建筑隔振消能減震技術分析

文/楊劍波 紅河州抗震防震指揮部辦公室 云南蒙自 661199

1、引言

據統(tǒng)計表明，在世界范圍內每年發(fā)生五百多萬次地震，雖然其中絕大部分的地震對人們的生活不會造成很大的影響，但是每年也存在十幾至二十幾次能對人類造成嚴重危害的地震。由于現(xiàn)階段的科技水平并不能對地震進行準確的預測，為了減少地震對人們的危害，必須更加重視提升建筑的抗震性能，做好地震防御工作。建筑隔振消能減震技術作為一種建筑物防震技術，將其運用到建筑工程設計中，能夠有效的提升建筑物的抗震性能，提升建筑物的安全性和穩(wěn)定性。

2、建筑隔振消能減震技術概述

建筑隔振消能減震技術的基本思想是將建筑物基礎部分的結構和房屋的上部分結構進行分離，在地震時，將地震能量向建筑物的傳輸路徑進行隔離，從而實現(xiàn)在發(fā)生地震時地動而建筑物的基本不動的目的，保證建筑物的安全性和可靠性。

隔震技術是指通過運用隔震裝置，將建筑物與地震所帶來的沖擊相隔離的技術，該種技術通過在建筑物的底部位置或者結構層之間安裝隔震裝置，對結構體系進行軟化，隔震裝置將地震地質條件傳來的能量進行吸收和轉化，阻值地震能量向上方的建筑物傳輸，降低將主結構的變形，從而達到減少地震對建筑物影響的目的。根據隔震支座安裝位置的不同，可以將隔震技術分為基礎隔震和層間隔震兩種類型。

消能減震技術是與隔震技術相對應的一種建筑防震技術，該種技術主要是將建筑物結構中的支撐或者剪力墻等構件設置成消能構件，或者在結構物中的連接位置或者節(jié)點位置安裝阻尼器，當發(fā)生地震時，消能構件和阻尼器將建筑物的工作狀態(tài)進行改變，主要是由彈性狀態(tài)轉化為塑性狀態(tài)，消能構件和阻尼器對地震能量進行吸收，從而減少建筑主體結構的變形情況，保證建筑物的安全性和可靠性。在建筑物中采用消能減震技術，具有靈活性較強和減震效果較好的優(yōu)點，對建筑物的正常使用具有較小的影響，不會對建筑主體結構造成不必要的破壞。

3、建筑隔振消能減震技術中存在的問題

建筑隔振消能減震技術雖然在我國的建筑結構設計中得到了普遍的應用，但是由于多種因素的影響，其中還存在著一些問題，本文從以下幾個方面，對建筑隔振消能減震技術中存在的問題進行具體分析。

（1）豎向地震荷載的減震效果較差。現(xiàn)階段，大部分隔震裝置針對水平地震力，能夠獲得較為良好的減震效果，但是由于豎向地震荷載作用對高聳、懸臂結構或者跨度較大的建筑物，具有較大的影響，隔震裝置針對豎向的地震荷載并不能獲得較為明顯的減震效果。因此，為了提升建筑物的抗震性能，保證建筑物的安全性，必須對該方面的內容繼續(xù)進行深入的分析和研究。

（2）造價較高。在建筑結構中安裝隔震裝置，就必然會提升建筑工程的造價成本。因此，將隔震裝置廣泛的應用于建筑工程中具有一定困難。因此，必須研制出一種經濟性和減震性、隔震性較高的隔震裝置，降低隔震裝置安裝的造價成本。

（3）應用范圍較小。現(xiàn)階段的建筑隔振消能減震技術大都應用于多層或者低層建筑中，將其運用于高層或者超高層建筑中并不能獲得良好的防震效果。因此，必須加強對建筑隔振消能減震技術應用于高層或者超高層建筑中的研究和創(chuàng)新，提升高層或者超高層建筑的安全性。

4、建筑隔振消能減震技術分析

將建筑隔振消能減震技術應用于建筑結構中，能夠獲得較為明顯的防震效果，本文從以下幾個方面分析建筑隔振消能減震的方法。

4.1 采用粘彈性阻尼結構進行減振

大量的實驗表明，在建筑結構中采用粘彈性阻尼結構，能夠獲得良好的減振效果。例如，在進行地震模擬振動臺試驗和粘彈性阻尼結構的風洞試驗，對其試驗結果進行研究和分析可知，采用粘彈性阻尼結構能夠降低由大風和地震帶來的百分之四十至百分之八十的反應，可以提升建筑物在大風狀態(tài)下的舒適度，確保建筑物在地震和強風狀態(tài)下的安全性和可靠性。例如，某地區(qū)的一座高層建筑在沒有采用粘彈性阻尼結構之前，在大風狀態(tài)下該高層建筑的最頂部幾層具有較為明顯的不舒適感，當采用粘彈性阻尼結構以后，該高層建筑的最頂部幾層的舒適感明顯提升。如果采用提升高層建筑剛度的方式，來提升建筑在強風狀態(tài)下的舒適感，將會很大程度的提升建筑物的造價，如果采用粘彈性阻尼結構，將可以大大的節(jié)省造價成本。在我國北京的某建筑中也采用了粘滯阻尼器，具有良好的減震效果。因此，實踐證明，在建筑中采用粘彈性阻尼結構，能夠明顯的降低由于強風和地震對建筑物造成的影響。

4.2 采用吸能減震技術

吸能減震技術是指通過利用附加子結構，促使建筑物主體結構的振動發(fā)生相應的位移，將主體結構的振動能量重新分配在原結構和子結構中，從而降低主體結構的振動。現(xiàn)階段，吸能減震裝置包括調諧質量阻尼器、懸吊質量擺阻尼器、調液（柱）阻尼器和質量放大器等等。

4.3 運用金屬阻尼器進行減振

金屬阻尼器是指在常規(guī)荷載的情況下，通過在框架中安裝屈曲約束支撐，對結構進行支撐，當發(fā)生地震時，金屬支撐發(fā)生塑性變形，對地震所釋放的能量進行消耗，從而降低地震對建筑物主體結果的影響，保證建筑物的整體性能。因此，通過運用金屬阻尼器，將屈曲約束支撐應用于建筑工程中，能夠大大的提升建筑支撐框架在地震中的抗震性能。

4.4 運用沖擊減震方法

將沖擊減震運用于建筑結構中，能夠獲得良好的減震效果。沖擊減震技術是指，通過運用附加活動的質量和結構之間的非完全彈性碰撞，從而達到交換動量和耗散動能，從而降低地震反映。在實際中運用沖擊減震技術時，通過在建筑結構中某個位置懸掛擺錘的方式，當發(fā)生地震時，擺錘對結構進行撞擊，從而降低地震對結構帶來的振動。

4.5 建筑隔振消能減震技術效果分析

將建筑隔振消能減震技術運用于建筑結構設計中，具有明顯的效果，本文對建筑隔振消能減震技術效果進行具體分析。

（1）有利于降低建筑結構的地震反應。通過運用建筑隔振消能減震技術，將建筑物的基礎結構和上部結構進行分離，對地震釋放的能量和建筑之間進行隔離，降低地震對建筑物造成影響，保證建筑物的安全性。

（2）能夠保證建筑物的安全性和可靠性。將隔振消能減震技術運用于建筑結構設計中，在發(fā)生地震時，建筑物的上部結構仍然可以處于正常的彈性工作狀態(tài)下，能夠保證建筑物的安全性和可靠性。

（3）可以有效的降低建筑工程的造價。實踐證明，在建筑結構中運用隔振消能減震技術，相對于傳統(tǒng)的建筑防震技術，能夠大大的節(jié)省工程的造價。

（4）抗震措施比較簡便。在建筑結構中運用隔振消能減震技術，改變了傳統(tǒng)建筑物防震技術設計對象較多和結構較為復雜的現(xiàn)象，只需要考慮隔震消能減震裝置即可，抗震措施比較簡便。

（5）地震后的修復較為簡單。在發(fā)生地震以后，應該對建筑物中的隔震裝置進行檢查和更換，并不需要對建筑物的本身進行修復，地震后的修復較為簡單。

（6）可以為建筑設計提供較為廣闊的空間。將隔振消能減震技術運用于建筑結構設計中，在滿足設計的標準和要求的情況下，能夠為建筑設計師提供更加廣闊的設計空間，提升建筑物的整體性能。

結語：

我國作為一個地震災害較為嚴重的國家，如何提升建筑物的抗震性能，對保證人們的生命財產安全具有重要的意義。雖然傳統(tǒng)的建筑抗震技術可以獲得一定的抗震效果，但由于其造價較高等因素，并不能廣泛的運用于建筑工程中。建筑隔振消能減震技術作為一種安全性、靈活性和經濟性都較高的建筑物抗震技術，將其運用于建筑結構中，可以有效的降低地震對建筑物的影響，確保建筑物的安全性。