熊风望

樟树市建筑设计院（331200）

0 前言

近年来的地震灾害发生次数有了明显增加，无论是大地震还是小地震，都给国家和人民造成了严重的影响。想要减少地震灾害对建筑物的影响，必须提高其隔震减震的性能，这对设计人员的专业技术有着极高的要求。不同于多层建筑的抗震设计，高层建筑结构的抗震设计更为复杂，需要考虑的事项更多，因此在进行隔震减震措施的设计时难度更大，必须采取有效的技术手段才能更好地提升建筑物的抗震性能。由此可见，在新时期社会背景下，深入探讨高层建筑结构设计中隔震减震的相关内容，具有非常重要的指导作用。

1 高层建筑结构隔震减震设计难点

1.1 建筑类型过于复杂

随着人们生活质量的进一步提高，传统建筑结构已经无法吸引人们的注意力，人们更感兴趣的是不同于传统类型的建筑结构，追求建筑物内在质量与外在美观，这就使得设计人员需要综合考虑各个方面的内容，极大地增加了设计的工作量。有的设计人员为了从视觉上满足顾客的需求，会更注重建筑物外观的设计，因此难免会忽视对建筑物抗震性能方面的要求，认为只要符合国家规定标准即可。在这样的情况下，建筑物虽然整体质量达标，但随着使用年限的增长，原本符合标准的一些指标都会有所下降，一旦发生地震灾害，就极有可能出现坍塌的情况，严重威胁到居民的生命安全[1]。

1.2 地基位置选取困难

高层建筑工程施工不同于多层建筑，需要考虑的因素非常多，一旦某一环节出错，就有可能影响后续整个工程施工的开展。地基建设是整个建筑施工中最为重要的一项工程内容，如果地基没有打牢，则后续所有的施工都是徒劳的，因此需要技术人员重视这一环节的工作开展。通常情况来说，需要技术人员先考察建筑场地，了解地基位置的选择是否合适，通过对土质的密度、硬度等测量来加以判断，如果土质松软则需要后期采取一定加固措施。除此之外，技术人员还需要考虑地基位置是否平坦开阔，因为高层建筑应当建在地形相对平坦且开阔的地方，这样才能更好地提升建筑物的抗震性能。但是，我国土地资源紧缺，在很多情况下，高层建筑的地基选择并不能完全满足设计人员的各项要求，无法随意选取建筑场地，因此给设计人员增加了工作难度[2]。

1.3 建筑材料使用不科学

当前建筑工程施工过程中，最常使用的建筑材料依然是钢筋和混凝土，因此在建筑结构的隔震减震设计时，还需要重视这些原材料的质量控制，如果这些原材料质量不达标，则很难满足建筑物的抗震要求。此外，对这些建筑材料的合理利用，在一定程度上也能提高建筑物的抗震性能。有的设计人员没有充分发挥出这些建筑材料的应用优势，不仅取得效果非常一般，而且还可能因为使用不当而增强地基的承载重量。如有的设计人员为了提高建筑物的抗震性能，会忽视建材本身的特性，仅仅通过增加混凝土或钢筋数量来达到这一目的，这种不科学的设计方法并不能起到很好的抗震效果，反而会增加高层建筑本身的承重，造成不必要的浪费，使建筑不安全。

2 高层建筑结构设计中的隔震措施

2.1 基础隔震模式

基础隔震在高层建筑结构设计中的应用不太常见，主要原因是通过减少建筑基础部分的地震波来达到降低地震对建筑物影响的效果，其原理就是阻止地震波的向上传递。在具体的应用过程中，基础隔震模式在外形规则匀称的多层建筑中能够发挥更大的优势作用，但是起到的抗震效果远不如多层建筑好。原因高层建筑的结构本身就比较复杂，且由于楼层较高，在设置基础隔震模式之后，会导致自振周期延长，从而削弱了隔震的效果，仍会出现上部楼层坍塌的情况。在基础隔震的设计中，需要确保力学上的相互稳定，并掌握最大地震时房屋的相对位移情况，增强房屋的弹性，以便能达到更好的抗震效果，保护人们生命安全[3]。

2.2 层间隔震模式

层间隔震是最近几年推出的一种隔震措施，在高层建筑结构设计中较为常见，能够起到一定的抗震效果。当基础隔震无法适用到高层建筑中时，就可以使用层间隔震来提高建筑物的抗震性能，该设计模式主要是利用隔震支座和隔震层质量相结合的方式。在选择隔震支座的原材料时，为了增加建筑自身的隔震性，有的设计人员就会将橡胶作为首选，以此来改造建筑结构的夹层，从而提升建筑抗震性能。另外，为了确保层间隔震能够发挥出最大的应用价值，通常还需要对其进行刚度及隔震系统频率的试验，通过对数据的分析来明确该模式下的抗震效果。层间隔震不仅在新建筑设计中有着非常突出的应用优势，而且在一些需要加固的旧建筑改造方面也能起到很好的作用[4]。

2.3 悬挂隔震模式

该隔震模式通常在大型钢结构中的应用比较常见，其设计原理主要是通过阻隔地震波的传播，来防止建筑主体结构被破坏，从而提升建筑物的抗震性能。在具体的应用过程中，悬挂隔震会使用到非常多的钢架结构，设计人员通过有效的组装，可以确保主框架和子结构处于相互连接的状态。如果子结构被悬挂，另一个结构就会自动处于分离状态，这样就可以让上层建筑跟随地壳一起晃动，从而有效降低地震对上层建筑的影响，减少地震波的冲击力，达到隔震的效果。另外，在悬挂隔震模式下，当地震波到达悬挂部位时，还能够阻隔地震波的层层递进，并降低振波的幅度，使高层建筑上层人员所处的环境得到一定保障。

2.4 特殊材料隔震模式

通过相关调查可以发现，除了上述措施可以达到隔震效果之外，利用特殊材料在一定条件下也能够达到很好的隔震效果。在高层建筑结构设计过程中，加强地基的稳固性与抗震性，可以有效减轻地震对建筑物的整体损害，因此对地基的处理就显得尤为重要。在以往的建筑设计中，大部分施工单位为了节省成本，在制作垫层时，都会尽可能地选用一些质量较好的砂子或黏土来保证垫层的稳固性。有的施工单位会将两种材料交替铺在建筑物的基础部分。虽然这两种方法都能起到一定的隔震效果，但是并不明显。随着时代的不断发展与进步，沥青材料的出现极大地解决了这一问题。采用沥青作为垫层，可以有效增强地基的稳定性，并起到很好地隔震效果，因此在当前高层建筑结构设计中也经常用到[5]。

3 高层建筑结构设计中的减震措施

3.1 无黏结支撑体系

在进行高层建筑结构的减震设计时，无黏结支撑体系起到的减震作用最为明显。主要原因是在内核钢支撑与钢管之间利用无黏结漆来构成一个滑移面，并促使内核钢支撑处于合适的位置，使之形成一个无黏结支撑体系。在高层建筑结构中应用该减震设计方法，能够使压力与拉力都集中在内核钢支撑上，从而达到良好的减震效果。有的设计人员为了确保内核钢和外包层形成良好的滑移界面，防止内核钢支撑的横向变形，还会对滑移界面的几何尺寸进行全面且细致的分析与设计，并严格控制好使用材料的质量，这样在突遇地震时，就能够更好地对地震能量进行消耗，从而增强减震效果，确保建筑物的整体安全性。

3.2 谨慎设计建筑物走向

通常情况来说，大部分地震都是由于地质结构发生变化引发地壳运动而造成的，因此地质结构对地震来说是非常重要的一个影响因素。在发生地震时，建筑物的坍塌方向是随着地震的波动方向而不同的。如果建筑物垂直于震向且震感较小，一般来说是不容易发生坍塌事故的。如果建筑物是平行于震向的，就有很大的概率会发生坍塌，这是因为平行于震向的建筑物，其受到震波运动的影响比较大。因此，在高层建筑结构的减震设计时，还可以利用对建筑物的走向来达到减震效果。设计人员需要根据建筑物所处的地质情况及以往的地震资料进行综合分析，以此来明确震向，并确保与建筑物的走向呈垂直关系，这样能在一定程度上达到减震效果。

3.3 结构消能减震技术

在高层建筑结构设计的过程中，结构消能减震技术是非常有效的一种减震措施，其主要原因是通过在建筑物内部某些部分安装消能装置，让这些装置吸收地震能量，从而达到减震的目的。就目前使用情况来看，常见的消能装置主要分为两种类型:一种是速度相关型的，比如黏弹性消能器，速度越大，消能作用越强，减震效果越好；另一种是位移相关型的，比如金属消能器，相对位移越大，减震效果越好。需要注意的是，结构消能减震技术虽然是设置在建筑物内部结构上的，但是其本身并不具备承重能力，因此不会让建筑物主体结构的竖向受力体系发生变化，不受结构类型、层数以及形状的限制，在市场上有着非常广泛的应用。另外，该技术在施工过程中比较方便，不需要耗费过长的时间，且对用户的干扰也比较小，除了可以起到减震效果之外，还能够在建筑结构的抗震加固中发挥重要作用，因此更受当下市场的青睐。

3.4 对旧房减震设施的加固

随着地震灾害不断发生，在进行新建筑的减震设计时，还不能忽略对一些老旧建筑的抗震加固工作。通常情况下，在对普通建筑或高层建筑的减震设施加固时，为了达到更好的减震效果，一般都会在施工阶段进行这项工程。如果在项目完成后才安装减震设施，则会影响到最终的减震效果。但对于老旧建筑物而言，由于房屋已经建成，且以往的减震措施还不完善，甚至有的都达不到国家规定的标准，因此为了提高旧建筑的抗震性能，还需要采取有效的减震措施来对其进行加固。设计人员可以使用阻尼和消能器来进行加固，或者采用聚合物的砂浆混凝土进行加固，这都能在一定程度上起到很好的减震效果。另外，砂浆混凝土不仅可以起到抗压减震的效果，而且具有较好的黏性，因此还能够增强钢筋的抗锈能力，从而延长建筑物的使用寿命。

4 结语

在新时期社会不断发展的背景下，想要实现我国建筑行业的长足发展，更好地为人们提供居住服务，就必须重视对高层建筑结构的设计工作，特别要重视隔震减震措施的设计。在具体的实施过程中，设计人员应当结合国家规定标准来确定不同房屋的抗震等级情况，并根据建筑工程的具体内容来选择合适的隔震减震措施，确保建筑物的整体抗震效果符合相关要求。只有不断强化建筑结构的隔震减震设计，才能切实有效地增强建筑物的综合性能，更好地保障人们的居住安全，从而推动我国建筑行业的可持续发展。