闡述建筑結構設計與隔震技術應用

許鵬展

摘要：地震是一種不可抗力，屬于自然世界中難預測、難預防與難控制的破壞性活動。到目前為止國內外已建成的隔震建筑有許多經歷了大地震的考驗，均表現出了良好的抗震性能，隔震技術也因此被認為是最有效的抗震手段之一。隨著建筑工程項目不斷增多，建筑結構設計水平也得到了人們的廣泛關注，特別是隔震技術的應用，其作為一種高效的減震技術，在建筑結構設計中的科學運用，不僅能夠大幅度減少強震作用帶來的一系列地震反應，也能夠進一步延長建筑結構的使用壽命，促進其各項功能的高效發揮。

關鍵詞：建筑結構設計；隔震技術；應用探究

建筑結構設計采用的抗震措施決定著建筑結構的可靠性與安全性。設計人員均依據小震不塌、大震可修這一原則開展設計工作，并采用了很多的方法抗震。對于傳統建筑的抗震結構來講，一般都是通過耗能等路徑來對地震能量進行耗散的，所以往往都需要其區域擁有較高的耗能性能。

1建筑結構隔震介紹

隔震技術被廣泛應用到高層建筑中，特別是汶川地震后涌現出較多的隔震建筑。因隔震設計選取的材料和以往設計存在差異，和傳統抗震設計對比，當前的隔震設計，特別是高層隔震設計具有一定難度。隔震措施存在時間限制，不僅能應用到新建結構，而且在建筑物建成后可通過阻尼增加來實現減震。從適用部位層面而言，減震措施較為廣泛，無論是上部結構，還是隔震夾層均適用。而消能減震技術利用消能減震裝置配設來提高結構阻尼比，進而防控結構變形問題，借助附加裝置來吸取地震能量，實現主體結構的全面防護，讓主體結構遭受地震災害時不會出現嚴重破壞。依照數據統計可知，消能減震結構能夠顯著增強抗震性能。

2、 建筑結構設計特點分析

首先，在水平荷載上。低層建筑的水平荷載作用、位移通常都比較小，也很少會給結構帶來巨大影響，所以說，對于低層建筑結構設計來講，豎向荷載是其應考慮的決定性因素。而對于高層建筑來講，其結構設計的決定性因素則是水平荷載，同時豎向荷載也會給建筑結構帶來較大影響。

其次，對于軸向變形來講。對于目前樓層越來越高的建筑工程，其豎向荷載往往都會引發相應的軸向變形，同時也會給建筑連續梁的抗彎承載力帶來不利影響，導致連續梁中間支座負彎矩值、跨中負彎矩值的不斷降低，而建筑端支座的負彎矩值則會隨之不斷增加，進而對其建筑構件、構件剪力帶來嚴重的負面影響，導致建筑結構出現嚴重的側向變形，結構穩定性也會隨之不斷降低，特別是在樓高高度不斷增加背景下，軸向變形的形成也會極為顯著，進而無法給建筑結構的安全、穩定運行提供有力保障，因此，在具體設計中，對于軸向力值應給予著重考慮，并通過相應措施的科學實施來有效防止軸向變形現象的產生。

最后，對于側向變形來講。就目前的建筑結構設計來講，特別是高層建筑，側向變形已經逐漸成為其結構設計應考慮的關鍵因素，面對建筑樓層的不斷增加，在水平荷載作用下，建筑結構的側向變形速度也會不斷提升，所以，在具體設計中，其建筑結構不僅要具有良好的強度、剛度，還要在充分保障結構承載力的基礎上，擁有一定的抗側剛度，以此來確保在受到水平荷載作用后，其建筑結構發生的側向變形能夠始終處于合理范圍內，以此來為其安全使用性能提供有力保障。

3、 隔震技術在建筑結構設計中的應用

（一） 隔震技術

該技術主要是通過建筑隔震支座的科學運用來促進建筑結構抗震性能的逐步提升。建筑用隔震支座主要有兩類：一是，橡膠隔震支座。這一類還可以劃分為普通橡膠、鉛芯橡膠兩種，前者主要是有機結合橡膠層、鋼板來促進建筑結構側向抗壓力、水平變形力，以及承載力的不斷提升，而后者通常都擁有較高的阻尼，可以有效削弱地震給建筑結構帶來的一系列作用、影響，更重要的是可以有效避免隔震層出現位移現象，在防止建筑結構受到地震嚴重破壞的同時，為其安全使用性能的發揮，以及使用壽命提供有力保障；二是，滑動隔震支座，其主要是通過動力學理論的科學運用，對低摩擦系數的滑動材料給予科學內置來有效避免建筑結構受到地震作用的危害，或者是有效利用其隔震層摩擦力來合理的消耗建筑結構的震動能量，進一步提升建筑結構阻尼，從而最大限度的減少建筑結構受到的地震影響，促進建筑結構抗震性能的不斷提升。

（二） 建筑隔震結構特點

一方面，能夠有效提升建筑上部結構承載力、水平荷載，即使在發生地震時，其建筑結構也能夠獲得充足的側向剛度、水平剛度，確保整個建筑結構可以始終都處于科學的彈性范圍之內，為建筑安全使用性能的有效發揮提供有力保障。同時，在地震作用的強烈影響下，隔震技術在建筑結構設計中的科學運用，也能夠使得建筑結構的地震反應、能量得到不斷減小，以此來發揮出良好的防震加固效果，進而使得建筑結構使用壽命能夠得到有效延長。

（三） 建筑隔震結構設計要點

首先，對于建筑結構隔震設計來講，應注重分離式計算方法、隔振系數的合理運用，其中隔震系數主要指的是隔震結構樓層剪力、非隔震結構樓層剪力之間最大的比較值，而隨著高層建筑工程的不斷增多，在具體設計中，不僅要對樓層剪力隔震結構做出深入分析，還要對具體樓層給予充分考慮，對樓層傾覆力矩的減震系數做出準確把握，在其系數達到標準要求之后，可以結合非隔震結構來做出合理設計。

其次，在整個設計中應注意的關鍵點是，對于橡膠隔震支座的運用，在計算減震系統過程中，不僅要對橡膠隔震制作性能做出成分考慮，還要注重建筑結構減震系數數值的合理提升，以此來為隔震結構設計的后期施工安全提供有力保障。同時，在計算具體減震系數過程中，可以結合具體需求，運用時程分析法來對建筑隔震結構減震系數做出精準計算，特別是對于高層建筑來講，還要對建筑結構受拉情況作出綜合考慮的基礎上，可以加強折線形彈性型橡膠隔震支座模型的合理運用研究，或者是通脫庫倫摩擦滯回曲線型滑動隔震支座的科學運用，促進建筑結構抗張拉承載力、水平荷載，以及穩固性的不斷提升，從而使得建筑結構的地震反應能夠得到有效削弱，為建筑隔震結構，特別是高層建筑結構使用壽命的延長提供有力支持。

4、結束語

綜上所述，在社會經濟科技高速發展帶動下，建筑結構設計方面也在積極引用更先進、多樣化的工藝技術，其中，隔震技術的有效運用，不僅有助于大幅度降低工程造價，盡可能消除給建筑工程帶來的各種風險，也能夠為人民群眾的生命、財產安全提供有力保障，能夠贏得更大的經濟、社會效益。此外，該技術的科學運用與推廣，也有助于進一步拓展、鞏固建筑市場，為建筑企業贏得更理想的發展前景。

參考文獻：

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[2]廖述禮.淺析建筑結構設計中的隔震措施[J].江西建材，2016，（3）：39-39.

（作者單位：湯始建華建材（天津）有限公司）