APP下载

高层建筑结构设计中的隔震减震措施

2019-11-28张伟群

建材发展导向 2019年15期
关键词:隔震结构设计建筑物

张伟群

(江西同济建筑设计咨询有限公司,江西 南昌 330000)

建筑结构设计主要指的是针对建筑物工程不同受力部分进行科学有效的结构规划和设计,通过合理的设计可以使建筑物具有良好的稳定性,保障人们的居住安全。在建筑工程投入到正式使用后,由于受到不同作用力的影响,结构稳定性可能会出现一定的变化,在遇到此种问题时,一旦建筑结构设计没有达到规定标准和要求,就会使其负载能力超过最大限度,导致建筑物出现变形、倾斜等问题,情况严重甚至会造成建筑坍塌等。这样不仅会对人们的安全产生极大的威胁,还会造成严重的经济损失。另外,减震设计对于建筑物而言也非常重要,它可以在遇到地震等灾害情况时保障建筑安全。

1 建筑结构隔震减震技术概括

1.1 减震技术

建筑结构消能减震即是在建筑的某些位置设计耗能装置,依靠耗能装置形成摩擦、弯曲(或者扭转)、弹塑性滞回变形来尽量消耗或吸收地震过程中对建筑结构产生的能量,从而降低主体结构的地震反应,有效防止结构出现破坏或倒塌的问题,最终实现减震的目的。

1.2 隔震技术

和减震结构设计相比起来,建筑结构设计中的隔震设计更加多元化,选择特殊材料的地基隔震、层间隔震等是比较常见的措施。而选择特殊材料的地基隔震通常来说会利用豁土、砂子或沥青等材料;基础隔震是一种效率较好的隔震手段,体形规则的建筑可采取这一设计方式。基础隔震结构惜助于在建筑物的基础以及上部结构之间设计隔震层,把整个建筑划分为上部结构、隔震层以及下部结构三个组成部分。地震对建筑产生的能量通过下部结构传递到隔震层,大多数能量被其中设置的隔震装置所吸收,只有少许能量传递到上部结构,进而在很大程度上降低了地震带来的影响,增强了建筑的稳定性和安全性。

2 建筑结构的隔震减震策略

2.1 地基部分的减震设计

建筑工程施工作业阶段,不同地基上不可以同时建设相关单元的建筑物,同时不可以使用处理地基以及整合地基,尽量采用天然地基。进行建筑基础埋设时,要合理增加埋设的深度,避免弱化建筑物的嵌固作用。除此之外,若地基埋设深度不够,当出现地震情况时,受到大振幅的影响,很容易产生坍塌危险。因此,开展建筑设计时,要将位移作为抗震设计基点,做好结构定量分析,避免地震发生时地表能量散发,同时避免引发共振问题。

2.2 结构悬挂隔震

在建筑物中实施悬挂隔震设计,指的是通过悬挂方式将建筑结构吊起,也就是在建筑设计中比较常见的悬挂结构。这种设计在遇到地震灾害时,地震能量在传播过程中基本不会对悬挂结构造成影响,以此来减弱地震造成的破坏。结构悬挂一般在大型钢结构中应用的比较广泛,但是这种设计的标准要求较高,必须要将建筑物的主体和分支架构框架进行科学有效的结合才可以起到良好的隔震作用。

2.3 抗侧力的体形优化

相关人员在土木工程项目开展的过程中,如果选择了刚性结构方案,就可以降低地震灾害对建筑主体结构产生的破坏,并且建筑主体结构发生变形的几率相对较低。如果建筑结构中存在超静定,就会存在一定的塑性铰,这也会降低地震对建筑造成的破坏程度。于建筑结构而言,强度与稳定程度成正比,也就是说强度越低稳定程度越低。相关人员应该将建筑结构的屈服性进行科学优化,在结构遭到破坏时应该对总体的屈服机制进行全面分析,并制定科学的屈服机制,不能简单的依据楼层进行制定。相关人员在设计土木工程的结构时,应该遵循以下几点原则:强节弱杆、强压弱拉、强柱弱梁、强剪弱弯,就是在选取横向杆件时,应当对杆件的轴力进行充分考虑,尽可能保证弯曲耗能,进而实现加强总体构建延性的效果。

2.4 建筑结构抗震设计中适当采用SMA 材料

中国古代的隔震材料北京故宫博物院是一座有14年历史的皇城,由明朝成祖永乐皇帝于1406年建造。数百个不同大小的阁楼被装饰成一个巨大的建筑群。如果现存的中世纪木结构大多位于灾区,但地震灾害较少,故宫博物院的设备和管道工程始于1975年,博物馆中心被挖掘5~6m。故宫博物院的主楼是大理石平台上蒸糯米和石灰的混合物。下面是一层柔韧的糯米材料。它可以在一定阶段将建筑物与地震隔离开来,以避免地震破坏。北京故宫建于1406年,有抗震的概念。我认为这是中国在世界上第一次进行地震研究。

3 结语

对于建筑结构设计工作来说,是否可以真正考虑到建筑杭震性的问题,同时采取科学的设计方案来实现杭震要求,这对建筑整体的安全性与稳定性都具有非常重要的影响。一直以来,在进行建筑结构设计的过程中都是遵循小震不倒、大震能修的原则,但随着高层建筑的日益增多,这一原则应当予以调整,要确保建筑可以实现小震不坏、中震可修、大震不倒的标准,在进行结构设计的过程中尽量采取科学的隔震减震设计。

猜你喜欢

隔震结构设计建筑物
邻近既有建筑物全套管回转钻机拔桩技术
描写建筑物的词语
市政桥梁工程中的隔震设计分析
LRB-DSB三维隔震系统的隔震效果分析
关于公共建筑防震减灾新技术应用的研究
BIM结构设计应用
某排水虹吸井结构设计
火柴游戏
建筑物的加固改造与鉴定评估