隔震減震控制技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的運(yùn)用分析

高茹茹

(山西華鼎建筑設(shè)計(jì)有限公司，山西 太原 030001)

在建筑工程中，隔震減震控制技術(shù)能夠在一定程度上降低外界震動(dòng)對(duì)建筑工程結(jié)構(gòu)的影響，通過(guò)對(duì)隔震減震控制技術(shù)進(jìn)行分析，結(jié)合建筑工程項(xiàng)目的實(shí)際需求找出相對(duì)更加適合的隔震減震方法，進(jìn)而使建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)質(zhì)量變得更好。因此，有必要對(duì)隔震減震控制技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用進(jìn)行分析，以此來(lái)讓隔震減震控制技術(shù)真正實(shí)現(xiàn)價(jià)值優(yōu)化。

1 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中隔震減震控制技術(shù)的價(jià)值分析

在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，為了最大限度提高建筑物的安全性，就必須結(jié)合工程項(xiàng)目的實(shí)際需求，來(lái)加強(qiáng)對(duì)隔震減震控制技術(shù)的應(yīng)用，通過(guò)分析隔震減震控制技術(shù)的潛在價(jià)值，使得隔震減震控制技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中變得更加具有針對(duì)性。

1.1 減輕建筑結(jié)構(gòu)變形

隔震減震控制技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中，其最主要的價(jià)值就是解決由地震所帶來(lái)的建筑風(fēng)險(xiǎn)問(wèn)題。地震的發(fā)生不僅會(huì)對(duì)建筑物安全造成影響，還將嚴(yán)重影響建筑內(nèi)居民的正常生活。隨著建筑行業(yè)的不斷發(fā)展，為了降低地震發(fā)生所帶來(lái)的負(fù)面影響，因此我們?cè)诮ㄖこ探Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，往往會(huì)結(jié)合工程實(shí)際情況加入隔震減震控制技術(shù)。為了讓建筑工程結(jié)構(gòu)質(zhì)量變得更好，就應(yīng)該結(jié)合建筑工程的實(shí)際情況來(lái)加強(qiáng)對(duì)隔震減震技術(shù)的應(yīng)用，隔震減震控制技術(shù)的合理應(yīng)用可以很大程度上降低地震給建筑物主體造成的影響，進(jìn)而將建筑結(jié)構(gòu)變形帶來(lái)的影響降至最低。

1.2 降低經(jīng)濟(jì)損失

在建筑工程中，抗震減震設(shè)備的核心價(jià)值就是讓建筑工程結(jié)構(gòu)變得更加牢固，提高建筑物在面對(duì)地震時(shí)的整體性能質(zhì)量。隔震減震控制技術(shù)在應(yīng)用期間對(duì)于抗震具有良好的效果，能夠有效保障人們的生命財(cái)產(chǎn)安全。隨著科技的不斷發(fā)展，全新的隔震減震控制技術(shù)在應(yīng)用期間可以有效降低設(shè)備維護(hù)與更換頻率，進(jìn)而達(dá)到提高經(jīng)濟(jì)性的目的。由于全新的技術(shù)設(shè)備所采用的材料與技術(shù)往往更加先進(jìn)，因此即便經(jīng)歷了小規(guī)模地震，同樣無(wú)需修改與更換，只要能夠降低對(duì)設(shè)備頻繁更換的依賴(lài)，就可以降低對(duì)資源的浪費(fèi)，并提高建筑工程項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)性。

1.3 控制建筑工程成本

在傳統(tǒng)建筑工程中，為了能夠真正實(shí)現(xiàn)減震抗震，工程項(xiàng)目往往會(huì)增加抗震設(shè)備預(yù)算，而在實(shí)際工程中，因?yàn)楦粽饻p震控制技術(shù)的特殊性，所以抗震設(shè)備所采用的資金往往普遍低于預(yù)算資金，如果施工單位未及時(shí)加強(qiáng)成本造價(jià)控制，就將導(dǎo)致工程造價(jià)有所上升。隔震減震控制技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中，可以在一定程度上降低工程成本造價(jià)，因?yàn)橐孕屡d技術(shù)為基礎(chǔ)的隔震減震控制技術(shù)設(shè)備所采用的施工材料往往更加先進(jìn)，所以隔震減震控制技術(shù)在應(yīng)用期間可以避免使用過(guò)多的抗震設(shè)備，進(jìn)而讓建筑工程的成本節(jié)約效果變得更好。

2 建筑工程結(jié)構(gòu)隔震減震控制技術(shù)的應(yīng)用原理與類(lèi)型分析

在建筑工程中，隔震減震控制技術(shù)能夠有效降低地震帶來(lái)的負(fù)面影響，通過(guò)分析隔震減震控制技術(shù)的思路與類(lèi)型，才能結(jié)合工程項(xiàng)目的切實(shí)需求找到適合的隔震減震控制技術(shù)方法，進(jìn)而讓隔震減震控制技術(shù)在應(yīng)用中變得更加具有針對(duì)性。

2.1 隔震減震控制技術(shù)的應(yīng)用原理

隔震減震控制技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中，可以選擇的隔震減震思路大致可以分為3類(lèi)，不同類(lèi)別的隔震減震控制技術(shù)在應(yīng)用中能夠發(fā)揮的效果各不相同，隔震減震控制技術(shù)的主要原理如下：

消能減震在應(yīng)用期間，可以通過(guò)增強(qiáng)建筑結(jié)構(gòu)附加阻力值的防護(hù)窗來(lái)達(dá)到降低建筑結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)程度的目的。特別是耗能結(jié)構(gòu)元件，更是可以對(duì)建筑工程結(jié)構(gòu)在遇到地震的情況下完成對(duì)地震能量波的消減與吸收，通過(guò)吸收地震能量波可以實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑工程主體結(jié)構(gòu)的保護(hù)。從隔震減震控制技術(shù)的角度進(jìn)行分析，消能減震可以在建筑結(jié)構(gòu)中，借助建筑上層結(jié)構(gòu)的隔震層發(fā)揮消能效果。

機(jī)械減震絕大多數(shù)指的是無(wú)粘結(jié)鋼支撐的減震系統(tǒng)，通過(guò)建筑工程結(jié)構(gòu)的鋼支撐與外包鋼管的不粘結(jié)性，或是在內(nèi)部鋼支撐上涂抹足夠的無(wú)粘結(jié)漆，可以有效生成滑移界面，通過(guò)在滑移界面中采用適合的機(jī)械材料并加強(qiáng)材料尺寸設(shè)計(jì)與施工，可以完成對(duì)內(nèi)部與外包層的相對(duì)滑動(dòng)，進(jìn)而避免內(nèi)部鋼支撐結(jié)構(gòu)在運(yùn)行期間出現(xiàn)橫向變形或整體、局部彎曲[1]。

在隔震減震控制技術(shù)的應(yīng)用中，蹺動(dòng)減震非常重要。就目前而言，蹺動(dòng)減震可以實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑工程上部與下部結(jié)構(gòu)在豎向設(shè)計(jì)中的不緊固設(shè)計(jì)，其他減震方法則可以對(duì)建筑結(jié)構(gòu)承受地震壓力偏大的支撐結(jié)構(gòu)的不緊固設(shè)計(jì)。

2.2 隔震減震控制技術(shù)類(lèi)型分析

2.2.1 軟基隔震

隔震減震控制技術(shù)的核心價(jià)值就是抗震，能夠有效規(guī)避地震造成的嚴(yán)重危害。通過(guò)在地基工程中利用軟材料進(jìn)行隔震，可以對(duì)建筑工程建造期間實(shí)現(xiàn)地基質(zhì)量最大化。隔震技術(shù)在應(yīng)用期間必須開(kāi)展高質(zhì)量的隔震設(shè)計(jì)，隔震設(shè)計(jì)可以在地震發(fā)生的情況下降低建筑工程損失。在建筑工程中，地震隔離設(shè)計(jì)非常關(guān)鍵，隔震設(shè)計(jì)中，需要考慮建筑柔軟的建筑隔震層，利用柔軟材料進(jìn)行施工，可以讓建筑工程在施工結(jié)束后發(fā)揮出保護(hù)作用，進(jìn)而降低地震波對(duì)建筑工程造成的損害。相較于傳統(tǒng)砂礫等材料，這種柔軟材料在實(shí)際應(yīng)用中具有極強(qiáng)的隔震效果。

2.2.2 滑移面隔震

在建筑工程項(xiàng)目中，為了讓隔震效果變得更好，就應(yīng)該在建筑物的基礎(chǔ)上加設(shè)隔震設(shè)施，隔震設(shè)施的應(yīng)用能夠明顯降低地震造成的損害，隔震設(shè)施還可以避免建筑結(jié)構(gòu)被破壞。在實(shí)際應(yīng)用中，可以借助滑移面來(lái)加強(qiáng)隔震效果，通過(guò)在上部結(jié)構(gòu)與建筑物基礎(chǔ)位置設(shè)置滑移面，并在滑移面上使用更多具有較高摩擦系數(shù)的材料，這樣就能夠在遇到地震時(shí)，讓建筑物在整體水平移動(dòng)中通過(guò)滑移面的摩擦來(lái)耗費(fèi)地震能量，這樣能夠有效阻止地震傳輸，進(jìn)而讓隔震質(zhì)量變得更好[2]。

2.2.3 層間隔震

在層間隔震中，層間隔震可以在建筑物層間設(shè)置隔震設(shè)備，通過(guò)在層間位置處安裝可以實(shí)現(xiàn)耗能減震的設(shè)備，可以在地震出現(xiàn)之后，有效降低地震帶來(lái)的負(fù)面影響，并完成對(duì)地震能量波的吸收。層間隔震可以降低地震對(duì)建筑物的損害，因此對(duì)于建筑施工方而言，層間隔震是1種簡(jiǎn)單且容易實(shí)現(xiàn)的隔震效果，隔震技術(shù)在應(yīng)用期間，能夠在低成本的情況下最大限度提高抗震效果。通常情況下，層間隔震在舊建筑物結(jié)構(gòu)改造期間能夠?qū)崿F(xiàn)效果最大化，而在全新的建筑工程項(xiàng)目中，層間隔震卻無(wú)法發(fā)揮出應(yīng)有的效果。

2.2.4 懸掛式隔震

懸掛式隔震在應(yīng)用期間，可以通過(guò)鐵鏈與其他懸掛物將建筑結(jié)構(gòu)懸掛到大型鋼架中，在出現(xiàn)地震后，通常只有極少數(shù)地震能量能夠傳輸至懸掛結(jié)構(gòu)中，地震能量傳輸在懸掛結(jié)構(gòu)之后，建筑物的工程結(jié)構(gòu)不會(huì)受到影響。所以，懸掛式隔震能夠有效提高人身財(cái)產(chǎn)安全性。需要注意的是，懸掛式隔震在應(yīng)用期間具有一定程度的弊端，懸掛式隔震往往只能在鋼結(jié)構(gòu)中得到應(yīng)用，所以在很多建筑物中往往存在施工限制的情況。

3 隔震減震控制技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

隔震減震控制技術(shù)的應(yīng)用能夠降低地震災(zāi)害帶來(lái)的負(fù)面影響，通過(guò)以隔震減震控制技術(shù)為基礎(chǔ)，對(duì)建筑物加強(qiáng)防護(hù)，可以有效保障人們的生命財(cái)產(chǎn)安全性，通過(guò)加強(qiáng)地震能量波的吸收，能夠?qū)⒌卣饚?lái)的負(fù)面影響降至最低。

3.1 工程概況

A市某體育館建筑工程項(xiàng)目整個(gè)建筑平面為八角形，南北縱向長(zhǎng)度為88.25m，東西橫向長(zhǎng)度為76.19m，屋頂高度為27.56m，體育館占地面積為7 868.24m2，建筑面積為17 864.25m2。體育館下部基礎(chǔ)為樁基礎(chǔ)，上部承重結(jié)構(gòu)為預(yù)制柱與現(xiàn)澆梁共同組成的裝配式框架。體育館項(xiàng)目于2004年正式投入運(yùn)行，隨著時(shí)間推移，如今體育館的隔震減震效果已經(jīng)逐漸無(wú)法滿足實(shí)際需求，因此需要通過(guò)對(duì)隔震減震控制技術(shù)進(jìn)行分析，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)體育館隔震減震系統(tǒng)的改造與優(yōu)化[3]。

3.2 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中隔震減震控制技術(shù)的應(yīng)用策略

在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，隔震減震控制技術(shù)需要從上部結(jié)構(gòu)、隔震體系與下部基礎(chǔ)3個(gè)環(huán)節(jié)來(lái)提高隔震減震效果。其中上部結(jié)構(gòu)可以通過(guò)隔震層來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)基礎(chǔ)之間的連接，建筑工程同樣會(huì)選擇采用剛性連接，所以在建筑工程中進(jìn)行隔震減震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，需要注意切斷上部結(jié)構(gòu)與基礎(chǔ)之間的連接，并通過(guò)針對(duì)性處理來(lái)加強(qiáng)上部切割面的水平剛度參數(shù)，這樣便可以滿足工程項(xiàng)目對(duì)于上部結(jié)構(gòu)水平剛度的實(shí)際需求。

3.2.1 基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

在工程項(xiàng)目中，為了利用隔震減震技術(shù)實(shí)現(xiàn)建筑物加固，就必須在分析建筑結(jié)構(gòu)的同時(shí)，了解傳力情況，只有這樣才能了解隔震結(jié)構(gòu)受力體系對(duì)于建筑物加固的切實(shí)需求。通常情況下，隨著建筑物傳力途徑的改變，需要針對(duì)建筑物基礎(chǔ)開(kāi)展加固處理，而擴(kuò)大基礎(chǔ)則是建筑工程相對(duì)最為常見(jiàn)的加固方式。如單獨(dú)柱基加固可以采用底面四邊擴(kuò)大加固，條形基礎(chǔ)更加適合雙面加寬，只有結(jié)合工程項(xiàng)目的實(shí)際情況找出適合的加固施工方法，才能讓加固施工質(zhì)量變得更好。在基礎(chǔ)施工中，為了讓混凝土連接效果變得更好，應(yīng)該在混凝土澆筑前開(kāi)展鑿毛清理，必要時(shí)可以每間隔一段距離設(shè)置一段錨固鋼筋。

3.2.2 下支墩施工設(shè)計(jì)

因?yàn)榛A(chǔ)隔震結(jié)構(gòu)將會(huì)改變建筑物的原有傳力模式，原有墻上的荷載往往會(huì)以均布荷載的方式實(shí)現(xiàn)傳遞，通過(guò)打造基礎(chǔ)隔震結(jié)構(gòu)，需要將荷載集中至隔震支座，所以必須在加固改造中重點(diǎn)關(guān)注下支墩承載力情況。在面對(duì)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)加固改造的基礎(chǔ)時(shí)，需要結(jié)合軸心受壓柱來(lái)進(jìn)行加固計(jì)算，施工期間需要注意開(kāi)展鑿毛處理，鋼筋施工階段需要加強(qiáng)預(yù)埋件放置，通過(guò)重點(diǎn)關(guān)注新舊結(jié)構(gòu)的連接情況，可以讓施工效果變得更好。

3.2.3 托墻梁與隔震縫施工設(shè)計(jì)

在托墻梁施工中，需要結(jié)合建筑結(jié)構(gòu)特點(diǎn)來(lái)選擇適合的托換方法，雙夾梁托換在應(yīng)用中可以借助墻體兩側(cè)夾梁與橫向拉梁來(lái)實(shí)現(xiàn)輔助施工，施工期間可以結(jié)合整體移位托梁來(lái)完成施工處理[4]。

在隔震縫施工時(shí)，必須確?；炷翉?qiáng)度滿足設(shè)計(jì)值，施工期間需要針對(duì)隔震支座周?chē)M(jìn)行預(yù)留空間，只有這樣才能在地震出現(xiàn)后確保建筑物的上部結(jié)構(gòu)能夠有可能完成水平位移。

3.2.4 隔震支座安裝規(guī)劃設(shè)計(jì)

隔震支座工序簡(jiǎn)單，技術(shù)要求相對(duì)較高，作為隔震加固中的重要環(huán)節(jié)，隔震支座安裝質(zhì)量將會(huì)直接影響到工程項(xiàng)目的整體隔震效果。隔震支座施工期間，需要優(yōu)先開(kāi)展下支墩作業(yè)，在隔震支座就位后方能開(kāi)展上支墩預(yù)埋板施工。在隔震支座施工期間，應(yīng)該重點(diǎn)關(guān)注施工材料質(zhì)量，只有在材料采購(gòu)、驗(yàn)收階段加強(qiáng)針對(duì)性管理，才能讓后續(xù)施工變得更加順利。在選擇橡膠隔震支座的情況下，必須重點(diǎn)關(guān)注施工平整性，平整性將會(huì)對(duì)橡膠隔震墊的性能造成嚴(yán)重影響。在連接板的組裝階段，需要安排2個(gè)施工人員進(jìn)行對(duì)稱(chēng)施工，避免因?yàn)槭┕な芰Σ痪鶆蚨绊懙桨惭b質(zhì)量。在吊裝環(huán)節(jié)需要對(duì)吊點(diǎn)進(jìn)行控制，吊點(diǎn)控制可以避免隔震支座與連接板出現(xiàn)錯(cuò)位的情況。除此之外，在施工中還需要加強(qiáng)隔震支座的保護(hù)措施，以此來(lái)達(dá)到提高施工質(zhì)量的目的。

3.2.5 框架柱隔震托換與基礎(chǔ)移位施工設(shè)計(jì)

在隔震支座上支墩施工期間，應(yīng)該重點(diǎn)分析新舊混凝土界面的協(xié)調(diào)性，并針對(duì)鋼筋錨固等環(huán)節(jié)進(jìn)行加強(qiáng)處理，通過(guò)對(duì)施工細(xì)節(jié)進(jìn)行優(yōu)化，可以讓施工效果變得更好。在安裝隔震支座時(shí)需要注意防護(hù)，在施工上部托梁以及樓板處要加強(qiáng)收縮管理，在綁扎上托梁時(shí)，需要在托換范圍結(jié)合柱高設(shè)置焊接箍筋。如果托換柱荷載過(guò)大，可以通過(guò)托換牛腿縱筋來(lái)保證施工效果。

隔震技術(shù)在建筑工程中應(yīng)用為了實(shí)現(xiàn)應(yīng)用效果最大化，就必須主動(dòng)克服施工階段可能遇到的難點(diǎn)情況。在移位施工環(huán)節(jié)，新基礎(chǔ)與上部結(jié)構(gòu)需要重點(diǎn)關(guān)注隔震構(gòu)件的植入情況。在新基礎(chǔ)工程中，需要在隔震下支墩頂面預(yù)設(shè)連接板并留下凹槽，此時(shí)可以覆蓋木板以及其他保護(hù)措施來(lái)加強(qiáng)連接板保護(hù)能力。施工上軌道梁與加固底盤(pán)同樣需要在上支墩與隔震支座上設(shè)置預(yù)埋板。在建筑物移位至設(shè)計(jì)區(qū)域后，需要針對(duì)預(yù)埋板與隔震支座進(jìn)行校正，并通過(guò)機(jī)械連接等方式來(lái)加強(qiáng)連接能力。施工全程需要針對(duì)隔震支座進(jìn)行保護(hù)性處理，只有這樣才能讓施工效果變得更好[5]。

A市某體育館工程項(xiàng)目，通過(guò)在加固施工中加強(qiáng)對(duì)隔震減震控制技術(shù)的應(yīng)用，并以建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為基礎(chǔ)來(lái)實(shí)現(xiàn)工程規(guī)劃，成功在規(guī)劃設(shè)計(jì)階段滿足了工程需求，通過(guò)嚴(yán)格結(jié)合設(shè)計(jì)方案加強(qiáng)工程加固施工，A市某體育館最終加固效果得到了保障。

4 結(jié)語(yǔ)

在建筑工程項(xiàng)目中，隔震減震控制技術(shù)的重要性毋庸置疑，通過(guò)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中加強(qiáng)隔震減震控制技術(shù)的應(yīng)用，可以在提高工程質(zhì)量的同時(shí)增強(qiáng)工程項(xiàng)目安全性。相信隨著更多人意識(shí)到隔震減震控制技術(shù)的價(jià)值，建筑隔震減震控制技術(shù)將會(huì)變得更好。