试论建筑结构设计中的隔震减震策略

试论建筑结构设计中的隔震减震策略

陈晓东

天津市建筑设计研究院有限公司  天津市 300074

摘要：随着我国经济的快速发展，以及城镇化建设速度的加快，人民群众对于居住房屋安全需求逐渐提升。隔震技术是一种有效的新型抗震措施，其原理是通过设置隔震层，降低地震波对上部结构的影响。基于此，本文将对建筑结构设计中的隔震减震策略展开探讨。

关键词：建筑结构设计；隔震减震；设计策略

随着现代建筑技术的发展，建筑物在面临地震等自然灾害时面临着严重的安全问题。地震是人类社会面临的最大自然灾害之一，它不仅给人们的生命和财产带来了巨大的威胁，而且也限制了城市和经济的发展。抗震设计是通过“三水准”设计要求和“两阶段”设计方法对结构进行设计的，通过增加结构的刚度，让结构本身抵抗地震能量，通过结构构件自身破坏来消耗地震能量，即“以刚克刚”。而隔震减震则是通过在建筑附加其他子结构或采用一定的耗能装置，让附加子结构破坏或者施加的阻尼来吸收或消耗地震传递给主体结构的能量，从而减轻结构的振动，保护原有结构的安全，即“以柔克刚”。因此建筑隔震减震技术是一种有效的防震措施，能够降低建筑物受震害的程度，保障建筑物和人民生命、财产的安全，研究建筑结构设计中的隔震减震措施是非常必要的。

1. 建筑隔震减震体系概述

在工程减震区域中，隔震技术是应用较为广泛的技术之一。在相关技术应用过程中，施工人员要在建筑物下端或者某个位置安装控制装置，安装控制装置的目的在于一旦发生地震，能够减少地震对于结构产生的不利影响，通过隔震减震装置的运作，能够吸收一部分能量，从而最大程度降低地震产生的危害。在受到中强度地震时，通过隔震减震结构的设计，能够进一步延长结构体系的自振周期性能，在一些特殊情况之下，隔震减震装置还应具有较好的耐久性甚至是自动复原功能。在具体设计过程中，要确保结构变形在一定范围之内，同时也要避免隔震减震装置对建筑物的正常使用产生影响。

2.建筑结构设计中隔震减震策略的意义

我国城市地震发生较为频繁，地震会造成严重的经济损失，对人们的生命安全构成巨大威胁。我国许多建筑结构设计缺乏良好的抗震性能，建筑抗震技术落后，对人们的生活造成较大影响。因此，必须采用合理的隔震减震策略，尽可能减少地震带来的危害，使建筑结构设计能够得到满足人们的居住要求。在建筑结构设计中采用隔震减震策略，合理设置隔震层或使用减震装置，可以将地震时所受到的水平位移、加速度和剪力等传递给非结构部件，从而保护建筑主体结构免遭破坏，削弱地震带来的危害效果，保护人们的生命财产安全。

3.建筑结构设计中隔震减震策略

3.1强化试验研究力度

根据建筑结构在设计过程的特点加以分析．很多隔震性能并未得到验证，其隔震方式与减震策略在具体的实施过程存在各种各样的问题．若要顺利进行隔震减震措施，应重视隔震结构模型计算。考虑水平方向产生的地震影响，在计算时，采取模拟设定和分级法减少现有的局限性，了解该措施是否能够发挥其真正的效果，避免计算出来的结果和具体的措施在地震实际中的差别。目前，导致地质灾害的因素较多，要根据施工各区域项目不同的情况，制定较为完善的施工计划，综合分析完成建筑结构设计工作。特别是实际遇到地震灾害的时候，还存在着竖向以及复杂地形造成的地震作用，现有的抗震结构又只能承载水平地震的影响。相关的工作人员应监测和完善应用隔震装置在实际中现有的较大的缺陷，为设计提供科学的基础，制定出针对性的方案．与施工方也要做好工作上的交流沟通，保证所有技术工作都能够依据规范开展，提高隔震装置的效果。避免出现单方面无法完成的问题，并将一些高新技术合理地融入其中。充分发挥技术在工程项目建设中的优势与效果．提高隔震减震成果质量与效率。

3.2做好建筑物体型设计工作

建筑物的体型和结构，对于其抗震性能也会产生严重的影响。如果在建筑设计或者建造过程中，采取有效措施不断优化其体型设计，则能够提升隔震减震技术的应用效果，也能够避免建筑物在遭遇地震灾害时产生过大的损害。建筑物的体型设计工作包括平面形状设计和立体形状设计。相关机构对于地震之后建筑物的受损情况的研究表明，如果建筑物的平面呈现不规则状态，存在明显的凹陷或者凸起，在地震之后就会出现严重的损坏现象；但是如果建筑物平面结构较为单一，地震之后遭受破坏的可能性相对较小，在一些地区如果地震等级较低，甚至不会受到破坏。从这一研究来看，在对于建筑物进行体型设计过程中，要尽量确保设计方案的简洁性，比如可以考虑采用一些常见的长方形、正方形的形状进行设计。此外，在考虑建筑物艺术性的同时也要兼顾其安全性，比如在设计过程中要避免建筑物的侧翼结构设计过长。

3.3无黏结支撑体系减震设计

无黏结支撑体系是建筑结构设计的关键减震策略。无黏结支撑体系的外包钢管和内核钢支撑之间不黏结，或者在外包钢筋混凝土与内核钢支撑之间喷涂无黏结漆，形成明显的滑移结构。在支撑体系中段设置外包层，在支撑两端适当部位露出内核钢支撑，再用高强度螺栓连接框架结构，以保证荷载和拉力都由内核钢支撑来承受。滑移界面的材料和尺寸需精心设计，以允许内核钢和外包层之间产生相对滑动，同时约束内核钢支撑的横向变形，防止内核钢支撑在压力作用下发生整体屈曲或局部屈曲。当发生地震时，通过滑移结构，地震能量进一步衰减。

3.4积极运用能量消耗技术

在提升建筑隔震减震性能的过程中，一般认为，地震之所以能够造成巨大的危害，其主要原因在于一旦发生地震，各类型建筑物将承受巨大的地震波能量，地震波能量会摧毁建筑本身的结构，同时也会造成大量的人员伤亡。因此，专业人员认为提升建筑隔震减震性能的关键在于，采取有效措施消耗地震波的冲击能量，通过能量的消耗，将地震所产生的危害降至最低。经过相关人员不懈地努力，研究出一系列能量消耗技术，这些能量消耗技术的应用将全面提升建筑物的抗震性能。

从建筑物本身的角度来看，其抗震能力是其使用性能的重要体现。因此，建筑物的设计人员及施工人员，应重点考虑增强建筑物的耐震性，能合理运用一系列减震技术进一步提升建筑物的安全性。这些减震技术的基本原理一般是在建筑物中设置相应数量的减震设备，一旦发生地震，这些设备将会起到吸收能量的作用，同时也能够进一步降低地震产生的各种噪音。

在建筑物中安置减震设备的方法有很多，要根据实际情况选择合理的方案进行设计。建筑物的减震效能设备通常设于楼层之间，以及剪力墙等重要部位。对于这些部位，设计人员以及施工人员应当经常进行检查，一旦发现零部件老化现象要立即予以更换。在剪力墙结构设计中，一般较多使用无挫曲波纹形钢，这种材料的应用能够大幅度提升建筑的减震效能效率，同时，应用这种材料的剪力墙具有很大的强度，在遭遇地震、台风等自然灾害过程中，不会产生过度形变，有利于保障建筑整体结构的稳定性以及安全性。

结语：

隔震减震工作是一件艰巨复杂的事情，注重在建筑房屋时要先规划好细节部分，在施工时合理地参照规划并对不同的地质问题采取不一样的施工方法。隔震措施能减少建筑物养护成本，不断创新垒实基础。做好分析对比，可以提供一定理论依据，高层建筑物和低层建筑物、返修建筑物有所区别，对待不同建筑物有相应的隔震和减震的方法，不能混淆使用，会产生不同效果，应用不当会适得其反。还应考虑方向和力的作用，以及建筑物的承受力。

参考文献：

[1]沈晓龙.建筑结构设计中的隔震减震措施浅析[J].建材发展导向，2022(12):3.

[2]李思慧.建筑结构设计中隔震减震控制技术的应用[J].新材料新装饰，2021(16):89-90.

[3]王想花.高层隔震建筑设计中的隔震支座受拉问题分析[J].住宅与房地产，2020(29):162+170.