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隔震技术在建筑结构设计中的应用分析

来源:工程技术研究 作者:田仕明
发布于:2020-11-13 共3919字
    摘要:建筑项目是我国基础工程体系的重要组成部分。随着社会经济的不断发展, 社会各界对工程质量的要求越来越高, 为了顺应这种要求, 必须完善建筑工程项目的功能系统。实现隔震层的设计, 需要优化建筑项目结构, 降低地震的震动幅度, 减少建筑物所承受的作用力, 降低这类作用力的危害, 从而维护社会大众的生命财产安全。文章探究了隔震技术在建筑工程项目中的具体应用状况。
   
    关键词:隔震技术,结构工程,房屋性能


结构工程师论文

   
    我国正处于剧烈的市场经济变动时期, 各行各业的发展规模不断发展, 其发展结构也在不断调整, 特别是建筑行业规模逐渐扩大, 其项目发展数量不断增加。在各个区域的经济发展过程中, 由于地震灾害而产生的坍塌事故及人员伤亡事故很多, 因此为了维护社会秩序的稳定性, 保障人民群众的生命财产安全, 必须做好建筑结构的抗震设计工作, 实现隔震技术体系的健全, 切实增强建筑结构的整体隔震性能, 适应现阶段社会经济的发展要求。
   
    1 隔震技术的基本原理及应用优势分析
   
    1.1 隔震技术的基本原理
   
    隔震技术的应用需要相应的承载物, 比如房屋基础设施与主体间的隔震层, 这类隔震层一般为阻尼隔震层, 其整体刚度比较小, 但阻尼比较大, 通过对这类隔震层的应用, 能够有效吸收地震所散发的力量, 减少地震能量对建筑结构的传输, 有效降低地震对于地上建筑物的危害。隔震技术的核心目的在于降低地震给予建筑物的振幅力, 从而达到防震的目的。通过对隔震技术系统的完善, 可以延长建筑结构的自振周期, 更好地降低地震作用力。通过对科学性、合理性隔震技术的应用, 可以显着增强建筑物的防震能力, 实现对建筑结构的有效性保护。
   
    1.2 应用优势分析
   
    文章所研究的隔震技术是一种新型的技术, 区别于传统的抗震技术, 其技术效益更高。该隔震技术能够减少地震对建筑物结构的负面反应, 实现建筑物结构安全系数及舒适系数的提高。通过对这种隔震技术的应用, 可以有效降低非结构构件的破坏, 避免建筑物内部物品的移动、振动等。这种隔震技术的经济效益很高, 可以极大程度减少防震项目的运作成本, 有效减少建筑物受到的损坏, 实现了功能性与经济性的结合。通过对该隔震技术的应用, 可以最大限度地发挥建筑物结构的其他应用功能, 该隔震技术的设计模块比较灵活, 保障了其他设备的相应功能。
   
    2 隔震技术的发展分析
   
    为了提升建筑项目的整体功能性, 必须进行隔震建筑结构的优化, 根据建筑抗震设计规范展开设计, 其摆脱了传统的结构设计方法, 适应了不同环境下抗震结构的设计要求。当建筑物处于地震作用环境时, 其结构会处于弹性的工作状态, 通过对自身结构刚度及强度的利用, 有效抵御地震作用力。当建筑物极少受到地震作用力的影响时, 这种结构处于弹塑性的状态, 利用自身的延伸性及塑性变形力抵御地震作用。在某些区域, 强震作用力对于建筑物结构的威胁性极大, 经常会破坏建筑物内部结构及内部物品, 一旦处于这种环境, 传统的抗震结构建筑将受到巨大的破坏。而对新型隔震技术的应用, 可以实现地震能量的阻隔, 降低地震作用力对建筑物结构的破坏。
   
    这种新型隔震系统的构成状况比较复杂, 包括复位装置、阻尼器装置、隔振器装置等。阻尼器可以进行单独设计, 也可以与隔振器结合进行应用, 组合为隔震支座, 使用起来非常简单, 当处于某些环境下, 需要应用防风锁定装置。隔震技术的应用离不开相应操作系统的配合, 比如组合基础隔震系统、阻尼器隔震系统、叠层橡胶支座系统等。在我国, 比较常见的叠层橡胶支座包括铅芯叠层橡胶支座、内包阻尼体叠层橡胶支座等, 其中前者在我国的应用数量很多。
   
    为了提高房屋的整体功能性, 需要分析隔震设计与建筑工程结构的联系。在这个过程中, 隔震层需要提供良好的竖向承载力、阻尼及侧向刚度, 在非地震作用环境下, 房屋所受的其他水平荷载力必须低于项目结构总重的十分之一。根据相关地震实验, 如果在地震波的中分量区域建立隔震房屋, 并不能很好地消除地震作用力。为了削弱地震作用力, 必须进行建筑场地应用状况的分析, 尽可能选择稳定性好的建筑场地。在这个过程中, 应用隔震结构及非隔震结构都有具体的规定, 当应用隔震设计时, 其高宽比需大于4。
   
    在隔震设计及应用过程中, 需要根据相应规范进行隔震结构高宽比的控制。在隔震设计时, 需要做好整体抗倾覆验算工作, 要避免支座过于压屈, 进行支座拉应力的有效性控制。在隔震支座所承受压力的分析过程中, 需要按照科学性的方法展开计算。根据相关权威部门调查信息显示, 地震波在软弱场地的传播性不明, 为了提升建筑物的整体稳定性及舒适性, 需要避免在软弱层、软弱场地等应用隔震技术, 若建筑物下部结构出现较大的变形, 也需要慎用隔震技术。在隔震上部结构地震作用的分析及计算过程中, 需要明确系统力学性与水平向减震系数的联系, 分析两者的变化规律, 进行隔震系统与竖向地震作用力关系的分析, 更好地探究隔震装置在竖向地震作用下的相关反应, 以更好地推动隔震技术在建筑工程结构中的应用。
   
    3 隔震技术在建筑结构设计中的应用分析
   
    在建筑工程房屋设计过程中, 隔震技术扮演着关键性的角色地位, 其具备良好的技术应用优势, 顺应了现阶段具有抗地震作用的房屋设计规范要求。在隔震技术的应用过程中, 必须综合分析隔震结构的设计及计算方法, 明确隔震结构设计目的, 优化相应的选择方案, 分析隔震建筑结构的适用范围, 遵守相应的原则, 充分发挥隔震技术的优势。
   
    3.1 隔震设计的计算方法
   
    为了实现隔震技术的优化应用, 必须完善隔震设计计算体系, 进行相关计算程序的规范。在现阶段建筑结构隔震设计中, 比较常见的计算方法是分离式计算法, 通过对该方法的应用, 进行减震系数的计算。在这个工程中, 需要就隔震结构楼层剪力与非隔震结构楼层剪力展开分析, 进行两者比值的分析, 其比值可以作为建筑结构的减震系数。有些建筑属于高层建筑, 为了分析这类建筑的隔震结构, 必须就楼层倾覆力矩展开分析。在隔震结构的应用过程中, 需要按照非隔震结构展开设计, 从地震作用力角度来看, 建筑隔震结构所受的作用力呈现出均匀分布及梯形分布的状况, 而非建筑隔震结构一般呈倒三角形分布, 建筑隔震结构与非建筑隔震结构的剪力及弯矩值是不同的。
   
    除了必要的计算方法, 也需要进行时程的分析。在建筑结构减震系数的计算过程中, 需要应用时程分析法就建筑物隔震结构展开分析, 通过对这种分析法的应用, 可以提高建筑隔震支座的计算效益。随着建筑市场环境的不断变化, 我国的隔震结构计算软件体系日益完善, 相应的软件技术逐渐成熟, 常见的简单弹性模型如橡胶计算模型, 在该类模型的计算过程中, 需要进行受拉力的考虑, 做好折线形弹性模型的分析工作, 当建筑物处于外力状态时, 分析其弹性刚度状况。
   
    3.2 隔震方案的选择
   
    为了最大限度地提升建筑物的应用功能, 必须进行隔震方案的合理性选择, 这需要应用最新的隔震设计理念, 在设计方案的选择及应用过程中, 需要根据我国建筑工程现状展开分析, 进行我国工程建设状况的考虑。在建筑结构隔震技术的优化过程中, 必须根据工作目标, 制订精细化的隔震计划方案, 在建筑结构隔震措施的选择过程中, 需要充分考虑到抗震设防的种类、建筑物所处的场地条件、其所需的建筑物功能等, 进行建筑结构隔震方案的合理性选择。
   
    3.3 隔震结构的适用范围
   
    在实际工作中, 隔震结构具备一定的适用性范围, 在建筑隔震层设计中, 建筑上部结构楼层间的位移较小, 其位移属于缸体运动, 受到这类位移状况的影响, 建筑物上部结构在隔震设计中的自由度扩大, 减少了建筑结构设计对建筑设计的约束。在隔震结构设计过程中, 为了提升房屋的整体功能性, 必须就上部结构设计与下部结构设计的联系展开分析。从建筑结构层面上来看, 隔震结构的适用性比较广泛, 能够满足不同类型建筑工程的设计要求。相比于传统的结构设计模块, 建筑隔震结构设计涉及到设备的抗震构造、构件的性能发挥、上部结构位移等多个模块, 其适用性比较广泛。为了提升房屋的建设质量, 必须进行隔震层上部建筑结构形式的灵活性选择。实现对隔震技术的优化应用, 实现建筑结构地震振幅的降低, 进行建筑结构自振周期的增大, 在某些建筑结构中应用隔震技术, 其将取得更好的隔震效果, 特别是场地特征周期较短的建筑结构。
   
    3.4 隔震结构设计步骤
   
    为了降低建筑物所受的地震力, 维持建筑物的稳定性, 必须遵循隔震结构设计的相关原则, 确保隔震结构设计的合理性及规范性, 严格遵循相应的结构设计计划展开工作, 做好建筑隔震结构的布置工作, 优化上部结构设计方案。在结构设计应用中, 需要明确建筑物基础地基与建筑物上部结构的联系。在抗震结构设计中, 抗震结构不能与地基进行直接性接触, 需要利用相应型号及数量的隔震支座进行合理性的布置及设计, 需要根据建筑结构的具体特征, 选择相应型号的隔震支座。当隔震支座设置完毕后, 组成隔离层的各类橡胶隔震支座便可以充分发挥其作用, 进行竖向平均压应力的产生, 在设计值的确定及分析过程中, 需要遵循相应的工作规范要求, 进行水平换算烈度的分析, 及地震作用下时程分析法的应用。
   
    结束语
   
    随着建筑市场体系的不断健全, 各类隔震技术得到应用。文章所研究的隔震技术是在建筑传统抗震的基础上发展而来的, 需要在建筑结构中设计相应的隔震层, 通过对隔震层的应用, 降低地震的震动幅度。降低地震作用力对建筑物上部结构的危害, 实现建筑物结构稳定性的维持, 有效保护建筑物的整体结构。为了满足这一目的, 需要应用新型的隔震技术, 提升建筑物的整体应用性能。
   
    参考文献   
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作者单位:四川省建筑设计研究院
原文出处:田仕明.隔震技术在建筑工程结构中的应用[J].工程技术研究,2019,4(10):84-85.
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