建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)抗震措施的分析

時間:2022-08-21 11:00:39

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建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)抗震措施的分析

一、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的抗震措施原理與技術(shù)

1.建筑結(jié)構(gòu)的隔震原理與技術(shù)

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中對隔震技術(shù)的運(yùn)用,不僅能減弱突發(fā)地震對建筑上層部位的破壞,還可以使建筑物室內(nèi)的裝飾物、各種大型生活用具、家電設(shè)備得到較好的保護(hù),減少地震發(fā)生時造成的經(jīng)濟(jì)損失。根據(jù)國際通用的建筑結(jié)構(gòu)隔震技術(shù),我們通過對建筑不同位置的分析,將隔震原理分為以下四種。(1)地基隔震指建筑的隔震層設(shè)置在建筑基礎(chǔ)下的地基當(dāng)中,通過使用砂墊層、糯米墊層、軟粘土等方式,使地震在發(fā)生時其能量波在建筑地基當(dāng)中被多次吸收、反復(fù)吸收,從而達(dá)到減弱地震能量的效果。(2)基礎(chǔ)抗震指建筑的隔震層設(shè)置在建筑基礎(chǔ)與上層結(jié)構(gòu)部分之間,采用夾層橡膠墊隔震、基底滑移隔震、混合隔震等裝置,使用粘彈性隔震、滾軸滑移隔震、摩擦擺隔震、摩擦滑移隔震等形式,達(dá)到衰減地震能量波向建筑上層部分的傳遞總量,從而減弱建筑上層部分在地震發(fā)生時產(chǎn)生的搖擺、破裂等地震反應(yīng)。(3)層間隔震這種方式是將建筑結(jié)構(gòu)的隔震技術(shù)與抗震技術(shù)相互結(jié)合,通過在建筑結(jié)構(gòu)上安裝耗能減震裝置,減弱地震發(fā)生時產(chǎn)生的能量,吸收地震能量波,從而降低建筑結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)強(qiáng)烈程度。(4)懸掛隔震通過將建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行懸掛設(shè)計(jì)和建造,減低地震發(fā)生時產(chǎn)生的能量波對建筑主體結(jié)構(gòu)的沖擊,減弱地震作用時的能量傳遞,起到控制建筑結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)程度,從而得到建筑結(jié)構(gòu)的隔震作用。

2.建筑結(jié)構(gòu)的減震原理與技術(shù)

建筑結(jié)構(gòu)的減震原理與技術(shù)可按照減震方式的不同分為以下三類。(1)消能減震建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中對減震原理與技術(shù)的應(yīng)用,是憑借建筑結(jié)構(gòu)附加阻力值的提高來減弱建筑結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)程度。使用特別制造的加注結(jié)構(gòu)元件對地震發(fā)生時產(chǎn)生的能量波進(jìn)行消減和吸收,從而達(dá)到保護(hù)建筑主體結(jié)構(gòu)的安全與穩(wěn)定。建筑結(jié)構(gòu)減震技術(shù)的使用范圍是比較廣泛的,可以用在新建建筑結(jié)構(gòu)的減震消鎮(zhèn)設(shè)計(jì)中,可以用在已有建筑的抗震防震加固上,可以用于鋼結(jié)構(gòu)建筑結(jié)構(gòu)建造中,可以用于建筑上層結(jié)構(gòu)的隔震層中。關(guān)于消能減震的裝置,劃分出來的種類是比較多的,如摩擦阻力器、粘滯阻力器、形狀記憶合金阻力器、塑性阻力器等。(2)機(jī)械減震這里主要指無粘結(jié)鋼支撐減震體系,通過利用建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)部鋼支撐和外包鋼管之間的不粘結(jié)性或是在內(nèi)部鋼支撐與外包鋼筋、鋼管混凝土上涂抹無粘結(jié)漆,從而形成滑移界面。在滑移界面建造中所使用的機(jī)械材料,在材料尺寸上要精心設(shè)計(jì)、施工,形成內(nèi)部和外包層之間的相對滑動,防止內(nèi)部鋼支撐結(jié)構(gòu)發(fā)生橫向變形、整體彎曲或局部彎曲。(3)蹺動減震在蹺動振動控制減震設(shè)計(jì)上,目前采取兩種方法,一種是對建筑上部結(jié)構(gòu)與下部基礎(chǔ)在豎向上的不緊固設(shè)計(jì);另一種是對建筑結(jié)構(gòu)中承受地震能量較大的柱、支撐等結(jié)構(gòu)與建筑下部基礎(chǔ)的不緊固設(shè)計(jì)。

二、雅安地震后關(guān)于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的反思

1.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與抗震措施的重要性

2013年4月20日早8點(diǎn),中國四川省雅安市蘆山縣發(fā)生7.0級地震,造成眾多房屋倒塌,人員傷亡慘重。在這場自然災(zāi)難中,我們發(fā)現(xiàn)蘆山縣老城區(qū)99%的房屋倒塌。但新建房屋相對保存完好,這是一個值得反思的問題。我們知道,自2008年“5.12”大地震發(fā)生后,國家對新建建筑的抗震要求明確規(guī)定,就是為了以防萬一。通過這場災(zāi)難,我們的建筑結(jié)構(gòu)工程研究專家們應(yīng)該更加積極努力的根據(jù)實(shí)際情況,制定和規(guī)劃建筑結(jié)構(gòu)??梢韵虻卣鸶甙l(fā)的日本在建筑結(jié)構(gòu)方面進(jìn)行學(xué)習(xí)和交流,盡可能的通過建筑結(jié)構(gòu)的改良來減少不必要的人員傷亡。國家在統(tǒng)一規(guī)劃市縣以下建筑建設(shè)的工作中,需要明確提出建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要求和建造要求。在民用居住的房屋中,設(shè)計(jì)在地震發(fā)生時,可以進(jìn)行躲避的防震空間。這點(diǎn)想法是因?yàn)?,很多較高層的人在地震發(fā)生逃跑中確實(shí)不知道躲在何處,為什么不能在家中就建造保留一個可避難的空間?希望我國的建筑結(jié)構(gòu)研究者重視這方面的問題,國家政策也要對此大力支持。這樣一來,地震損失才能盡可能的減少。

2.蘆山縣人民醫(yī)院抗震技術(shù)探析

此次四川雅安地震中,蘆山縣人民醫(yī)院門診綜合樓在地震中表現(xiàn)出了良好的隔震效果。經(jīng)歷7.0級強(qiáng)震后,除了少許墻面乳膠漆層脫落,建筑內(nèi)部梁柱和墻構(gòu)件竟沒有出現(xiàn)任何裂紋,就連窗戶的玻璃沒有任何毀壞,成為震后地震區(qū)搶救傷員的主要醫(yī)院之一。它也因此被網(wǎng)友譽(yù)為“樓堅(jiān)強(qiáng)”,成了中國首幢經(jīng)過強(qiáng)震考驗(yàn)的隔震建筑。根據(jù)專家解析,該樓的無損秘密就在于“彈簧隔震”技術(shù),該建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)防烈度7°。通過分析與設(shè)計(jì),采用83個直徑為500mm和600mm的橡膠隔震支座。橡膠隔震技術(shù),就是在上部結(jié)構(gòu)和下部結(jié)構(gòu)之間設(shè)置一層水平較柔的橡膠隔震支座,以隔離或耗散地震輸入的能量,從而確保建筑結(jié)構(gòu)在地震作用下的安全。用北京清華城市規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院建筑分院結(jié)構(gòu)工程師徐珂的話來說,隔震相當(dāng)于在建筑物下面做了一個彈簧,用這個彈簧把地震的作用給隔開,類似自行車車座下的彈簧作用。一般抗震是指建筑靠本身的結(jié)構(gòu)來抵抗地震的作用,如果無法抵抗,建筑會坍塌。是采用傳統(tǒng)抗震結(jié)構(gòu),還是采用隔震結(jié)構(gòu),并沒有特別規(guī)定。但我們知道,隔震技術(shù)比普通正常的抗震技術(shù)的建筑造價要高10%~50%左右。

三、結(jié)語

經(jīng)歷過汶川大地震、玉樹地震、雅安地震后,國家對民用居住建筑、商用建筑、政府辦公建筑、醫(yī)療科研建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和建造必然會更加重視抗震措施這一方面,抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)必然會成為今后建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主流和重心。我國的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)者要根據(jù)實(shí)際情況和自身經(jīng)驗(yàn),加大對建筑抗震性能的研究,不斷總結(jié)創(chuàng)新建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的抗震理念。國家在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的整體方向上,要制定相關(guān)國家政策,嚴(yán)格把控建筑結(jié)構(gòu)的抗震能力。做好上述方面的工作并通過多建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì),相信一定能減少地震帶來的建筑損害,確保建筑結(jié)構(gòu)的整體安全性和穩(wěn)定性,保障人們的生命安全。

本文作者:朱慧袁明星工作單位:中國市政工程中南設(shè)計(jì)研究總院有限公司