浅议工民建结构设计中的隔震措施刘法华

浅议工民建结构设计中的隔震措施刘法华

刘法华

滨州建筑设计院有限责任公司山东省滨州市256600

摘要：近几年，随着我国经济的飞速发展和人民生活水平的不断提高，工业与民用建筑工程越来越多，功能和形式越来越多样化。为了优化建筑结构设计，在保持其良好设计效果的同时，提供足够的安全保证，延长建筑物使用寿命，需要采取有效的防震措施进行科学应对。实践过程中结合工民建工程结构设计的实际要求及具体情况，注重切实有效的防震措施，完善其结构设计方案，有利于优化建筑物使用中的安全性能，全面提升工民建工程的整体结构设计水平。基于此，本文就工民建结构设计中的隔震措施予以简要论述。

关键词：工民建结构；设计水平；隔震措施

引言

针对工业与民用建筑结构设计工作涉及的诸多方面内容，作为相关设计过程中不可或缺的组成部分，隔震设计工作能否开展到位可以说与工民建的整体质量之间存在着密不可分的关系，甚至会在某种程度上对在建筑内工作、生活的人们的生命安全产生直接影响。因此，本文所研究内容具有一定的现实意义。

1隔震建筑的概念

隔震和消能是提高建筑物体抗震的两大途径。消能是利用形变或是可破坏的斜撑杆或是可恢复的阻尼器，将建筑物的震动周期拉长，阻尼比增加，最后达到提高建筑物抗震能力的目的。而隔震是利用隔震器将地震时所产生的建筑物摆动转换成建筑物对地面的横向位移，地震所释放的能量由隔振器吸收。二者对比，隔震建筑很大程度的降低了因地震给建筑物带来的扭曲、弯曲变形，从而降低了地震对建筑物结构的破坏。采用隔震技术的结构就是利用这样的原理，常用做法是在建筑物基础结构和上部结构之间设置带有隔震支座等隔震装置的隔震层。

2隔震结构的基本概述

2.1隔震结构的基本原理

一般的隔震结构是由下部结构、隔震层以及上部结构这三部分构成，其中隔震层设置隔震支座和阻尼器等减震装置，并且隔震支座需具备三个特点：一定的竖向承载能力、水平变形能力以及复位特性，而阻尼器消耗地震对结构输入的能量。隔震结构通过在下部结构设置水平刚度远低于上部结构的隔震层，来增大结构的自振周期、使结构的阻尼增加，减小上部结构的地震响应。

2.2隔震结构的分类及特点

2.2.1隔震结构分类

①基础隔震结构；②层间隔震结构。基础隔震是在基础与下部结构之间设隔震层，减少地震的能量向上部结构传递，原理是使上部结构的自振周期变大，使其大于建筑场地的卓越周期，减少地震对上部结构的损伤。基础隔震结构使用范围：建筑结构高宽比较小，并且上部结构水平刚度较大的建筑物。层间隔震是把隔震层设置在结构的中间层，它是对基础隔震的拓展。原理是通过加隔震层，来隔离地震作用向上部结构传递，减小结构所受的地震作用，并通过隔震层上部结构对下部结构的耦合作用，减小结构的地震响应。层间隔震结构适用的情况有：①因条件限制不能采用基础隔震的结构；②已有楼房的增层、改造、加固；③刚度、质量有突变的结构。

2.2.2隔震结构的特点

（1）上部结构的加速度降低。结构基本处于弹性工作状态，提高整个结构的安全性，减震效果比传统结构要好很多。（2）建筑房间利用率增大。一般抗震结构，可能出现梁与柱子截面过大，房间净面积减小；隔震结构可有效改善这一点。（3）使用范围广。隔震结构可用于一般建筑物、重要建筑物，也可用于建筑物的加固、加层、改造等方面。

3工民建结构设计中的隔震措施

3.1保证所选择建筑场地的合理性

通过对我国现有隔震减灾法进行分析能够发现，对于较易发生自然灾害的工程而言，相关人员应当将工作的重心放在对防震安全性能进行评价的方面，在完成评价工作后，以该建筑工程在地震安全性能方面得出的评价结果作为依据，设定隔震设防标准，最后，再开展与隔震设防相关的一系列工作。对工民建结构而言，隔震设防可以被分为甲、乙、丙、丁四类，其中最重要的应为满足重大、易发生灾害这两个条件的建筑工程。因此，在对建筑物场地进行设计时，设计人员应当保证所选场地能够在最大程度上降低地震带来的不利影响，换言之，尽量避免将建筑工程建设在较易造成不利影响的场地，其中具有代表性的场地应为易液化且地基软弱的场地。建设在该类场地上的建筑工程，在地震发生时，较易由于液化作用而导致地基承载能力降低，进而引发建筑物倾斜甚至倒塌的危险。

3.2建筑物地基应用特殊材料隔震

一般而言，建筑工程基层隔震是对建筑工程的基础部分通过相应的特殊处理，来使得地震发生时的地震波有效降低，从而使得地震对建筑物的破坏影响有效减轻。传统的方法通常是在建筑物的基础部位直接设置上粘土垫层或者砂子，或是交替铺设粘土和砂子。除此之外，部分学者使用糯米当做原材料，在建筑工程的基层部位设置上垫层，从而使得地震对建筑工程的破坏降至最低。当前阶段在这一方面已经取得了新的进展，运用沥青当做原材料制造出了新的特殊材料，将这一特殊材料应用到隔震层设置之中，能够取得更好的隔震效果。

3.3最大限度提升隔震设计的质量

地震的发生，对建筑物而言其危害往往是严重甚至是致命的，所以，在对工民建结构进行设计时，设计人员需要明确隔震设计具有的重要意义，保证隔震设计的作用能够在地震发生时充分的体现出来。虽然随着社会的进步，建筑行业已经迈入了快速发展的行列，但是与发达国家相比，我国在关键性技术方面现有的水平仍旧较低，建筑结构设计过程中这一不足则更加明显，正是因为这一情况的存在，才导致设计人员在工作过程中，难以保证所确定结构设计方案、建设方案的合理性，建筑工程的成本控制、质量及其它技术指标自然无法得到应有的提升，另外，这也会在某种程度上对建筑隔震性能产生不利影响。因此，想要保证针对工民建结构所开展的设计工作能够具有高度的合理性，对隔震理论和设计原则进行严格遵守是前提，在此基础上再与建筑特点、功能和要求相结合，保证建筑结构具有的可靠性和安全性都能够得到应有的提升。例如，在开展设计工作的过程中，设计人员应当对结构构件具有的刚度、耗能性、延展性以及承载力进行考量，保证所设计建筑能够具有相应的刚度、承载力与延展性。

3.4建筑结构的层间隔震措施

所谓的层间隔震就是指隔震和结构抗震相结合的一种措施，其是于原来的建筑结构之上装设由隔震支座构成的耗能减震装置，在地震发生的时候，耗能建筑机构能够将地震能量吸收并消耗掉，从而有效降低结构的地震反应。这一方法一般会应用于旧房改造之中，在工程施工方面具有简单、易操作的特点。较之于在建筑物基础部位安装隔震装置的方法，层间隔震虽然没有非常显著的效果，减震的范围也较为狭窄，但是其也有一定的优势。虽然层间隔震效果较之于基础隔震并不突出，但是，其可以通过原结构的隔热层与加层，开展科学的改建，从而使得建筑减震功能得以有效实现，这一方法操作简单，隔震装置通常应用橡胶支座。

结语

隔震技术与传统的抗震结构相比，能更有效保护室内仪器设备，降低财产损失，能更大程度地保护建筑物内部人员的安全。隔震技术由于它的各种优越性，在我国工业与民用建筑结构中的应用越来越广泛。本文通过对隔震技术的基本原理、特点分类和应用现状的介绍，对隔震技术在工民建工程中的应用提出了看法和建议，希望能对隔震技术在建筑结构抗震中的进一步应用起到参考作用。

参考文献：

[1]刘金强.建筑隔震技术综述.低温建筑技术，2016（2）.

[2]卢强玉.试析工民建结构设计中的抗震设计[J].中国新技术新产品，2017（17）：89-90.