隔震減震在建筑結構設計中的措施探析

摘要：隨著我國國民經濟不斷的增長，我國建筑行業逐漸成為經濟發展的重要推動力，但是隨之而來的問題也是不容忽視的，尤其是高層建筑的抗震性能。這里分析了高層建筑抗震減震設計中存在的諸多問題，并且提出了高層建筑抗震減震設計的基本方法。

關鍵詞：隔震減震;建筑結構;設計;措施

概述

隨著社會經濟的快速發展和人民生活水平的不斷提高，在工程設計中貫徹執行國家抗震法律及規范，增加民用建筑的抗震能力和抗震性能，使其在地震時和地震后能基本保持預定的使用功能從而最大程度降低地震對生命財產的危害影響是每個工程設計人員所肩負的職責。結構隔震技術以其優良的減震效果、安全性、耐久性、經濟性、實用性，在建筑工程中應用日趨增多。為響應貫徹國家“建質[2014]25號”和“晉建質宇[2014]115號”文件并使該設計方法更加有效發揮其優良的抗震性能，筆者認為有以下幾點內容在工程設計時應加強重視。

1.隔震建筑概述

（1）隔震建筑由基礎結構、隔震支座和阻尼器構成的隔震層、以及上部結構組成

（2）對于地震作用以外的荷載和外力隔震建筑的設計和傳統結構相同。

（3）在研究設計地震動輸入時的建筑反應的基礎上投計隔震層和上部結構這些分析研究可以對建筑物的橫向和縱向獨立進行。

（4）假設上部結構為剛體時適當配置隔震支座和阻尼器避免隔震層出現偏心根據設計地震動輸入反應分析所得到的隔震支座的最大位移和最大軸力，以及阻尼器必要的能量吸收能力要確保在各隔震裝置的容許值范圍內.

（5）針對設計地震動作用下的應力可以對上部結構進行容許力設計。

（6）基礎結構和傳統建筑一樣要使其不發生過度沉降、轉動或水平移動。

2在建筑工程結構中應用、推廣隔震技術

2.1政府的支持

隔震技術與傳統的抗震技術有更明顯的優越性，使隔震技術在工程結構中的應用受到了政府相關部門的關注與支持。現在隨著我國相關部門的深入研究，再結合我國的國情，使得隔震技術在我國的發展己經相當的成熟，形成了適用于我國國情和我國實際建筑特點的整套技術。

我國在研究隔震技術的階段，政府投入了相當大的人力、財力。從1989年開始，隔震技術在自然科學基金會、省市科委和建設部的支持下，已經在各高校、設計院、科研所、施工單位開展技術教育和普及，使得近年來我國的隔震技術取得了很大的成果，而且在政府的支持下將研究成果推廣應用到房屋工程結構中，大大增加了房屋結構的安全性，也縮短了我國隔震技術研究和推廣的進程。

2.2借鑒外國先進的技術

我國的隔震技術之所以能夠在短時間內就取得大的研究成果并迅速推廣應用到房屋工程結構設計中有一個不可忽視的因素，那就是借鑒外國先進的科學技術和研究成果。因為我國的隔震技術起步相對較晚，我國開始研究的時候，國外的專業人員就已經研究出了一定的成果而且也有了很多應用成功的經驗，所以在我國開始研究的時候就開始借鑒這些先進的經驗和成果，并且再結合我國的實際特點來完成設計、施工、維護、相關產品開發等各項技術，并且建立了生產技術和產品檢驗等一套完整的規范標準，所以才能在短時間內就取得了很大的成果，并將這完整的理論、技術、標準都應用推廣到房屋工程結構設計中去。

2.3有針對性的研究成果

我國的隔震技術是針對我國房屋工程結構的特征去研究的，將研究出來的原理、技術、相關產品都應用實踐到我國的房屋工程結構設計中去，將我國的中高層建筑和磚混結構作為研究的重點對象，這樣有針對性的研究成果的應用可以大大地提高我國房屋結構的安全性，給我國延性比較差的磚混建筑尋到可行的減震方法，所以隔震技術在我國的房屋工程結構設計應用和推廣都是非常可行的。

3.高層建筑抗震減震設計中存在的問題

地震作為一種多發性、隨機性、破壞性強的自然災害，所造成的危害不可忽略。要想做好高層建筑的抗震減震設計，就必須了解高層建筑抗震減震設計中存在的問題，高層建筑抗震減震設計中主要存在的問題有以下幾個方面：

1）建筑物超過限制高度。我們知道，鋼筋混凝土結構造就的高層建筑是有一定的強度和剛度的，這就決定了其高度要有一定的限制。但是，現今不斷增加的世界新高度，成為了一種潮流。其實忽視鋼筋混凝土的高度限制危害是非常大的。

2）地質達不到要求。城市化進程催生的不僅是經濟的進步和文明的發展，也催生了許多高樓大廈。人口的高度集中化導致許多城市開始選擇高層，甚至是超高層建筑。這就導致了許多建筑沒有選擇適宜的地址，地址的地質要求根本沒有達到，這本身就給建筑物的抗震減震帶來了嚴重的問題。

3）材料性能不達標。一些高層建筑物在施工時選用的材料沒有達到要求，不僅增大了建筑物本身的負載，而且不能達到抗震減震的目的。

3.高層建筑抗震減震設計的基本方法

針對高層建筑的抗震減震設計，我國出臺了最新的《建筑抗震設計規范》GB"50011-2010和《高層建筑混凝土結構技術規程》JGJ"3-2010，用于指導高層建筑抗震減震設計。傳統的抗震減震設計方法中，通常是依靠結構自身的延性來消耗地震作用的能量，但是這樣存在這嚴重的問題，當能量消耗彈盡時，樓層的結構也已經造成嚴重的破壞，即使能夠修復，造成的費用也超過了建筑本身的價值。將現代控制理論應用于建筑工程領域以后，建筑抗震減震設計方法就改變了。

1）減少地震能量的輸入。在建筑初期抗震減震設計中必須經過嚴格有效的計算，來保證結構的變形能力要滿足在預期的地震作用下的變形要求，尤其是各層之間的位移延性比。選擇合理的地址可以有效地減輕地震能量的輸入，合理切實地減小共振等地發生。

2）廣泛采用消能減震設計和隔震技術。現行的抗震結構體系是延性結構，這種結構以消耗地震能量為主要目的，承受地震以后造成不可逆的后果。在未來的建筑設計的發展中，這種結構已經不能夠滿足現代防震的設計。那么新型的隔震技術的應用就變得勢在必行。

3）材料的選擇。材料的選擇必須經過嚴格有效的計算分析，以便使材料滿足一定的強度、剛度以及延性。抗震減震設計時，必須因地、因情況不同選擇不同的材料，千萬要杜絕為節省成本一律選用低性能的材料，或為保證抗震減震設計一律使用最高性能材料。合理選用材料不僅能夠保證建筑物的抗震等級，而且不會造成優質材料的浪費。

4）高層建筑自身結構的合理性。高層建筑自身結構的合理性也是不可忽視的，合理的結構可以有效地減輕自重，這樣高層建筑本身就對地基的負荷較小。

5）高層建筑應該設計多層抗震防線。高層建筑的抗震減震設計最起碼的目的就是防止建筑物的倒塌，那么建筑物在抗震減震設計上就必須設立多層防線，這樣才能夠保證將建筑物的損害降到最低。

高層建筑抗震減震的結構設計方法已經脫離了原來簡單的硬抗的模式，現在的抗震設計主要是體系抗震減震措施，當然這也要求設計人員積極發揮主觀能動性，對不同的情況采取不同的防震減震措施，而且要積極應用現代科技的成果，例如計算機模擬等諸多措施，切實有效地提高高層建筑的抗震減震能力，預防災難的發生。

4.結語

現代科技的進步為超高層建筑提供了保證.也為抗震減震設計提出了更加嚴格的要求，同時也為抗震減震設計提供了更多的方法和技術保障。相信高層建筑的抗震減震設計會有更好的發展和長足的進步，能夠最大限度地保障人民的生命和財產安全。

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