建筑结构隔震技术现状及其实践探讨

建筑结构隔震技术现状及其实践探讨

赵改改

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杭州钱运置业有限公司浙江杭州310000

摘要：近些年以来，建筑结构技术整体上有了显著的提高，尤其是其中涉及到的隔震技术。通过运用适宜的建筑隔震技术，从源头入手来减轻建筑物遭受因地震带来的破坏，进而减弱其它更多的次生灾害，为居民人身财产及社会安全提供了更多的保障。文章结合当前现状，全方位探析设计及其他有关部门针对建筑隔震技术采用的相应措施，将其隔震技术全面有效的运用于现阶段建筑结构设计与施工中，并进一步给出可行的改进举措。

关键词：建筑结构；隔震技术；现状；实践

建筑隔震技术是在建筑物基础或下部与上部结构之间设置隔震器、阻尼装置等组成的隔震层。近些年以来，隔震技术已经被灵活运用于当前的建筑领域，其中包含多种多样的建筑物类别。在具体工程项目中，灵活运用隔震技术的侧重点应当落实于选取合理的抗震系数、设置隔震支座以及加固已有建筑物[1]。针对不同种类的建筑物来讲，与之有关的隔震技术也体现出相应的差异性。在此前提下，作为建筑设计人员有必要全面关注了解当前现有的隔震技术种类，并且针对不同类别的建筑合理选择相应的隔震技术措施。

一、建筑结构隔震技术的运用现状

对于各种结构类型的高层建筑物而言，隔震技术都应当作为关键技术点进行考虑。一个建筑设计是否能达到优良的隔震设计，其在根本上体现了建筑物本身的综合性能[2]。近些年以来，仍有某些建筑设计并没能将建筑隔震性技术有效运用到设计中去，无法减轻建筑物在未来面对地震时所产生的破坏。在此前提下，优化隔震设计成为整个建筑结构亟待需要面对的问题。下文就隔震技术要点做相应介绍：

（一）设置必要的橡胶隔震支座

橡胶支座是由多层钢板和橡胶交替叠合而成，既能降低水平地震作用，又能承受较大的竖向荷载。支座中的橡胶属于一种柔性材料，可以在频繁受到挤压的状态下维持完好的形态，并可有效阻止高频地震波向上部结构的传递，从而减少上部结构因地震带来的损害。另外橡胶支座具有良好的耐老化性、抗氧化性、耐高温性能等，与此同时，橡胶隔震支座具有高阻尼的独特优势，因此有助于全方位的推广运用。由于受到地震波频率、外界温度与应变幅值给其带来的综合影响，橡胶支座将会表现为相应的粘弹性特征。因此在涉及到全过程的结构隔震设计时，应当合理拟定宏观的耦合模型，通过运用综合性的对比研究方式来给出相应的隔震设计结论。

从当前现状来看，针对橡胶隔震支座的建筑隔震产品已经能够予以灵活的选择不同材质，例如运用云母材料、石墨材料或者二氧化硅制成的橡胶隔震支座。在某些情形下，关于支座设计还可以灵活添加必要的混合橡胶材料，通过增添多种多样的补强剂、填充剂或者可伸缩剂来全面优化隔震支座原有的性能。通过大量实际工程项目显示，建筑隔震支座能够达到优良的综合隔震性能。

图为隔震支座结构布置示例

（二）确保隔震支座的滑动性

在某些情形下，设计人员可以选择将滑动材料添加于现有的建筑隔震层，以便于顺利实现全方位的传力作用[3]。具体而言，对于隔震支座有必要添加摩擦系数较低的特殊滑动材料，如石墨、滑石粉等，滑动材料有助于防控地震波出现频率较强的共振，增加建筑结构阻尼，通过滑动界面的滑动来避免全部水平方向上的能量传递给建筑物，在地震波的往复运动中将地震动能量消耗掉，大大降低建筑物承受水平地震力的破坏作用，从而有效保护整个的建筑物上部。从目前现状来看，关于滑动支座能够灵活选择多种多样的优质滑动材料，从而制成摩擦摆动式或者滑板式的两种不同支座类型。

（三）运用混合隔震技术

混合隔震技术包括并联隔震、串联隔震以及串并联隔震等多种形式。对于混合隔震的技术措施而言，当前多数项目中均为通过综合运用摩擦滑动支座、橡胶支座和阻尼器等相互并联使用，充分利用不同支座的互补性来改善结构的抗震性能，从而达到更为有效的隔震效果。从系统自身周期的角度讲，关于滑移性的混合隔震系统可以将其分成隔震结构周期与系统自振周期。工程实践显示，混合隔震技术的采用，可以有效延长结构的基本周期，从而减少地震作用。总体相比较而言，混合隔震技术具有可以使隔震体系同时具备复位能力和耗能特性的优势，可有效提高建筑物的抗震性能，满足建筑保护的要求。

二、建筑隔震技术运用中关键问题

（一）合理设置减震系数

从现状来看，设计人员针对建筑结构如果要予以抗震计算，那么通常都会选择分离式计算，以此来优化隔震设计的思路[4]。在分离式计算的前提下，关键在于设置必要的建筑减震系数，通过运用逐层对比的方式来计算相应的楼层剪力。通过运用上述的分层计算方式，来算出各楼层现有的减震系数比例。除此以外，关于隔震结构在予以优化设计时，通常还需对比倾覆力矩。由此可见，楼层减震系数构成了建筑隔震设计的关键点，通过设置合理的减震系数以使隔震支座达到最优的减震性能。

（二）进行模型模拟分析计算

具体在分析以及设计建筑结构隔震时，关键在于模拟计算隔震支座的基本性能。在目前看来，设计人员已经能够凭借信息化模拟的手段与措施来算出隔震支座相应的技术参数，从而开展全过程的模拟分析。具体在涉及到设计不同种类的隔震支座时，可以灵活选择橡胶铅芯制成、普通橡胶制成或者滑动型等类型的支座，同时也要保证上述各类支座都能够符合应有的隔震性能。可以利用时程分析的方式通过选用相应地震波进行模拟，结合对自振周期、层间位移角、层间剪力以及各层倾覆力矩等参数的计算来为具体项目提供理论依据。

（三）做好隔震加固

对已有建筑物针对隔震加固应做相应合理的措施。隔震加固技术就是利用隔震技术对既有建筑物进行加固改造，即通过设置隔震装置来延长结构自震周期、减少地震动的总能量，从而减小建筑物承受的地震力，以达到抗震加固的目的。早在上世纪末，某些发达国家就已经着眼于完成隔震改造的有关处理措施，因地制宜实现综合性的建筑隔震改造。截至目前，我国针对国内建筑物也在进行相应的隔震加固，其中多为机场建筑以及办公楼建筑。具体在工程项目中，建筑设计人员通常可以选择有限元计算软件来进行模拟，通过综合计算和分析来判断建筑物现有的结构力学特性，为隔震加固实施提供依据。

在隔震加固中，基础隔震应用较为广泛，其施工措施直接影响到最后的隔震效果，常规的隔震加固施工顺序分为结构卸载、基础开挖、单体拼接等技术环节。为保证施工安全性，在施工过程中应切断相应的管线。通过合理有效模拟计算设计，配合相应施工措施，从而在地震情况下达到保护建筑物的目的。

结束语：

经过综合分析，采用隔震技术减震效果明显，可有效增加建筑物的经济性和安全性。目前我国隔震技术的研究和应用水平已经有了很大的进步，而与之有关的技术适用范围也在逐步扩大。为确保通过运用相应的建筑隔震措施来有效的保障建筑物的安全，未来我国建筑在隔震技术理论体系和产品研发等方面还有待相关人员进一步深入研究。

参考文献：

[1]林智锴，黄燕萍，潘应志等.建筑结构应用隔震技术若干问题分析与思考——以2016（厦门）结构减隔震技术交流及项目观摩会为例[J].福建建筑，2017（10）：46-49.

[2]林志波.隔震技术在地铁上盖建筑结构中的应用分析[J].福建建筑，2017（07）：97-103+134.

[3]余淼，岑睿楠.磁流变弹性体建筑结构隔震技术探析[J].重庆建筑，2017，16（02）：45-48.

[4]李爱群，轩鹏，徐义明等.建筑结构层间隔震技术的现状及发展展望[J].工业建筑，2015，45（11）：1-8.

[5]朱宏平，周方圆，袁涌.建筑隔震结构研究进展与分析[J].工程力学，2014，31（03）：1-10.