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建筑结构隔震与减震设计问题分析与措施探讨

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建筑结构隔震与减震设计问题分析与措施探讨
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摘 要:地震是一种较为严重的自然灾害,不仅会在很大程度上影响建筑物的正常使用,同时会威胁到人们的人身财产安全。近几年来,地震的发生频次有所增加,地震地区的经济发展受到很大影响,也造成了很多人员伤亡,在现代建筑建设中,如何隔震减震,尽可能避免地震灾害已经成为极为重要的设计要点。主要介绍了建筑结构的隔震技术以及减震技术,并且提出了不同部位可以采用的隔震减震措施。

关键词:建筑结构;隔震设计;减震设计

从每一次地震事故可以看出地震具有非常强的破坏力,不仅使地区区域承受重大的经济损失,同时也严重威胁到当地地区居民的生命财产安全。因此,现代建筑工程应将建筑的抗震性能以及整体安全性作为设计重点。目前,广大设计师主要是通过隔震或者消能减震的方法尽可能减轻地震对于建筑结构的损害,在现代建筑设计中应用隔震减震技术,可以显著减轻地震对于建筑物的破坏程度,即使会在一定程度上提高整个建筑工程造价,但是对于现代建筑发展而言显得非常有必要。总结过去的建筑工程实践经验,消能器可以使建筑结构阻尼增加,应用效能器可以减轻相应的地震反应,如风荷载作用产生的结构位移等,进而实现建筑效能减震的效果。总结国外的隔震经验,将结构的自振周期延长,可有效减轻结构的水平地震作用。

1 建筑结构的隔震技术以及减震技术

1.1 建筑结构的减震技术

通常情况下,建筑减震可以通过巧妙利用地震能量和建筑阻尼之间的内在联系实现。如果增加建筑阻尼,可以在很大程度上消耗地震能量,基本上减震措施的基本出发点是使建筑阻尼增加,从而达到消耗地震能量的目的,减轻甚至避免地震对于建筑主体结构的破坏。针对一些相关的布置问题,比如设置消能部件的个数、设置消能部件的位置等,都应该进行仔细的分析以及计算。一般情况下,消能构件都是设置在结构的2个主轴方向上,这样可以使两个方向的刚度以及阻尼增加。也可以将消能结构放置在变形较大的结构位置上,这样可以均衡整个建筑结构的阻尼分布,更容易分散地震能量,使整个建筑物的抗震性能大大提高,确保整个建筑物的安全性。

1.2 建筑结构的隔震技术

隔震措施往往会有一定的时间限制,因此建筑的隔震设计应该抢在建筑工程正式开工前,最晚也不能拖到建筑工程施工的时候再针对一些关键的部位设计隔震措施。隔震措施设计时应该选择恰当的部位,一般都是选择建筑的关键部位以及基础部位。

一般减震措施不会设置使用时间限制,可以在建筑工程施工前针对基础部分作出相应的处理,在局部设置一些减震措施,也可以在建筑工程竣工后设计一些减震措施,增加建筑物阻尼,进一步加固建筑物的防震性能。而且减震措施不仅可以用于建筑物的上部结构,也可以用于隔震夹层,因此适用范围相对比较大。减震技术的主要作用机制是布置建筑物结构的相关元件,附加消能减震装置,增加结构的阻尼比,从而对建筑结构的变形进行预估管理,一旦感受到地震能量的情况下,附加消能装置会将部分能量吸收,这样可有效保护建筑主体结构,避免建筑受到震害的严重破坏。

目前已经有很多资料报道表明,在建筑结构中采用消能减震措施,可以在很大程度上增强整个建筑物的抗震性能。减震结构具有很多种种类,本文主要介绍较为常见的跷动振动控制技术以及无粘结支撑体系减震技术,这两种减震技术的地震反应更加激烈且快速。其中无粘结支撑体系,主要是在介于外包混凝土和内钢支撑之间存在的滑移界面上涂抹无粘结漆,这样建筑物的压力主要由内钢承担,而外钢起到辅助作用,内外钢相互协同作用可以很快消散地震能量。无粘结支撑体系减震技术的技术难度比较大,主要是因为其对减震结构设计以及每个相关部件的计算都有非常高的要求,在实际应用中操作难度系数较大。而跷动减震技术主要是在竖向上处理建筑和建筑结构的地震力,将其转移到竖向连续墙、较大柱等部分和下部基础,这样可以避免建筑中相对薄弱的结构以及构件不会受到强烈地震的破坏。

2 不同部位的减震措施以及隔震措施

不同的建筑物场地种类,相应的隔震技术也有有所不同,目前很多工程实践表明,隔震房屋应该采用硬土场地。如果隔震房屋选择弱土场地建设的话,地震造成的破坏可能不会减少,反而会扩大,这主要是由于地震波的中频分量、高频分量会被弱土地过滤掉,增加结构周期,使地震效应延长,这样不仅不会减轻地震效应,反而会增加地震效应。因此,在选用消能隔震技术之前,应该仔细调查、分析建筑场地。

2.1 隔震地基材料

建筑物不同的情况下,应该选择不同的地基材料,这也是导致地震波反应差异的一个主要原因。在隔震措施中,可以在建筑物地基建设中选用特殊的材料减轻地震波,进而减弱建筑物对于地震的震感。以往建筑物的基础处理主要是采用砂子和粘土进行垫层,也有的人会采用糯米垫层进行抗震,经过相关的研究和试验表明,在建筑物的隔震层采用以沥青为原料的新型材料,产生的隔震效果非常好。

2.2 基础隔震结构

所谓基础隔震,主要指建筑基础部分将地震波消耗掉,阻断地震波向上部结构传导,这样可有效减少甚至避免建筑上部结构受到的地震破坏。一般情况下,都会在建筑基础和上部结构之间设置一个隔震装置,外形比较规则的底层建筑相比高层建筑而言,隔震装置的抗震效果会更显著。这主要是由于高层建筑结构中设置隔震装置,会使建筑结构自振周期延长,进而减弱隔震效果。

2.3 层间隔震装置

最开始采用层间隔震措施主要是为了将耗能减震装置安装在原结构上,这个减震装置的结构主要包括隔震支座以及质量,一旦发生地震的情况下,质量减震以及装置隔震会发生协同作用,将地震能量吸收,使地震损害减弱,这样也可以降低地震对于建筑结构的影响。实际上,隔震技术和抗震技术的结合也就是层间隔震,但是相对于基础隔震技术而言,层间隔震的减震效果会降低20%左右。层间隔震技术的抗震效果虽然并不是很明显,但是这种技术的应用相当广泛,可以在新建建筑物中应用,也可以加固既有建筑物。可以采用橡胶作为隔震装置的支座材料,只要将原结构隔热层或者结构夹层进行改建,就可以实现减震目的。

2.4 悬挂隔震技术

所谓悬挂隔震,其基本作用原理是避免地面地震波向建筑主体结构传递,这样可最大限度的保护建筑物主体结构。由此可见,大部分悬挂隔震装置结构的质量,有可能是所有质量都在地面上悬挂,一旦发生地震,建筑结构上层的分离会无法产生惯性力,这样可以起到很好的隔震目的。相对于其他技术而言,悬挂隔震技术的适用范围并不广泛,其主要应用于大型钢结构、钢结构等,同时也会分为主框架以及子结构两个部分,将子结构悬挂起来,这样就可以分离主框架结构和子结构。地震波达到事先的悬挂部位时,会大大减少地震波产生的能量,将地震传递阻断,这样有利于减轻建筑在地震事故中受到的破坏。

3 减震技术措施

在高层建筑设计时应选用具有较大阻尼结构类型和体系。同时为了提高结构的阻尼,也可以在结构上设置阻尼器以吸收地震输入能量,减少结构的变形。结构的抗震能力是由承载力和变形能力两者共同决定的。地震反应分析的着眼点应该是变形能力,当地震力达到结构屈服抗力以后,目前高层建筑设计过程中主要采用强柱弱梁、强节点弱构件与强化梁柱塑性铰的方法来提高建筑结构的延性。

总而言之,隔震和减震设计是现代建筑结构设计的重要内容,在建筑物的隔震减震设计中应该仔细检验测定建筑隔震装置构件的性能参数,而且应该严格根据相关规范安装、检测装置,保证隔震减震装置的各项基本性能。

参考文献

[1] 吴星海.建筑结构隔震与减震设计问题分析与措施探讨,科技风,2014,12,166.

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【摘要】设计单位应当对给排水设计应引起重视,以避免常见错误影响到给排水的施工质量,尤其是对给排水工程常见影响因素的处理,要进行充分的考虑和分析,找出设计中的问题,并制定相应的解决策略,以有效提高设计的合理性,从而更好......
对建筑钢结构施工技术措施的探讨
发布时间:2015-07-30
【摘要】本文主要探讨钢结构建筑的特点及施工技术的应用,并且对如何提高工程质量提出了个人建议,以供参考。 【关键词】钢结构;施工技术;质量 前言 随着我国建筑市场的繁荣,不少新型建筑开始引入了钢结构模式,这种模式将钢......
建筑物抗震设防原则
发布时间:2023-05-14
建筑抗震设计的基本思想是:小震不坏,中震可修,大震不倒。 通过结构工程师的计算与设计,采取各种相应的构造措施,保证建筑物在遭受设防烈度以内的地震作用时具有足够的承载力与变形能力,保证建筑物内人员与设备的安全,减少各种......
房屋建筑结构设计的探讨
发布时间:2023-04-14
摘要:建筑结构的可靠度、稳定性很大程度取决于建筑结构加固处理,在这里笔者论述了建筑结构加固设计,设计的过程以及基本方法。 关键词:建筑结构、结构设计、加固设计、受力分析 引言:我国是自然灾害高发国家之一,其中三分之......
高耸钢框架结构―TMD减震控制效果模型实验分析
发布时间:2022-07-23
摘 要 文章通过改变TMD的质量来进行分频率调谐控制,并分析了基底激励作用下TMD的不同安放位置对结构减震控制效果影响。 关键词 变质量 调谐质量阻尼器 高耸钢框架 中图分类号:TU352.1 文献标识码:A 0 引言 TMD的产生和发展......
有关高层建筑结构设计问题及对策的探讨
发布时间:2015-08-03
摘要:随着国家经济的发展,各行各业对于建筑房屋的需求和人们对建筑的观念改变,使得我国的建筑行业突飞猛进地发展起来。然而高层房屋建筑结构设计方面存在诸多问题,造成设计过程中安全性和经济性不能有效的把握。本文就主要对高层......
装配式桥梁地震作用分析与设计
发布时间:2022-10-21
【摘 要】 装配式先简支后连续结构由于施工工艺和经济方面的显著优势在各级公路桥梁中广泛应用。对地震烈度VI度以上地区,由于受力的复杂性使得下部结构设计往往局限于桥梁个体,缺少系统的设计成果。选取装配式简支变连续组合箱梁桥......
探析建筑工程施工管理的问题与措施
发布时间:2023-02-13
【摘要】市场经济的发展,对建筑施工企业之间的竞争也提出了更高的要求,建筑工程施工管理成为了建筑项目管理的重要组成部分。本文首先阐述了加强建筑工程施工管理的重要性,对建筑工程施工管理存在的问题进行了探讨分析,并提出了加......
浅谈房屋结构设计中的抗震技术
发布时间:2022-12-20
【摘要】近年来,随着社会经济的进步,城市中的高层建筑如雨后春笋般拔地而起,与此同时,我国地质灾害频发,国家的房屋施工技术标准也越来越高,在此形势下,抗震技术的研究成为建筑领域的重点,本文对抗震技术的意义、原理以及应用......
从建筑施工事故分析建筑施工问题探讨
发布时间:2022-10-10
【摘要】近年来,建筑工程的施工都是伴随着许多其他分部工程的共同进行,在施工过程中各分部工程会采用不同的施工方案、施工方法以及各类机械设备完成作业。由于施工人员一些操作上的不规范,对于机械的操作只是凭个人经验,再加之,......
浅谈土建结构设计存在的问题及措施
发布时间:2015-08-03
摘 要:随着我们国家的经济在不断的发展,土建工程的数量也在不断的增加。但是,在土建工程的施工当中还存在一些问题,严重的影响到了土建的施工质量。文章根据土建工程中所需要遵守的原则进行分析,并提出建筑施工中会出现的一些问题......
建筑结构的加固方法与施工探讨
发布时间:2016-06-17
摘要:建筑结构加固对延长建筑使用年限,提高建筑安全性有着十分重要的作用。因此,本文就建筑结构的加固及施工进行探析。 关键词:建筑结构;加固;施工 前言 下面主要就混凝土结构、砌体结构、钢结构这三种结构的加固进行分析......
高层建筑转换层结构设计中的问题分析
发布时间:2023-01-08
摘要:在当前的高层建筑设计中,针对转换层结构的内容是至关重要项目,其设计方案和设计水平直接决定整个高层建筑的设计水平。本文主要介绍了高层建筑转换结构在受力方面的主要特点,阐述了关键结构层的存在形式和显著特征,详细分析......
建筑抗震知识
发布时间:2022-10-16
1.面波包括勒夫波和瑞利波。对建筑破坏最厉害的是面波。 3.地震设防烈度是一个地区建筑抗震设防的依据,必须根据过国家规定的权限审批、颁发的文件确定。地震基本烈度的定义:在50年期限内,一般场地条件下,可能遭遇的超越概率为10%~1......
建筑结构设计中存在的问题与解决对策
发布时间:2022-11-22
摘要:随着人们物质生活水平的不断提高,对建筑的使用功能和居住的舒适性的要求也更加高。因此,必须要完善建筑结构设计的相关内容,全面提高建筑的牢固性和安全性。在建筑技术发展的过程中,建筑结构也在不断的变化,而且逐渐趋向于......
高层建筑结构设计分析
发布时间:2022-11-10
摘要:文章分析了高层建筑结构的设计特点,以高层建筑结构设计理论为基础,以现行的国家相关规范标准为根据,对高层建筑结构经济性进行了深入的分析研究,得出了一些具有实用价值的结论,对高层建筑的优化设计具有很大的实用意义。 ......
建筑结构施工质量水平与结构安全性能探讨
发布时间:2022-09-04
【摘要】随着我国经济的飞速发展,建筑工程项目也越建越多,人们对建筑结构的质量与安全性也越来越重视。下面文中就建筑工程施工质量水平对于建筑物结构安全的影响进行了简要分析,并探讨了我国建筑结构施工过程中存在的问题。相信通......
桥梁结构抗震综述
发布时间:2023-02-23
摘要:中国的桥梁结构抗震落后于同期的建筑结构的抗震,而且落后于西方国家。笔者首先描述了桥梁遭受地震后呈现的破坏形式,通过破坏形式探讨了其抗震思想的发展:基于强度的抗震理论逐渐过渡到基于性能的抗震理论。此外,还介绍了基......
刍议建筑结构优化设计探讨
发布时间:2023-03-12
摘要:结构师在保证安全性的前提下,当然应该敢于挑战新的结构形式,使建筑师的意图得以实现。在建筑结构设计的过程中,在基本满足建筑师设计意图的基础上,平面布置应尽量规则,对称,尽量缩小质量中心和刚度中心的差异;使建筑物在......
分析建筑结构设计中结构设计优化技术
发布时间:2023-03-26
随着我国的发展以及科技水平的提高,近几年出现的建筑结构形式越来越多,满足了人们对建筑工程高要求。但是为了响应国家的节能环保措施,我们需要采取先进的优化技术对建筑结构设计进行优化,这样才能够使建筑实现节能的目的,达到经......
探讨建筑结构设计优化工作
发布时间:2023-07-12
【摘 要】随着中国市场经济的发展,建筑行业如雨后春笋般兴起。目前,建筑行业结构优化设计越来越重要。本文根据笔者多年工作经验,探讨了建筑结构设计优化工作中应注意的问题,分析优化建筑结构设计的方法,令建筑物更迎合社会发展的......
城市规划与建筑设计问题分析
发布时间:2022-11-20
【摘要】在现代城市的建设中,建筑设计在很大程度上影响着城市的整体规划。每个城市都有着自己的建筑风格,这个风格和城市的历史渊源有着很大关系,是城市传统的一种继承和发展,城市建筑也要以城市的风格为参考,尽量的保存城市独特......
轨道交通高架连续梁减隔震适应性研究
发布时间:2015-08-03
摘要:在对宁溧城际轨道交通连续梁结构进行抗震专项分析中,针对桥墩尺度及景观要求,结合延性设计及能力保护设计理念,进行了采用减隔震支座的抗震适应性研究。分析未隔震和双曲面球型减隔震支座隔震条件下的罕遇地震响应,研究结果......
建筑剪力墙结构施工质量提升措施探讨
发布时间:2023-05-04
摘要:近几年,随着我国经济建设的发展和城市化进程的加快,城市人口数量越来越多,住房也日趋紧张,高层住宅越来越多。剪力墙结构作为新的结构形式不断发展,满足高层住宅抗震等条件的要求,比较经济合理。此外,使用剪力墙结构,外......
重庆产业结构存在的问题与调整措施分析
发布时间:2023-06-24
摘 要:中国经济正处于改革的重要时期,走新型化工业道路,调整产业结构,一系列措施正在紧锣密鼓进行着。本文前言主要介绍了重庆的一些基本情况,让读者对重庆有大体的印象。正文第一部分主要提出重庆产业结构存在的三个问题:三大产......
抗震设计的实际应用分析
发布时间:2023-03-12
[摘要]本文主要从概念设计、抗震计算以及抗震措施三个方面分析了高层建筑结构抗震设计在实际中的应用,并提出了在抗震设计中的注意事项。 [关键词]高层建筑结构;抗震设计;实际应用;注意事项 高层建筑的抗震设计既要根据工程实际......
工民建结构抗震技术的浅述
发布时间:2023-02-16
【摘 要】随着城市化进程的不断加快,建筑物的数量不断增多,人们对其抗震设计也越来越重视。在进行建筑结构的抗震设计时,要基于宏观整体的角度来进行,从工程建筑的各个方面加以控制。当然,建筑结构的抗震设计必然会不断出现新技术......
高层建筑暖通设计的问题及改进措施分析
发布时间:2023-04-28
【摘要】随着我国综合国力的不断进步,高层建筑的应用越来越普遍,同时高层建筑的应用也带来了一些问题,例如暖通设计工作,目前就面临着诸多难题,对此本文探讨高层建筑暖通设计的问题及改进措施,旨在为相关工作开辟思路。 【关键......
论建筑工程框架结构设计中的问题与对策
发布时间:2022-07-21
1、建筑工程框架结构的定义及设计原则一般情况下,建筑工程框架结构设计的原则为抗震验算时采用的刚性、刚柔、柔性理论计算受到不同楼盖及布置(整体性)的决定,场地土类别应该是特别注意的一个问题。双向梁柱承重体系应该是框架结构设计的首选体系,但是也允许在一框架梁上搭设一部分另一框架梁。应给予垂直地震作用的设计以充分的重视,从震害分析,相关规范中严重缺乏较强的垂直地震作用。避免雨蓬从填充墙内出挑。如果雨莲、.........
建筑结构的概念设计分析
发布时间:2022-08-25
【摘要】概念设计是指在工程概念的基础上,根据工程客观规律,对一些难以确定的问题进行全方位分析,并从宏观的角度进行建筑结构设计。在建筑结构中,只有充分发挥概念设计的作用,才能在提高建筑结构性能的前提下,节约建筑结构的成......
建筑地下室结构设计分析
发布时间:2023-04-17
摘要:随着土地资源的日益稀缺,越来越多的建筑工程中设置了地下室结构,作为建筑地下室结构设计人员,必须切实加强对地下室的设计。文章基于这一背景,首先就现代建筑地下室结构设计特点进行了概述;其次就建筑地下室结构设计内容进......
建筑设计中的建筑节能措施分析
发布时间:2023-02-16
【摘要】建筑实现节能是建筑行业未来发展的趋势,加强建筑节能施工和节能设计,可以有利于建筑行业的可持续发展,为我国的生态文明建设增添活力。本文笔者对建筑设计中的建筑节能措施进行了分析和探讨。 【关键词】建筑设计;节能;......
建筑工程钢结构加工制作方法与技术措施分析
发布时间:2022-11-20
摘要:我们国家的经济在不断的发展,钢结构工程在我们的生活当中越来越多。本文针对建筑工程钢结构的加工制作方法与技术措施进行了阐述,以供业内相关技术人员参考。 关键词:建筑工程;钢结构;加工制作;技术措施 中图分类号:......