建筑結構減隔震技術應用探討

李金紅

摘 ? 要：地震給人們生命財產帶來的損失是巨大的，為降低這種損失，人們開始大力研究建筑結構減隔震技術。因此，本文首先分析建筑結構減隔震技術應用的意義，然后闡述建筑結構減隔震的基本概念與原理，最后在此基礎上分析建筑結構減隔震技術的具體應用，給相關工作者以參考。

關鍵詞：建筑結構 ?減隔震技術 ?應用探討

中圖分類號：TU352.1 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1674-098X（2019）08（c）-0133-02

我國作為多地震國家之一，地震時刻威脅著人民的生命財產安全，帶來巨大的損失。由于傳統抗震結構存在難以解決的缺陷，人們開始尋找效果更好的結構與技術來實現抗震減震。該技術的出現，意味著建筑結構的加固，抗震能力的提升，面對大地震能減少損失，面對小地震能規避損失。可以說，建筑結構減隔震技術的研究與應用十分重要。所以，本文主要針對此，來介紹建筑結構減隔震技術的意義、相關原理與具體應用。

1 ?建筑結構減隔震技術的應用意義

從以往數據來看，應用了減隔震技術的建筑與未應用減隔震技術的建筑在抗震能力方面具有明顯差異。應用了減隔震技術的建筑在遇到地震時，只會發生輕微的傾斜，建筑物內部的設施、器具等物品都不會造成太大損傷;而未應用減隔震技術的建筑在遇到地震時，會造成嚴重的破壞，建筑物內部也不能幸免。建筑物容易遭受地震損害的原因，是因為地震能量來自于地層面，地面劇烈振動的時候，會同時引發建筑物的劇烈抖動，破壞也隨之出現。應用減隔震技術，能將地震速度反應降低到60%左右，以極大程度上減少地震對建筑物、對室內設施、對人員的損害與威脅，保障人們的生命財產安全，這也是其意義所在[1]。

2 ?建筑結構減隔震的基本概念與原理

2.1 建筑結構減隔震的基本概念

通過增強結構件自身變形力與強度來抵御地震的反應力，雖能夠實現一定程度的減隔震目的，但卻無法完全減少與規避損失。因此，相關工作人員開始研究相應的減隔震裝置，依靠該裝置，在地震時分離開構件或結構件與可能引起破壞的地震地面運動或支座運動，盡量避免能量被大量傳輸到建筑結構中，以此保護建筑主體結構。建筑結構減隔震技術不光可以快速提升建筑物的抗震性，還可有效節省建筑結構的工程造價金額[2]。

從下圖1的非隔震結構與隔震結構的變形對比圖，我們可以看出，左邊沒有應用減隔震技術的建筑結構，在發生地震后，地震作用力被直接傳送到了建筑本體結構上，建筑發生嚴重變形。而應用了減隔震技術的建筑結構，在遇到地震的時候，其結構變形程度十分小，地震的作用力大部分都被隔震裝置所消耗了。從圖我們就可以直觀的看出，應用了減隔震技術的建筑結構擁有良好的抗震能力。

2.2 建筑結構減隔震的原理

減隔震技術所持有的核心思想為，想盡辦法，讓建筑物主體結構在發生地震時，能與可能造成結構破壞的地面震動隔離開來。為實現這一目標，采取的方法為延長結構周期，在一定范圍內，規避開地震卓越周期，使地震能量盡可能少的傳輸到建筑主體結構中，以此減少地震造成的損失。

通過研究可以發現，結構周期被延長后，結構位移的相應反應也會增加，這對于結構設計是一種挑戰與困難。同時，因為結構自身的柔性，在正常狀態下也可能會出現有害振動狀況。所以，需要控制這些有害振動發生的可能性，降低結構的變形概率。同時，研究人員還通過增加結構阻尼作用，來吸收地震時產生的能量，以減少建筑結構地震發生時的反應。

3 ?建筑結構減隔震技術的具體應用

3.1 隔震層

（1）想要在建筑結構中有效應用減隔震技術，就必須了解不同建筑的特點，針對不同建筑物使用不同的隔震減震技術，設置隔震層能最大程度的發揮隔震減震技術的作用。地震發生的時候，通常會對建筑物造成巨大的破壞，所以，必須增強建筑結構的穩定性，并提升建筑物阻尼系數，以此來防范地震可能造成的破壞與威脅;（2）地震是一種地殼持續釋放能量生成的振動，是地底內部反映到地上的地震波形式。地震時，建筑物底部的阻尼系數高，便能極大程度減少建筑物上部結構的破壞程度。所以說，在建筑結構中設置隔震層，可以阻礙地震能量被傳輸到建筑結構上，并逐步削弱地震能量，避免造成較大程度的建筑物破壞;（3）從大量工程實踐來看，在建筑結構中設置隔震層，在地震波加速反應的時候，至少可以抵制消耗55%的地震波能量，以此提升建筑物的抗震性，保障人們的生命財產安全。當前的建筑工程，隔震層采用的大多為軟墊隔震層，軟墊隔震層技術也成為了應用十分廣泛的隔減震技術之一。軟墊隔震層技術的應用是在建筑物底部設置多個橡膠塊裝置，施工時，讓建筑物整個落在這些減震墊上，來增加抗震性，減小地震威脅[3]。

3.2 基礎隔震

在多種多樣的基礎隔震構件里，建筑隔震橡膠支座是應用十分廣泛的一種。隔震橡膠支座是柔軟的薄橡膠板與堅硬的薄鋼板分層交替疊合、模壓硫化制作而成的。其內部橡膠層與鋼板粘結牢固，當隔震橡膠支座受到上部結構自重與使用荷載的豎向荷載時，橡膠層的側向膨脹會被鋼板所束縛，豎向剛度增加，使支座擁有了強力的豎向剛度與承載力，能穩牢固的支撐起建筑物。當隔震橡膠支座受到水平剪力時，由于內部鋼板不約束橡膠層的剪切變形，，橡膠片可發揮自身柔軟的水平特性，來承受較大的水平變形。

參考“基礎隔震”的原理，并結合隔震橡膠支座結構功能的分析來看，建筑隔震橡膠支座有效隔震的原理在于在建筑物、構筑物基地或者某一位置上安置橡膠支座，依靠橡膠支座的水平柔性的隔震層，來吸收消耗地震能量，將隔震層集中發生較大相對位移作為代價，減緩或阻礙地震能量傳輸到建筑結構上部，減小建筑結構上部的地震反應，實現減少建筑物結構上部地震損害的目標。建筑隔震橡膠支座技術不光能從整體上保護建筑物穩定性，還能避免非結構部件的損害，并同時防止建筑物內部裝修、室內設施被損壞后造成的其他一連串災害。

4 ?結語

總而言之，地震作為破壞性大且常見的自然災害，我們應該采取有效手段來減小其對人民生命財產造成的損害。建筑結構減隔震技術的出現也是為了實現這一目標，隔震層與隔震橡膠支座都是建筑結構中應用廣泛的減隔震技術，能保證建筑物的穩定，避免建筑內部裝修與室內設施的破壞。不過，該技術還不十分完善，需要投入更多的精力，對減隔震技術與元件進行研究開發，進一步為人民生命財產安全的保護貢獻一份力量。

參考文獻

[1] 許文，戴君武，柏文，等.某軌道交通上部續建結構減隔震技術的應用[J].建筑結構，2019，49（S1）：422-427.

[2] 楊志榮.減隔震技術的發展及在學校建筑中的應用[J].科技創新與應用，2018（19）：181-182.

[3] 彭凌云，蘇經宇，韓流濤.我國建筑減隔震技術標準化現狀與展望[J].城市與減災，2016（5）：11-18.