高層建筑結構設計中的隔震減震措施

張偉群

（江西同濟建筑設計咨詢有限公司，江西 南昌 330000）

建筑結構設計主要指的是針對建筑物工程不同受力部分進行科學有效的結構規劃和設計，通過合理的設計可以使建筑物具有良好的穩定性，保障人們的居住安全。在建筑工程投入到正式使用后，由于受到不同作用力的影響，結構穩定性可能會出現一定的變化，在遇到此種問題時，一旦建筑結構設計沒有達到規定標準和要求，就會使其負載能力超過最大限度，導致建筑物出現變形、傾斜等問題，情況嚴重甚至會造成建筑坍塌等。這樣不僅會對人們的安全產生極大的威脅，還會造成嚴重的經濟損失。另外，減震設計對于建筑物而言也非常重要，它可以在遇到地震等災害情況時保障建筑安全。

1 建筑結構隔震減震技術概括

1.1 減震技術

建筑結構消能減震即是在建筑的某些位置設計耗能裝置，依靠耗能裝置形成摩擦、彎曲(或者扭轉)、彈塑性滯回變形來盡量消耗或吸收地震過程中對建筑結構產生的能量，從而降低主體結構的地震反應，有效防止結構出現破壞或倒塌的問題，最終實現減震的目的。

1.2 隔震技術

和減震結構設計相比起來，建筑結構設計中的隔震設計更加多元化，選擇特殊材料的地基隔震、層間隔震等是比較常見的措施。而選擇特殊材料的地基隔震通常來說會利用豁土、砂子或瀝青等材料;基礎隔震是一種效率較好的隔震手段，體形規則的建筑可采取這一設計方式。基礎隔震結構惜助于在建筑物的基礎以及上部結構之間設計隔震層，把整個建筑劃分為上部結構、隔震層以及下部結構三個組成部分。地震對建筑產生的能量通過下部結構傳遞到隔震層，大多數能量被其中設置的隔震裝置所吸收，只有少許能量傳遞到上部結構，進而在很大程度上降低了地震帶來的影響，增強了建筑的穩定性和安全性。

2 建筑結構的隔震減震策略

2.1 地基部分的減震設計

建筑工程施工作業階段，不同地基上不可以同時建設相關單元的建筑物，同時不可以使用處理地基以及整合地基，盡量采用天然地基。進行建筑基礎埋設時，要合理增加埋設的深度，避免弱化建筑物的嵌固作用。除此之外，若地基埋設深度不夠，當出現地震情況時，受到大振幅的影響，很容易產生坍塌危險。因此，開展建筑設計時，要將位移作為抗震設計基點，做好結構定量分析，避免地震發生時地表能量散發，同時避免引發共振問題。

2.2 結構懸掛隔震

在建筑物中實施懸掛隔震設計，指的是通過懸掛方式將建筑結構吊起，也就是在建筑設計中比較常見的懸掛結構。這種設計在遇到地震災害時，地震能量在傳播過程中基本不會對懸掛結構造成影響，以此來減弱地震造成的破壞。結構懸掛一般在大型鋼結構中應用的比較廣泛，但是這種設計的標準要求較高，必須要將建筑物的主體和分支架構框架進行科學有效的結合才可以起到良好的隔震作用。

2.3 抗側力的體形優化

相關人員在土木工程項目開展的過程中，如果選擇了剛性結構方案，就可以降低地震災害對建筑主體結構產生的破壞，并且建筑主體結構發生變形的幾率相對較低。如果建筑結構中存在超靜定，就會存在一定的塑性鉸，這也會降低地震對建筑造成的破壞程度。于建筑結構而言，強度與穩定程度成正比，也就是說強度越低穩定程度越低。相關人員應該將建筑結構的屈服性進行科學優化，在結構遭到破壞時應該對總體的屈服機制進行全面分析，并制定科學的屈服機制，不能簡單的依據樓層進行制定。相關人員在設計土木工程的結構時，應該遵循以下幾點原則：強節弱桿、強壓弱拉、強柱弱梁、強剪弱彎，就是在選取橫向桿件時，應當對桿件的軸力進行充分考慮，盡可能保證彎曲耗能，進而實現加強總體構建延性的效果。

2.4 建筑結構抗震設計中適當采用SMA 材料

中國古代的隔震材料北京故宮博物院是一座有14年歷史的皇城，由明朝成祖永樂皇帝于1406年建造。數百個不同大小的閣樓被裝飾成一個巨大的建筑群。如果現存的中世紀木結構大多位于災區，但地震災害較少，故宮博物院的設備和管道工程始于1975年，博物館中心被挖掘5～6m。故宮博物院的主樓是大理石平臺上蒸糯米和石灰的混合物。下面是一層柔韌的糯米材料。它可以在一定階段將建筑物與地震隔離開來，以避免地震破壞。北京故宮建于1406年，有抗震的概念。我認為這是中國在世界上第一次進行地震研究。

3 結語

對于建筑結構設計工作來說，是否可以真正考慮到建筑杭震性的問題，同時采取科學的設計方案來實現杭震要求，這對建筑整體的安全性與穩定性都具有非常重要的影響。一直以來，在進行建筑結構設計的過程中都是遵循小震不倒、大震能修的原則，但隨著高層建筑的日益增多，這一原則應當予以調整，要確保建筑可以實現小震不壞、中震可修、大震不倒的標準，在進行結構設計的過程中盡量采取科學的隔震減震設計。