浅议高层建筑结构设计中的隔震减震措施晏冰

浅议高层建筑结构设计中的隔震减震措施晏冰

晏冰

云南工程勘察设计院有限公司云南省昆明市650000

摘要：地震灾害已经成为孤寂年来对人类生活破坏最为严重的一种地质灾害。所以对当代的建筑结构设计过程中，已经渐渐的通过各种结构来进行地震抗灾减灾的工作。隔震结构是一种主要的利用相关结构的布设来对地震中的能量进行吸收的抗震结构。本文针对高层结构隔震技术的应用难点，提出了一些隔震减震措施，以供高层结构工程设计参考。

关键词：隔震高层结构减震

在高层建筑建设过程中，能否充分的考虑到建筑本身的抗震问题，并且能够使用有效的措施来使其能够在长时间内抵抗一定强度的地震，是当前高层建筑工程中的重点研究项目之一，这对于建筑结构的安全性和稳定性有着十分重要的影响，长久以来，很多建筑工程设计技术人员都是秉着小震不塌，大震能修的原则来进行其结构设计的，但是由于受到来自己各个方面的影响，该方面的工作仍然存在着一些问题。

1.建筑结构隔震减震介绍

建筑物内部的阻尼大小有利于地震能量消耗。而减震措施恰好利用这一点，借助建筑阻尼增加吸取地震能量，以此来维护主体结构，降低震害。隔震技术被广泛应用到高层建筑中，特别是汶川地震后涌现出较多的隔震建筑。因隔震设计选取的材料和以往设计存在差异，和传统抗震设计对比，当前的隔震设计，特别是高层隔震设计具有一定难度。隔震措施存在时间限制，不仅能应用到新建结构，而且在建筑物建成后可通过阻尼增加来实现减震。从适用部位层面而言，减震措施较为广泛，无论是上部结构，还是隔震夹层均适用。而消能减震技术利用消能减震装置配设来提高结构阻尼比，进而防控结构变形问题，借助附加装置来吸取地震能量，实现主体结构的全面防护，让主体结构遭受地震灾害时不会出现严重破坏。依照数据统计可知，消能减震结构能够显著增强抗震性能。另外，抗震构造还能够依据未采用消能减震之前的结构来降低。

2.建筑结构中减震措施

减震措施主要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。消能部件的布置需经分析确定。设在结构的两个主轴方向，可使两方向均有附加阻尼和刚度；设置于结构变形较大部位，可更好发挥消耗地震能量的作用。

减震措施不仅可用于新建结构的减震设计，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；也可用于现结构的抗震加固，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。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。消能减振技术是用特别设置的机构和元件将地震动的能量加以吸收耗散，以保护主体结构的安全。当消能减震结构的抗震性能明显提高时，主体结构的抗震构造要求可适当降低。降低程度可根据消能减震结构地震影响系数与不设置消能减震装置结构的地震影响系数之比确定，最大降低程度应控制在1度以内。

3.建筑结构的主要隔震措施

3.1选用特殊隔震地基材料。建筑物基础隔震，借助特殊材料对建筑物的地基进行处理，对地震时的地震波进行削减，进而将地震对建筑物的损害降低。在以往的建筑设计中，有直接选用砂子或粘土制作垫层的，也有将砂子和粘土交替铺在建筑物的基础部分作为垫层的。为了降低地震对建筑物的损害作用，从前还有人以糯米为原材料，制成垫层在建筑物的基础部分使用。随着当今社会和科技的飞速发展，人们研究出了一种以沥青为原料的更好的隔震层材料。

3.2基础隔震。基础隔震指从建筑基础部分减小地震波，使地震波不能向上部结构传递，对地震造成的损害产生一定控制。对于在基础和上部结构布设隔震装置的情况，相较于高层建筑来说，外形规则匀称的底层建筑的隔震效果更好，这是由于高层建筑结构布设隔震装置或许会使自振周期得到增加，进而使隔震效果得到了降低。现如今基础隔震既全面进步，不断完善，发展形态也呈现多样化。

3.3层间隔震。层间隔震包括隔震支座和质量两部分，它面向原结构装设耗能减震装置。一般选择橡胶作为隔震装置内部的支座材料，通过改建结构夹层就可以实现减震作用。通常情况下遇到地震都是隔震和减震对部分地震能量进行吸收，使地震产生的不良影响得到降低，使地震的损害作用减小。抗震技术为主，隔震技术为辅，这就构成了层间隔震。不过，层间隔震的减震效果要比基础隔震技术效果低约20%。此措施应用空间比较广，除了能够在新建建筑物上应用，还可以对已有建筑物进行巩固优化。

4.减震隔震构造的维护及保养措施

为了保证在建筑工事完成后进行的验收以及日常管理和维修、震后修复工作过程中能够对隔震支座的性能提供相对较为直观且及时的依据，例如在发生地震或者建筑经过长期的运营之后，要定期的检测隔震支座在使用过程中是否存在损坏或者不可恢复的变形、隔震沟是否被其他填充物所堵塞、减震隔震层上部结构是否存在有限制其在地震中发生水平位移的障碍物等，要建立相关的制度以及详细的检查和维护计划，要时刻关注高层建筑结构中减震隔震层的工作状态和稳定性。在减震隔震结构楼层的楼梯间、电梯间以及竖向隔离缝等构造附近或者建筑物的出入口都要设置有相应的隔震警示标志，提醒业主和其他人员对高层建筑减震隔震构建以及隔震构造的监督和维护，要明确提示在减震隔震构造工作的过程中业主和其他人员均不得填充、堆放杂物或者其他会对隔震层结构工作造成影响的行为，也不可在其上部放置任何会影响隔震层在地震中发生水平位移的构造物。

5.总结

工程设计人员需重视隔震减震问题，做好隔震减震设计工作，选用适宜的隔震装置，所用消能构件自身的参数应通过特定试验来明确，并将隔震与消震装置需配备在便于检查和易替换部位。另外设计人员需清晰标注隔震减震装置的基本要求，依照规范落实安装与检测等工作，让装置与每一项性能均满足标准。

参考文献

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