在高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)工作中,隔震減震的設(shè)計(jì)十分重要。在設(shè)計(jì)時(shí),必須保證小震不會(huì)損壞建筑結(jié)構(gòu),中震可以對(duì)其進(jìn)行維修,大震時(shí)建筑設(shè)施不會(huì)出現(xiàn)傾倒坍塌等危險(xiǎn)事件。做好合理高效的隔震減震設(shè)計(jì)工作,讓其起到較強(qiáng)的防護(hù)效用,切實(shí)地保障建筑結(jié)構(gòu)自身的安全穩(wěn)固狀態(tài)。因此,主要分析了建筑結(jié)構(gòu)的隔震減震內(nèi)涵,找出高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中所存在的隔震減震問題,制訂相應(yīng)的隔震減震措施,從根源上切實(shí)提升高層建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固程度,延長建筑設(shè)施的使用壽命,提高使用價(jià)值。
關(guān)鍵詞:高層建筑; 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì); 減震隔震
近年來,我國各個(gè)地區(qū)頻繁地發(fā)生地震事件,所以,其在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上的抗震性能要求會(huì)更加嚴(yán)苛。應(yīng)在建筑設(shè)施的抗震性施工中選擇相應(yīng)的隔震減震措施,更好地降低建筑設(shè)施在遭受地震時(shí)的損壞程度。在構(gòu)建高層建筑設(shè)施時(shí),應(yīng)綜合性地探究建筑設(shè)施自身的抗震問題,合理地使用相應(yīng)的抗震措施,使其可在較長時(shí)間中抵御地震。建筑施工單位必須注重地震防范工作的開展,采取不同種類的結(jié)構(gòu)更好的抗震減災(zāi),吸取大量的地震能,把地震的損害程度調(diào)控至最低。
1 高層建筑結(jié)構(gòu)隔震減震概述
建筑設(shè)施內(nèi)部的阻尼數(shù)值和地震能量消耗存在較為緊密的關(guān)系,在開展高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)工作時(shí),應(yīng)利用好這一特點(diǎn),適當(dāng)調(diào)整建筑設(shè)施內(nèi)部的阻尼大小,利用建筑設(shè)施阻尼更好地吸收地震的能量,這樣可以更好地保障主體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性,盡可能地減輕其所遭受到地震災(zāi)害。將隔震技術(shù)應(yīng)用到高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)工作中,已經(jīng)成為我國時(shí)代發(fā)展的必然。我國在汶川地震后,隔震建筑設(shè)施的種類及數(shù)量越來越多。一般來說,隔震設(shè)計(jì)所應(yīng)用到的施工材料和我國以往的設(shè)計(jì)方案所存在的差異比較顯著,和傳統(tǒng)抗震設(shè)計(jì)方案對(duì)比,當(dāng)前的隔震設(shè)計(jì)難度會(huì)比較高。隔震措施會(huì)受到時(shí)間因素的影響,可將隔震措施應(yīng)用到新型的建筑結(jié)構(gòu)之中,也可在建筑設(shè)施完成后,借助阻尼來調(diào)控地震吸取的能量,更好地實(shí)現(xiàn)減震的目的。站在適用部位的角度上分析,減震措施的應(yīng)用范圍相對(duì)來說比較廣泛,不管是上部結(jié)構(gòu),還是隔震的夾層,都可以使用減震措施。通過使用消能減震技術(shù),安裝消能減震設(shè)施,更好地調(diào)整結(jié)構(gòu)的阻尼比數(shù)值,避免建筑設(shè)施的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生變形等問題,利用附加裝置更好地吸取地震的能量,全面性地防護(hù)主體的結(jié)構(gòu),防止其在遭受地震災(zāi)害后嚴(yán)重破損。就數(shù)值統(tǒng)計(jì)信息可以更好地了解到,應(yīng)利用好消能減震的結(jié)構(gòu),更好地提升建筑設(shè)施的抗震性能。
2 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中隔震減震存在的問題
2.1 隔震減震支座
一般情況下,高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中,隔震減震支座深受抗震墻的影響,所以在設(shè)計(jì)隔震減震墻的過程中,需要秉持分散的設(shè)計(jì)原則,不可在高層建筑設(shè)施的周圍布置隔震減震墻,那樣會(huì)無形中增大抗震墻產(chǎn)生的傾覆力,同時(shí)還會(huì)影響到隔震減震支座做功狀態(tài)。需要在受力數(shù)值大的區(qū)域安裝抗震減震支座,結(jié)合相關(guān)支座設(shè)備提升整體質(zhì)量,最大程度地完成各種減震措施的效果提升,保證其可以提升建筑物質(zhì)量。
2.2 建筑設(shè)施的走向
地震是一種較為常見的自然災(zāi)害,主要是由于地殼運(yùn)動(dòng)所引發(fā)的。對(duì)此,在開展高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作時(shí),必須注重分析地質(zhì)結(jié)構(gòu),一旦發(fā)生地震,就會(huì)影響到房屋建筑設(shè)施的使用狀態(tài),很容易產(chǎn)生房屋倒塌的問題。應(yīng)調(diào)整好地震房屋的實(shí)際振動(dòng)方向,確定好高層建筑設(shè)施的地址,結(jié)合該建筑設(shè)施的實(shí)際地質(zhì)水文條件,使建筑設(shè)施的走向可以和震向保持彼此垂直,不能讓建筑設(shè)施和震向相持平。這主要是因?yàn)?,如果建筑設(shè)施的走向和震向互相平行,就會(huì)增大建筑設(shè)施倒塌的風(fēng)險(xiǎn),保持垂直關(guān)系的建筑設(shè)施倒塌的概率會(huì)較小。一旦高層建筑設(shè)施選址和震向相持平,則在發(fā)生地震時(shí)該建筑設(shè)施所產(chǎn)生的震動(dòng)幅度就會(huì)較大,其所受到的地震波影響也較大。
2.3 高層建筑結(jié)構(gòu)選擇
高層建筑設(shè)施的隔震減震設(shè)計(jì)在結(jié)構(gòu)形式的選擇層面上較為復(fù)雜化,傳統(tǒng)的框架結(jié)構(gòu)主要特性就是剪切變形的問題。高層建筑設(shè)施大部分都會(huì)選擇使用橡膠支座,對(duì)其開展隔震減震的處理,重疊橡膠支座的處理措施可為框架起到較強(qiáng)的隔震減震效用,同時(shí)還會(huì)增大主框架自身的避震性能。
3 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中隔震減震措施
3.1 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的隔震措施
高層建筑設(shè)施的隔震措施具有多樣化的特性,為實(shí)現(xiàn)最大的隔震效果,應(yīng)與隔震措施相結(jié)合,開展隔震層的設(shè)計(jì)工作,根據(jù)施工的地質(zhì)地貌特征等,選擇相應(yīng)的隔震材料,并在相應(yīng)的位置上設(shè)置好隔震措施。
3.1.1 特殊材料地基隔震措施
地基是高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ),主要是因?yàn)榈鼗鶗?huì)直接接觸地震,同時(shí)還是地震波的直接受力區(qū)域,所以,需要做好地基的隔震處理,對(duì)基礎(chǔ)的部分開展特殊化的處理工作,做好墊層的鋪設(shè)工作,更好地降低地震波給建筑設(shè)施產(chǎn)生的不良影響。該種處理措施的使用歷史悠久,主要是借助消耗地震能量的形式,切實(shí)地保障建筑設(shè)施的安全穩(wěn)固狀態(tài)。在做墊層時(shí),通常會(huì)使用砂及粘土一類的物質(zhì)。
3.1.2 基礎(chǔ)隔震
基礎(chǔ)隔震措施需要借助隔震裝置設(shè)施,將其裝置安裝到基礎(chǔ)和上部建筑設(shè)施中間的位置,隔震層的位置會(huì)有所差異,會(huì)在一定程度上降低地震波向上傳遞的數(shù)值,該種隔震措施較為傳統(tǒng)(圖1)。所以在實(shí)際的施工中,缺陷問題會(huì)比較嚴(yán)重,該種措施主要被應(yīng)用到一些地層的建筑設(shè)施中,如果將其應(yīng)用到高層建筑結(jié)構(gòu)中,根本無法達(dá)到較好的隔震效果,同時(shí)還會(huì)延長建筑設(shè)施的自震周期時(shí)間,無形中增大了建筑設(shè)施的自身重量,影響到隔震的處理效果。所以應(yīng)根據(jù)建筑設(shè)施的實(shí)際狀況選擇相應(yīng)的基礎(chǔ)隔震措施。
圖1 建筑基礎(chǔ)隔震
3.1.3 結(jié)構(gòu)懸掛隔震
結(jié)構(gòu)懸掛隔震處理措施是把建筑設(shè)施中大部分全部懸掛起來,一旦發(fā)生地震,懸掛起來的結(jié)構(gòu)并不會(huì)遭受到地震的損害,這樣可以最大限度地減輕建筑設(shè)施所遭受到的損害程度,該種隔震措施主要被應(yīng)用于大型鋼結(jié)構(gòu)的建筑設(shè)施當(dāng)中,其給設(shè)計(jì)所提出的要求會(huì)比較嚴(yán)苛,應(yīng)把主體框架及子框架結(jié)合在一起,只有這樣才能避免子結(jié)構(gòu)受到地震的影響。結(jié)構(gòu)懸掛隔震的工作原理就是讓建筑設(shè)施的主框架可以在地震中隨著地殼運(yùn)動(dòng)搖擺,借助鎖鏈進(jìn)行連接,幫助其更好地傳遞地震能量,待地震傳遞到相應(yīng)部位時(shí),能量會(huì)逐漸減小。該種隔震措施的效果較好,可以較好地隔斷地震給建筑設(shè)施造成的損壞,但是該種隔震措施的使用價(jià)格較高,并不適用于一般的建筑設(shè)施。
3.2 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的減震措施
高層建筑設(shè)施的減震措施和隔震措施存在明顯差異,建筑設(shè)施的減震處理措施主要是借助建筑設(shè)施之外的構(gòu)件等,增大建筑設(shè)施的阻力,以此來不斷地消耗地震所產(chǎn)生的能量,盡可能地減小建筑設(shè)施所遭受到的損害程度。建筑設(shè)施的建筑元件種類較多,其中使用最為頻繁的是阻尼及消能器,其裝置可進(jìn)一步地劃分為滯回型和粘滯型,這2種裝置的使用范圍較廣泛。
3.2.1 新建建筑設(shè)施結(jié)構(gòu)減震措施
近年來,越來越多的創(chuàng)新建筑理念不斷出現(xiàn),同時(shí)相關(guān)的新型建筑也逐漸涌現(xiàn),隨著我國信息技術(shù)的不斷提升,人們能了解的相關(guān)信息也不斷增加,所以當(dāng)前人們對(duì)于建筑物的安全意識(shí)關(guān)注度也在逐年攀升。在當(dāng)前的城市建筑物建設(shè)過程中,人們對(duì)地震的關(guān)注度不斷增加,相關(guān)的建筑物都在增加抗震性和減震性。就目前的建筑設(shè)計(jì)而言,想要提升整體抗震效果需要對(duì)各受力環(huán)節(jié)進(jìn)行整體質(zhì)量的提升,針對(duì)各基礎(chǔ)部位進(jìn)行強(qiáng)化,通過特殊處理的相關(guān)建筑物基礎(chǔ)部位能得到強(qiáng)化,不會(huì)出現(xiàn)有關(guān)的質(zhì)量問題,同時(shí)在建筑物的各部位安裝相應(yīng)的減震裝置,可緩解地震帶來的能量沖擊,有了相關(guān)的減震效果能防止地震影響出現(xiàn),添加減震措施,加強(qiáng)隔震層,最大程度地提升建筑物的整體質(zhì)量。
3.2.2 已建成建筑物的抗震加固
對(duì)于地震的對(duì)抗而言,建筑物不僅需要在建設(shè)過程中完成相關(guān)的減震措施添加,同時(shí)隨著建筑物的使用,其質(zhì)量會(huì)出現(xiàn)一定的問題,因此后期添加減震和抗震措施也是較為重要的方法之一,就當(dāng)前的后期減震措施而言,需結(jié)合建筑物的實(shí)際情況進(jìn)行整體的質(zhì)量提升,并且在當(dāng)前的建筑物使用過程中,需要更換相關(guān)的減震措施。隨著時(shí)間的推移減震措施的效果會(huì)出現(xiàn)減低,所以不斷地進(jìn)行整體更換才能提升整體的使用效果,以達(dá)到抗震效果的整體提升,使其能滿足實(shí)際使用需求。
4 減震隔震構(gòu)造措施
地震發(fā)生時(shí),無論是高層建筑還是多層建筑其整體結(jié)構(gòu)都會(huì)受到破壞,其中最為嚴(yán)重的情況是水平位移,所以在整體的減震過程中需要設(shè)置相應(yīng)的隔震層來抵擋地震沖擊力,有了良好的地震隔震層建設(shè)能保證整體結(jié)構(gòu)不會(huì)出現(xiàn)質(zhì)量問題,最大程度地抵擋當(dāng)前的內(nèi)部結(jié)構(gòu)位移情況。對(duì)整體的設(shè)計(jì)而言,減震隔震結(jié)構(gòu)上需設(shè)立有關(guān)的隔離縫。隔離縫整體的寬度不需要過寬,同時(shí)對(duì)于整體的結(jié)構(gòu)而言,不僅需要設(shè)計(jì)豎向隔離縫,并且需要設(shè)計(jì)橫向隔離縫。有了相關(guān)的隔離縫設(shè)計(jì)能最大程度地減輕地震沖擊力帶來的破壞,同時(shí)對(duì)于高層建筑物而言,其需要設(shè)計(jì)電梯井,采用下掛的方式來進(jìn)行處理,通過多種設(shè)計(jì)能減少建筑物的橫向位移情況,減震層的設(shè)計(jì)過程中需要對(duì)排水管道和電氣強(qiáng)弱系統(tǒng)都進(jìn)行整體研究和提升,全面防止相關(guān)的水平位移出現(xiàn)。
5 維護(hù)及保養(yǎng)措施
對(duì)于減震隔震構(gòu)造而言,需要隨著時(shí)間的推移不斷進(jìn)行改變和維護(hù),以目前的減震措施為例,隨著使用時(shí)間的推移,減震措施的相關(guān)效果在逐漸降低,需要進(jìn)行定期更換,經(jīng)過長時(shí)間使用的建筑物減震措施會(huì)帶來一定的安全隱患,應(yīng)結(jié)合各種相關(guān)方法對(duì)實(shí)際情況進(jìn)行整體的探究,了解相關(guān)設(shè)備存在的質(zhì)量問題,及時(shí)進(jìn)行整體的更換,同時(shí)制訂定期的維修計(jì)劃,確保整體工作的狀態(tài)和穩(wěn)定性,最大程度地保證建筑質(zhì)量的提高。
6 結(jié)束語
綜上所述,我國大部分地區(qū)都處于地震的多發(fā)帶,所以必須要在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的工作中注重隔震減震的設(shè)計(jì),以此保障我國建筑事業(yè)的發(fā)展品質(zhì)。把建筑設(shè)施的抗震問題放到重要的位置上,選擇相對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案,盡可能地防止其受到地震的影響,避免破壞或影響建筑設(shè)施。利用建筑結(jié)構(gòu)抗震規(guī)范內(nèi)容,總結(jié)各個(gè)國家的建筑抗震經(jīng)驗(yàn),正確地指導(dǎo)建筑抗震設(shè)計(jì)工作,以此更精確地反饋出各個(gè)國家的經(jīng)濟(jì)建設(shè)水平。
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