吕玉强

摘 要：我国经济发展水平的不断提升，在促进各行各业发展的同时，也使得人们对于建筑安全性及稳固性的要求越来越高。建筑行业的发展，高层建筑规模的扩大，使高层建筑结构的设计问题成为一项重点问题。而目前，在高层建筑结构设计的过程中，基础隔震技术的应用十分重要，其能够在很大水平上提升高层建筑抵抗地震的能力。文章首先基于高层建筑的结构与设计的理念，对高层建筑结构设计中存在的特殊性进行了分析，并在此基础上对其基础隔震技术进行了研究与探讨，仅供参考。

关键词：高层建筑；建筑结构；基础隔震技术

在建筑行业中，其经济效益与市场竞争力的提高与建筑的经济性、适用性及美观性有着十分重要的关系。也就是说，一个好的建筑能够在很大程度上使人们的需求得以满足的同时，还能够使建筑行业的整体实力得以增强。随着高层建筑的不断发展，建筑的高度不断增加，在此背景下，人们对于高层建筑的耐用性与安全性提出更高的要求，对此，在高层建筑结构中应用基础隔震技术有着十分重要的现实意义。

1 高层建筑的结构与设计理念

现如今，在建筑领域中，对于高层建筑的美观性追求愈加强烈，因此，高层建筑变得越来越纤细，此类建筑与传统体积比较大的多层高层建筑而言，其产生更大侧移的可能性更大。从某种意义上来说，建筑的楼层越多，建筑越高，自然界所产生重力荷载、风力荷载、地震荷载就越大，因此，在高层建筑设计的过程中，采取某种措施来对自然界所产生的这些荷载进行抵消十分必要。高层建筑对侧向荷载的动力反应，可以通过对结构系统进行改进或者是建筑形式进行有效的选择来对其进行控制。所以，结构的有效性能够在很大程度上对高层建筑的形式产生影响，从而对建筑的经济效益产生决定性的作用。通常来说，我们可以把建筑抵抗侧移的能力和承受荷載的能力视为建筑的结构性能，同时，也能够对建筑各体量的组成产生影响。

建筑师在对建筑物的初始方案进行设计的时候，在详细确定其具体结构的过程中需要同时更加留意建筑物的空间组成特点。然而，在建筑物中，从其空间形式的整体设想方面上来说，建筑师需要对建筑形式中与抗力及荷载之间关系中存在的某些准则与规定进行综合的考虑，主要可以从以下几点进行了解：第一，所设想的空间形式上，应当在地面上进行固定。第二，对于所设想的空间形式来说，要必须能够对水平风力作用等进行抵抗。因此，建筑师在对高层建筑进行设计的时候，其基本的工作任务要从两个方面进行：一方面，是要加强与建筑结构工程师及其他工程技术人员的合作与协调力度；另一方面，需要与建筑的功能要求、场地情况、建筑立面、外力特征、施工条件等方面相结合，来对最为科学合理、最为经济的建筑方案进行选择。

2 高层建筑结构设计中存在的特殊性

第一，水平荷载与高层建筑结构设计之间有着十分重要的关系。主要从以下几点表现出来：首先，在竖向构件中，楼房自重及楼面的使用荷载形成的轴力及弯矩的数据与建筑高度的一次方之间的关系是正比例的，结构受到水平荷载形成的倾覆力矩和轴力与建筑高度的平方之间的关系是正比例的。其次，从总体上来说，对于一些高层建筑，其竖向荷载一般是定值，而随着结构动力特性的变化，水平荷载中的荷载以及地震的作用也会随之出现比较大的变化。

第二，结构侧移在高层建筑结构设计中是一项关键性的存在。随着建筑高度的不断增加，水平荷载作用下会出现比较大的结构侧移变形现象，促使在水平荷载的作用之下，在某一个限度内应该采取措施来制约结构位移。

第三，在建筑结构设计中，结构延性是最为重要的指标，同时其对于建筑结构的设计也有着关键性的作用。与较低的建筑物相比来说，在发生地震的时候，高层建筑更容易出现较大的变形。为了能够使建筑结构在塑性变形的阶段中避免发生倒塌的问题，可以采取一定措施来改善其构造，促使结构能够使延性性能得以一定的发挥。

3 高层建筑结构隔震技术分析

3.1 高层建筑隔震技术

隔震技术重点是采用隔震支座进而提高建筑当中结构抗震功能的技术，建筑应用的隔震支座重点包含滑动隔震支座以及橡胶隔震支座两种类型，这当中的橡胶隔震支座还可以划分为普通橡胶支座以及铅芯橡胶支座两种类型，普通橡胶支座重点是将钢板以及橡胶层进行融合，进而提升建筑结构的承载能力、水平位移水平以及侧向抗压水平，但是，对于铅芯隔离支座来说，其阻尼比较高，在能够使地震对于建筑的不利影响得以很大程度上降低的同时，还能够使隔离层出现位移的情况得以有效的避免，从而使高层建筑的稳固性得以提高，延长建筑寿命。对于滑动隔离支座而言，其主要是通过对动力学原理进行利用，并结合内部存在的低摩擦系数的滑动材料，能够在很大程度上使地震对高层建筑的不利影响得以降低。除此之外，也能够通过对滑动隔离支座的隔震层摩擦力进行利用来对在发生地震期间建筑结构产生的振动能力得以消耗，使建筑结构中的阻尼得以加大，进而使在发生地震时候建筑的稳固性得以极大地增强。

3.2 隔震结构的基本原理和特性

对一般的房屋来说，其地基与上部结构是连接在一起的。在发生地震的时候，地面振动的能量经由地基能够传输到房屋的上部结构当中，结构可以利用变形以及振动来耗费能量。隔离技术就是在房屋地基与上部结构之间增设了一层隔震装备。在发生地震的时候，地震带来能量的一部分可以被隔离装备所损耗，这样就能够降低传送到上层结构的能量，进而很好地维护了建筑当中的设备与人员。隔震装置具备自动复位以及调整刚度的作用。如果建筑物受到了较轻的地震作用时，隔震设备能够带来一个充足的水平力来确保建筑物上部在受到地震冲击的时候，可以维持相对地面没有位移的情况；在发生中度地震的时候，隔震层的外形就会发生比较大的变化，这样就能够使得地震带来的大多数能量被吸收，这样一来相对于地面而言，建筑物的上部结构只有一些很小的位移，大体上是处在不动的情况。在发生地震之后，隔震装置还能够自动回到最初的情况，仍然可以正常利用，进而满足建筑物正常使用的要求。

3.3 高层建筑隔震结构设计要点

首先，在设计高层建筑基础隔震结构的过程中可以对隔震系数与分离式计算方法进行采用，其中，隔震系数主要指的是建筑隔震结构中其楼层剪力与非隔震结构楼层剪力之间比较值的最大值。在高层建筑结构中，在对楼层剪力隔震结构进行考虑的同时还需要对楼层倾覆力矩的减震系数进行重视，在保证高层建筑隔震结构的减震系数与规定的标准相符合之后，在后续设计过程中可与对非隔震结构进行参照来进行，而在对橡胶隔震技术进行应用的过程中，在计算减震系数的时候，需要在对橡胶隔震支座的性能进行考虑的基础上，来对高层建筑结构的减震系数值来进行适当地提高，如此一来，能够使隔震结构设计的施工安全得以很大程度上的保证，而在具体计算减震系数期间，需要对时程分析法进行利用来对高层建筑隔震结构的减震系数进行确定，同时还可以在建筑结构受拉中对折线形弹性型的橡胶隔震支座模型进行应用，从而使建筑结构的抗张拉承载力和水平荷载以及建筑的稳固性得以增强，并提高高层建筑结构的抗震能力，保障人们的居住安全。

4 结语

在高层建筑结构中，应用基础隔震技术能够在很大程度上使建筑的抗震能力得以增强，意味着人类在地震多发区能够更加安全的生活，其除了能够在高层建筑领域中应用之外，还可以在城市生命线工程、防灾指挥中心等工程中进行应用，在防震减灾的事业中有着不可磨灭的突出作用。

参考文献

[1] 宋玉旺.房屋基础隔震技术应用分析[J].经营管理者，2011（19）.

[2] 刘昱彤.基础隔震技术在建筑结构中的应用探讨[J].山西建筑，2011（09）.

[3] 刘娟，马玉宏，赵桂峰，谭平，罗佳润，邹勤.高层基础隔震结构基于性态的抗震设防标准研究[J].科学技术与工程，2013（26）.