隔震减震控制技术在建筑结构设计和施工中的应用

隔震减震控制技术在建筑结构设计和施工中的应用

李腾云

伊宁市城乡规划设计研究院有限公司      新疆维吾尔自治区伊宁市835000

摘要：随着我国地质灾害的发生，人们越来越注重建筑结构的稳定性。地震作为一种毁灭性的自然灾害，对建筑物的破坏常常造成巨大的人员伤亡和财产损失。因此，在房屋建筑工程中，采取科学有效的防震与减震技术具有重要意义。本文从防震设计概述入手，对房屋建筑工程中的防震、隔震与减震技术进行深入分析与探讨，以提高建筑物在地震等自然灾害中的抗震性能，保障人民生命及财产安全。

关键词：建筑结构设计；隔震减震措施；抗震设计；建筑设计

引言

建筑结构的安全性和稳定性一直以来都备受关注，地震是自然界的重大自然灾害，在瞬息之间可能对建筑物造成毁灭性的破坏。为了减小地震的破坏性，建筑结构设计领域不断努力，优化和改进隔震和减震设计措施，努力提高建筑的抗震性能。

1隔震技术概述

隔震技术属于一种防地震灾害技术，其常被应用于建筑结构的施工当中，具有降低地震灾害对建筑结构产生不良影响的作用。建筑施工中，建筑上部结构与基础之间设有隔震层，而该隔震层处于水平状态，其能将建筑上层结构与基础相分离，进而可以阻断或减少地震灾害发生时对建筑上层结构产生的危害。与此同时，隔震技术还可以降低地震灾害的破坏，为建筑上层结构的安全性提供技术保障。常见的隔震支座原材料为橡胶，名为隔震橡胶支座，其属于一种柔性构件，可以对地震灾害发生时的能量进行吸收或消耗，同时还可以通过位移的方式减轻或阻止地震作用对建筑上部结构产生的不良影响，确保建筑结构稳定的同时，提升建筑整体的抗震性。此外，隔振技术是建筑抗震行业发展的主要方向，该技术在建筑工程施工中的应用不仅可以提高建筑体的抗震性，还有助于建筑安全指数的提升，进而可以保障人民的生命及财产安全。当前，隔震技术在建筑施工中获得广泛应用，而常见的隔震结构设计分为两种，一种是单质点，其隔震层属于整体；另一种是多质点，其隔震层属于单体，仅作为首层，两种类型优缺点各异，且建造的具体计算方法不同。

2隔震减震控制技术在建筑结构设计和施工中的应用

2.1优选隔震减震材料

在建筑结构设计中应用隔震减震控制技术，要求施工人员在设计人员出具的设计方案指引下，充分使用隔震减震材料搭设建筑结构，这样方能强化建筑结构抗震性。比如施工人员可以选用沥青填充材料进行隔震层施工，此种带有隔震减震功效的施工材料，是彰显隔震减震控制技术实践价值的重要依据。除了沥青材料外，还可应用减隔震隔音泡沫板，作为高密度发泡材料，能够在建筑结构中实现长达30年的持久性作用，并具有易于施工、裁剪等优势。常见尺寸为200m×1.52m×3.5mm和100m×1.55m×5mm，具体可根据建筑结构墙体等实际面积确定材料用量。与传统砂砾、混凝土基面等设计方式比较，该材料可铺设于水泥浆下方，用宽度50mm左右的胶纸予以密封，同时严控该材料使用厚度，多具有5mm左右厚度。若施工范围高于6m2，理应依靠混凝土配筋垫层改善材料隔震减震性能。经过对新材料的应用，可强化建筑结构隔震减震控制效果。

2.2安设隔震减震设施

隔震减震技术在我国建筑结构设计中广泛应用，尤其自汶川地震以来，应用更为普遍。在2021年全面颁布“建设工程抗震管理条例”后，促使对该技术的关注度日益提高，并在设防类建筑结构设计中进行必要性应用。而在优选相关材料后，还可以安设隔震减震设施。其中最普遍的包括隔震支座和阻尼器。如摩擦摆隔震支座，尤其气温在零下25℃的寒冷地带，通过该设施可保证建筑结构遭受地震侵袭后鲜有出现结构破损现象，且该设施无需承受结构拉力，能在提离后持续表现隔震减震效能。另外，也可使用铅芯橡胶支座。如万科徐泾地铁项目中，专门结合工况选用该设施，并秉承着大直径减少安设数量的形式，实现均匀分布，并且安装后建筑结构的抗倾覆能力得以提升。此外，还可应用碟簧联合单摩擦摆三维隔震装置，其原理是叠合碟簧层间使用玻璃纤维降低层间摩擦力。安装此设施后建成的混凝土结构，其最大竖向加速度可降低50%，钢结构中最大竖向加速度可降低35%，从而改善结构性能，在市政交通轨道建筑项目中得到应用。阻尼器可从粘滞性、粘弹性两种不同类型阻尼器中择优而选。前者是由阻尼孔、活塞、导杆等结构组成的流体阻尼器。后者是在钢板层之间掺杂弹性层，建立带有抗震能量消除功能的阻尼器。经隔震减震设施的有效应用，可提升抗震设计有效性。

2.3推行框架悬挂设计

建筑物层间结构会因力的传递而出现损坏现象。若能在建筑结构设计中采用框架悬挂设计技术，即可体现隔震减震效果。框架悬挂设计指的是针对建筑结构实施悬挂操作，将其在框架悬挂状态下，降低力的相互作用，避免在地震冲击下引起框架结构相互挤压，从某种程度上可以延缓建筑结构损伤速度。通常在钢结构设计环节适用性较强，可将建筑结构划分为主框架、子框架两个部分，以悬挂设计方式维护框架结构相互关系。在发生地震灾害时，主框架会在地震波刺激下产生剧烈摇晃情况，在悬挂链条的助力下，因框架之间并未直接相邻搭设，故此可避免子框架被主框架影响而晃动，进而达到维护子框架安全的目的。因此，对建筑结构推行框架悬挂设计，是目前隔震减震控制技术重要的应用途径，应依据建筑结构设计条件确定适合的隔震减震控制技术应用方向

3建筑结构设计中的隔震措施

所谓隔震，就是通过设置隔震层有效阻止地震作用向上传递，减弱建筑结构的地震作用效果，一般采用基础隔震的方式，能够达到约80%的减震效果，具有良好的经济效益和社会效益。根据隔震结构形式的不同，可分为橡胶支座隔震、滑移支座隔震、悬吊基础隔震、螺旋钢弹簧隔震、摆动隔震、混合控制隔震等，其中，橡胶支座基础隔震采用橡胶支座作为隔振系统主要元件，在建筑结构设计中已经得到了较为广泛的应用，叠层橡胶支座隔震体系具有更好的隔震效果，能够适用于一定高度的砌体结构或钢筋混凝土结构，具有足够大的竖向承载力，刚度和阻尼比较稳定，而且水平变形能力大，一般不会发生剪切破坏，能够实现快速复位的效果，结构相对简单，安装施工方便，具备良好的耐久性能。摩擦滑移隔震技术采用的隔震层具有滑移或滚动效果，在地震发生时，建筑物可以做整体相对水平移动，有效限制地震作用力向上传递，并通过摩擦作用消耗地震能量，纯粹的摩擦隔震效果一般，不但隔震层滑移量大，而且难以复位，可以采用摩擦滑移与阻尼耗能元件共同作用的联合隔震技术，能够达到更好的震后恢复效果，摩擦摆式隔震技术具有较强的限位能力、复位能力、稳定性以及良好的耗能机制，是一种有效的干摩擦滑移隔震体系。除此之外，螺旋钢弹簧隔震、悬吊基础隔震等各种技术也有一定的发展应用，在建筑结构隔震设计时，可以根据实际情况灵活选用。

结束语

综上所述，抗震设计是建筑结构设计的重要内容，与传统抗震技术相比，隔震减震措施的应用能够实现更好的作用效果，可以更高效率地吸收、消耗地震能量，降低地震作用对建筑主体结构的破坏，所以，要加强隔震减震技术的应用研究，在实践中不断论证发展，提高建筑结构设计水平，满足特殊情况下的安全性、稳定性、耐久性需求。

参考文献

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