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隔震技术在建筑工程结构中的应用研究

来源:小侦探旅游网
隔震技术在建筑工程结构中的应用研究

摘要:为满足社会发展需求,建筑工程施工技术在不断更新,以确保来适应不同的工程建设要求,提高工程结构安全性与稳定性。面对地震灾害产生的重大影响,在进行建筑工程结构设计施工时,需要确保其具有较高的抗震性。将隔震技术应用到建筑工程结构设计中,能够进一步来提高建筑结构整体隔震性能,确保建筑工程具有较大的承受能力,降低地震灾害带来的危害,为大众生命安全提供更大保障。本文对隔震技术在建筑工程结构中的应用要点进行了简单分析。 关键词:隔震技术;建筑工程;结构设计

相比传统抗震设计方法,隔震设计在建筑工程结构中的应用具有更大优势,逐渐成为了建筑工程抵抗地震灾害的重要技术手段,能够进一步提高建筑结构的抗震性能。尤其是对于平面、竖向相对规则的多层隔震建筑,设计方法已经比较成熟。想要将隔震技术在建筑工程结构中应用优势完全发挥出来,还需要结合技术原理来不断的解决目前依然存在的难点,将地震灾害产生的影响降到最低。 一、隔震技术作用原理 1.隔震技术原理

地震灾害对建筑工程有着巨大的影响,在发生的瞬间就会释放出巨大的能量,然后以波的形式向四周传递,对建筑结构造成破坏,情况严重的会导致建筑发生剧烈震动甚至倒塌损坏。建筑结构阻尼大小决定了其受地震作用力影响后的颤动程度,阻尼越小可吸收的地震作用力越小,相应也就会有更强烈的震感,产生的影响也就更大,反之则建筑抗震能力越强。基于此就可确定,建筑工程结构抗震设计的关键是提高建筑物阻尼,减低建筑结构对地震输出能量的吸收量,减轻建筑物的晃动感,以免建筑会因为地震作用力而产生损坏[1]。 2.隔震技术优势

相比传统抗震技术,隔震技术的应用优势更为明显,作为一种新型技术被越来越广泛的应用到建筑工程中,可获取更高技术效益。隔震技术的应用可以降低地震对建筑物结构产生的负面影响,提高结构安全性与舒适性。并且,这种隔震技术的应用能够进一步减少抗震设计的成本投入,在发生地震时可保持较小晃动,避免内部物品移动、振动,减少建筑物以及内部设施的损坏,提高功能性与经济性的结合效果[2]。另外,隔震技术在结构设计模块中应用灵活性更高,在提高结构抗震性的同时,以免对其他部分产生影响。 二、隔震技术在建筑结构中应用 1.隔震设计计算方法

将隔震技术应用到建筑工程结构设计中,需要有完善的隔震设计计算体系为支持,对相关计算程序进行规范化调整。目前建筑抗震技术的应用设计,以分离式计算法最为常见,可对减震系数做精确计算。针对隔震结构楼层剪力和非隔震结构楼层剪力来进行分析,且分析两者比值,将其作为建筑结构的减震系数。对于高层建筑工程,减震结构的设计则应重点分析楼层的倾覆力矩。隔震结构的设计,要基于非隔震结构来展开分析,从地震作用力出发,确定建筑隔震结构受力的均匀分布性与梯形分布特点,与非隔震结构的三角形分布特点明显区别,相应的两者剪力与弯矩值也不同[3]。另外,还可通过时程分析法来对建筑隔震结构进行分析,进一步提高建筑隔震支座的计算效益。为满足建筑抗震设计需求,如今

建筑隔震结构计算软件体系逐渐完善,软件技术更加成熟,可为建筑结构隔震设计提供支持。

2.合理选择隔震方案

对多种隔震方案做综合对比选择,争取能够最大限度的提升建筑应用功能。坚持最新隔震设计理念,基于工程结构设计需求进行分析,制定科学设计目标,对隔震计划方案不断的进行调整优化,提高隔震方案的可行性。对于隔震措施的选择,需要就隔震设防种类、建筑物建设区域、周边环境以及建筑物功能等多方面要素进行综合分析,保证所选隔震方案的科学性与可操作性。 3.确定隔震适用范围

将隔震技术应用到建筑结构设计中,需要明确的是任何隔震结构均具有一定适用性范围,超出该范围则会削弱其隔震性能。建筑工程上部结构层间位移偏小,且位移属于缸体运动,如果上部结构隔震设计自由度扩大,则可以降低建筑结构设计对建筑设计的约束。为达到最佳建筑结构隔震设计效果,提升建筑整体功能性,必须要将上部与下部结构综合分析设计。从建筑结构层面来讲,隔震结构设计具有比较广泛的适应性,可适用于多种类型建筑工程。并且与以往所应用的结构设计模块相比,隔震结构设计会涉及到更多模块,包括抗震构造、上部结构位移以及构件性能发挥等,因此适应性良好。实现隔震技术的有效利用,能够进一步降低建筑结构的地震振幅,增大建筑结构自振周期,取得良好的隔震效果。 4.隔震结构设计步骤

建筑工程隔震结构设计必须要坚持专业原则,严格遵循结构设计计划与方案,按照要求进行隔震结构的布置,为设计合理性与规范性提供保障。实际设计中,需要确定建筑物基础地基与建筑物上部结构之间的联系,避免抗震结构与地基产生直接性接触,可设置一定数量型号相同的隔震制作进行隔离支撑[4]。待设置完隔震支座后,组成隔离层的各类橡胶隔震制作可以更大程度上来发挥出功能性,产生竖向平均压应力。另外,在针对设计值进行分析时,要坚持工作规范,按照要求完成水平换算烈度分析,并以地震作用下的时程分析法为支持,保证分析结果的可靠性,提高隔震结构设计综合效果。 三、隔震技术在建筑结构中应用实现 1.工程概述

以某地区建筑工程为例,建筑共13层,地下2层,总高度为52.3m,采用的为框架结构体系建设。工程抗震设防烈度为8度,设计地震分组第一组场地特征周期0.45s,选择应用框剪结构加隔震技术的设计方案,将隔震层设置到地下一层。 2.隔震结构设计

2.1隔震结构性能目标

隔震层以上结构水平地震作用与相应抗震措施需要根据当地抗震设防烈度的低一度来进行设计,为保证建筑结构具有良好的抗震性能,进行隔震设计时需要确认隔震层以下结构在地震能量影响下不会对上部结构造成破坏。因此本项目的隔震设计要点在于隔震层支墩的设置,将其作为支撑上部结构荷载的关键构件,将地震产生的损坏控制在较小范围内。 2.2隔震层设计 (1)隔震支座选型

本项目将隔震层设置在地下一层,是由铅芯叠层橡胶支座组成,可以利用铅芯的初始刚度来有效抵抗水平抗风荷载,确保隔震层始终可以保持弹性状态,且无需另外设置抗风装置与阻尼装置。同时,在地震作用力下铅芯更容易发生屈服

剪切变形,以及其具有良好的耐疲劳特性,能够有效发挥出铅芯稳定的耗能减震作用。即便是遇到地震灾害,也能够减小隔震层的水平位移量,通过较低屈服后侧移刚度来达到良好减震效果。 (2)隔震支座安装

完成隔震支座选型后,在进行设置安装时要求其重力荷载代表值的竖向压力在15MPa以内。并且要保证所设隔震支座数量的合理性,要求所设置的铅芯叠层橡胶隔震支座屈服力之和不小于隔震层处的水平剪力设计值,以及还应满足有效控制隔震层水平位移的限位要求。另外,将铅芯叠层橡胶隔震支座按照内部均匀、四周密集的方法布置,且调整隔震层刚度中心与上部结构质心重合,能够提高隔震结构的抗扭效果。 结束语:

将隔震技术应用到建筑结构设计中,可以进一步提高工程结构抗震性能,需要鉴于工程建设要求,确定隔震设计要点,通过细节控制来达到最佳设计效果,提高工程结构整体性能。 参考文献:

[1]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.

[2]蔡玉军.分离式隔震技术在超长结构中的应用[J/OL].铁道标准设计:1-6. [3]张亚宗.高层建筑结构中的基础隔震技术探究[J].住宅与房地产,2018(27):198.

[4]李新,李先刚.隔震技术在建筑结构中的应用与发展[J].建材与装饰,2018(12):34.

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