方法都是工程人员在实践中不断摸索总结出来的,一般情况下为了达到更好的抗震防震效果,在工程中这几种措施通常是混合使用的。虽然一项工程可能涉及到许多种防震装置的使用,但是工程中最常用的方法还是隔震层的设置,工程中我们根据建筑物的特点和建筑区域的地震特点选择不同的隔震层配合施工,下面我们根据隔震层的位置的不同,对其进行分类,并做简单介绍:

1.1建筑物地基采用特殊材料隔震

地基是建筑物与地震接触的最直接的地带,也是地震的最直接作用区,所以对于地基的隔震设置是达到效果的最直接快速的手段。所谓建筑物地基隔震,主要是对建筑物的基础部分进行特殊处理,通过铺设的垫层来削弱地震时的地震波,从而减少地震对建筑物的损害,这种方法是一种历史最悠久的隔震方法,原理在于使地震的力量经过中介被消耗和削弱,达到保护建筑物的目的。传统的施工工艺是在建筑物的基础部分交替铺上粘土和砂子,或者直接设置粘土或砂子垫层。在中国建筑史上,曾经有人以糯米为原材料,在建筑物的基础部分设置垫层,减少地震对建筑物的损害,虽然这种方法现在看起来非常荒谬,但是对于当时的建筑技术来说,这种方法无疑是一种创新,且研发者认识到了垫层材料的选择要具有相当程度的粘着性,无论如何,这种精神是值得我们建筑工作者学习的。随着科学技术的发展,近年来,国际上的科研人员和专家在这方面的研究已经取得了突破性进展,经过反复的试验和研究他们发现,以沥青为原料研究出的一种特殊材料设置的隔震层效果最好,所以这种材料将广泛的应用在以后的建筑物的隔震层中。

1.2建筑物基础设置隔震装置减震

这一种隔震措施主要是在建筑物的基础与上部建筑之间设置特殊装置,它与地基隔震的最主要区别就在于隔震层的位置的变化,这种隔震层位置的改变可以减少地震向上传递,最高可减少地震对建筑物传递能量的2/3,这种隔震装置是一种非常传统的防震方法,因其历史悠久且效果优良,所以直到今天,仍被许多工程沿用。但是,这种措施的缺陷是不适用于高层建筑,因为在高层建筑设置这种装置会延长建筑结构自身的自振周期,起不到减小地震对建筑物损害的目的,反而增加了建筑物的自重,对隔震造成不利的影响。在进行建筑基础的隔震装置的设置时,通常采用的办法有:摩擦滑移隔震、粘弹性隔震等几种,设置的装置也比较灵活,不局限于建筑材料,其他材料有橡胶垫、混合隔震装置等也可用于做隔震层,可根据建筑物的具体情况进行选择。

1.3建筑物结构悬挂隔震

悬挂隔震是将建筑物的大部分或者整个结构悬挂起来,也就是我们通常所说的悬挂结构,这样,当地震来临时,地震的能量不会传递给悬挂起来的结构,从而达到减小地震损害的目的。这种隔震方式最常见于大型钢结构,大型钢结构总是采用钢结构悬挂体系,以此隔震。这种结构对于设计师的设计要求比较高,因为要将结构的主体框架和子框架的结合做到完美的结合,才能保证在地震来临时,子结构不受干扰。因为它的作用原理是,当地震来临时,主框架会随着地壳运动发生摇摆,但是,子框架和主框架之间是能够活动的索链和吊杆,地震的能量到达这个部位的时候就会削弱,不至于传递到子结构产生惯性力,这种结构的优点是防震效果好,可以有效的阻断地震力对于建筑物的伤害,但是缺点是工程造价高,一般的住宅建筑不宜使用,因为大量的钢结构会大大增加建筑的成本。

2、建筑结构设计中常用的减震技术

以上我们所说的几种措施主要是对建筑结构本身的基础部分或者关键节点进行特殊设计,或者采用特殊材料,或者设计安装减震装置减少地震的能量向建筑物传递。我们这里所说的建筑物结构设计中常用的消能减震技术是借助建筑物意外的部件来增加建筑物的阻尼,消耗地震传递给建筑物结构的能量,避免建筑物因地震而受到损害。用于减小地震对建筑物损坏、保护建筑物安全的装置和元件很多,通常都是各式各样的消能器和阻尼器,我们习惯上把这些装置分为滞回型和粘滞型两种。这种技术的使用非常广泛,主要有以下几种情况。

2.1新建建筑物的结构设计

随着人们安全意识的不断增强,建筑结构设计理念的不断更新,人们对建筑结构的减震、隔震设计越来越重视。我们在设计的时候,除了对建筑物的基础部分采用特殊处理之外,还可以借助消能减震装置或者元件削弱地震对建筑物的作用力,保护人们的生命财产安全,这些减震装置和元件是为一些建筑工程的后期防震工作的加强而研发的,也就是可以在施工后期对建筑物的防震功能进行一定的弥补,但是其作用往往较隔震层要差一些。

2.2对建成建筑物的抗震加固

在对建筑物的地基或基础进行隔震设计时,我们一定要在建筑物没有动工以前按照隔震设计的措施,完成相应的工作。最迟也是在建筑物的施工过程当中,在建筑物的关键部位设置特殊的隔震装置,否则就达不到隔震的效果。一旦建筑物建成以后,如果想对其进行抗震加固,就要采用增加阻尼的办法,在建筑物的结构上重新添加消能减震装置,这样的话不仅会增加施工成本,导致工程造价的增加,还给施工造成了不便,因为增加阻尼的施工程序要较隔震层的施工复杂的多。

3、结束语

建筑物的抗震减震功能直接关系到建筑物抗击地震的能力和保护人们财产和生命健康的能力,所以,是施工中必须要重视的重点问题之一。而做好建筑物隔震和减震工作的最佳施工环节就是建筑物的结构设计环节,所以本文中笔者从几个方面举了一些可以优化建筑物隔震减震设计的措施,希望能为工程建筑提供一些有效的意见和建议,当然文中仍有许多不足之处,还望业内同仁批评指正。

参考文献

[1]江华.建筑工程造价在建筑结构设计中的应用[J].科技风,2010(10)

[2]杨华.高层建筑结构中的基础隔震技术[J].今日科苑,2009(10)

建筑隔震技术篇10

【关键词】房屋结构;抗震技术;建筑

中图分类号:tU99文献标识码:a

目前,多数房屋相对于技术配备方面而言,更注重的是内部的装饰,对于房屋安全性的重视度还不够高,一旦发生地震等地质灾害,将会给居民带来严重的生命、财产损失。为了保护建筑物,尽可能避免人员伤亡,我们应该加大力度研究房屋的抗震技术。我国地震灾害频发,每年都出现大量因地震灾害坍塌的房屋,给居民的生命、财产安全造成了严重危害。所以,在房屋的设计阶段就应该采用抗震技术,科学的设计很大程度上能够避免地震带来的损害。

一.抗震技术概述

(一)抗震技术的意义

地震是一种较为普遍的地质灾害,它的特点是难以预测,破坏力大,极易对房屋建筑造成世严重损害。

我国地震灾害频发,在经历了近几年的地震、特别是2008年汶川地震的惨痛教训后,既积累了一定的经验,在挽回地震造成的损失中取得了较大的进步,也相应地对抗震设防标准、抗震技术都有了更高标准的要求,对居民房屋的抗震性尤为重视。目前仍有大量房屋地震后出现严重破损的现象,因此,在房屋设计中一定要遵循保护居民生命财产安全的原则,运用抗震技术完善房屋的质量。

(二)抗震技术的原理

地震的破坏力源自地壳内部的能量,并通过横波和纵波向四周传递,建筑物受到能量波的带动,产生剧烈震动,对内部结构产生严重的破坏。在地震中,建筑物的振幅受本身阻力影响,阻力的大小和振幅大小呈负相关,即阻力越小,建筑物对地震产生的能量的抵消值就越小,建筑物振幅就越大,对建筑物的损毁程度也就越大。因此,抗震技术的原理就是增加建筑物的阻力,进而减小建筑物在地震中的振幅,降低地震对建筑屋的损害。

(三)抗震技术的标准

1.甲类建筑

即重大工程建筑,或可能在地震中出现严重损害的建筑。甲类建筑在结构设计中,抗震设防烈度必须高于本地区要求指数。

2.乙类建筑

此类建筑的结构设计中,应结合本地具体情况进行抗震设计,如果建筑物规模较小,可以采用抗震性能更优的结构,抗震措施只需依照当地抗震防烈度要求即可。

3.丙类建筑

对本类建筑的抗震措施要求为:只要满足本地区的抗震防烈度要求即可。

4.丁类建筑

此类建筑的抗震措施可以略低于本地区的抗震设防烈度要求,抗震设防烈度是6度的情况下不再降低。

二.房屋结构设计中抗震技术的应用

(一)房屋结构设计中的抗震措施

在房屋结构设计中,一定要考虑到地质条件、建筑物本身的基础结构、材料、地理位置等,结合建筑类型和抗震设计标准,有针对性地进行双重抗震设计,运用有效的抗震技巧,全面提升建筑物在可能发生的地质灾害中的稳定性,确保建筑物的稳固。

(二)房屋结构设计中的建材选择

建筑材料是建筑结构设计中最重要的承重原料,抗震结构对建材的塑性、刚度都有较高要求。在运用建材的过程中,要以保证建筑物的稳定性为目标,参照当地地震史,并经过科学的理论分析,选用最合适的建材。通常在不影响建筑物的结构和使用效果的情况下,应选用质量小的材料,因为在地震中,此类材料相比之下破坏力低,不易造成人员伤亡。

例如,在我国东北,建筑物经常使用钢筋混凝土作为主要材料,大型建筑物还会运用伸缩缝的方法,这样不但保证了建筑结构的完整性,还能很程度上防御地震的破坏。

(三)房屋结构设计中的隔震措施

设计者应考虑到建筑物的规模、所处地理环境进行抗震结构设计,并科学地安排建筑物的抗震位置、抗震装置,在关键位置构架起用以减消地震冲击的隔震层。隔震层根据其位置的不同,可以分为地基隔震隔震措施、基础隔震措施、间隔隔震措施与悬挂隔震措施这四类。

所谓地基隔震,指的是在土层、建筑物基础的底部相连位置设置一个缓冲层,在地震波传导过来时,发挥其吸收、反射的作用,减消一部分地震能量,从而实现降低地震对建筑物的破坏的目的。目前在我国地基隔震层普遍采用沥青作为原料,在今后的发展中,隔震层的材料也会得到创新,减震效果也将更好。

建筑物的基础承载着整个建筑物,基础结构的建设在建筑物的抗震设计中是非常重要的,其技术要求也相对偏高。具体是指在建筑物的基础和上部结构的连接处设置隔震层,防止地震波向上传导,减小地震对上部结构的破坏力。基础隔震一般采用多层建筑施工,设置夹层橡胶隔震、混合隔震和基底滑移等几类隔震装置。

间层隔震的作用是吸收、并且再次消减冲击余力,可以在原来的结构层的基础上装置隔震层,这种隔震措施施工简单,在早期建筑中应用得非常广泛。

悬挂隔震措施,顾名思义,就是将建筑物或其某一部分采取悬挂的方式进行隔震,这是一种普遍应用于大型钢结构建筑的有效抗震措施。地震过程中,悬挂结构虽然也会受到地震波的影响,但由于缺少介质,这种影响会大幅度减少,把地震破坏力的传导范围控制到最小。这种隔震措施目前已经开始被应用于钢结构建筑,并取得了良好的抗震效果。

(四)房屋结构设计中的机敏减震

机敏减震运用了活塞运动原理,让建筑物在地震发生时,通过内外钢在滑动层面上的不断滑动,起到减小地震破坏力、控制地震波传导的作用。

(五)房屋结构设计中的效能减震

效能减震的原理采用阻尼器、效能器对地震力进行主动消耗和吸收,从而减少地震对建筑主体的破坏,确保建筑主体安全。这种减震技术目前应用也很广,在,新、旧建筑物抗震加固中均能起到很好的抗震作用。