減隔震技術(shù)在建筑工程中的應(yīng)用

楊宗霞

摘要：隨著我國建筑業(yè)的迅猛發(fā)展，人們對建筑工程的質(zhì)量要求越來越高。建筑結(jié)構(gòu)作為建筑工程的核心部分，有效的承載建筑自身以及其他設(shè)施的重量，是保障建筑工程質(zhì)量的重要組成部分。減隔震技術(shù)的應(yīng)用針對住宅而言，具有重要的意義，該技術(shù)的合理應(yīng)用能有效控制建筑的隔震、減震和振動，在保障居民安全生活的同時，營造良好的居住環(huán)境。針對突發(fā)性極高、破壞性極大的地震，因有效預(yù)測的概率較低，而我國發(fā)生地震的頻率較高，因此，我國建筑業(yè)必須重視建筑結(jié)構(gòu)中的抗震設(shè)計。本文通過分析目前建筑結(jié)構(gòu)中廣泛使用的減震措施以及其存在的問題，對減隔震技術(shù)在建筑工程中的應(yīng)用進(jìn)行探究，以供參考。

關(guān)鍵詞：減隔震技術(shù)；建筑工程；建筑結(jié)構(gòu)；措施

地震在我國的發(fā)生頻率較高，地震所具備的較高突發(fā)性和破壞性，嚴(yán)重威脅到人們的正常生產(chǎn)于生活。隨著傳統(tǒng)抗震結(jié)構(gòu)與現(xiàn)今建筑發(fā)展需求的逐漸脫節(jié)，如何尋求新的抗震結(jié)構(gòu)和技術(shù)成為了建筑業(yè)發(fā)展的首要目的?，F(xiàn)階段，得到世界認(rèn)可的隔震與消減震技術(shù)，已被廣泛應(yīng)用于建筑結(jié)構(gòu)中。此外，與傳統(tǒng)抗震技術(shù)相比，減隔震技術(shù)是通過結(jié)構(gòu)中各構(gòu)件的變形力和承載力來有效防御地震所產(chǎn)生的破壞力。

1 減隔震設(shè)計在建筑結(jié)構(gòu)中的意義

經(jīng)相關(guān)數(shù)據(jù)調(diào)查顯示，采用減隔震設(shè)計的建筑結(jié)構(gòu)，其穩(wěn)定性與抗震性遠(yuǎn)高于其他建筑結(jié)構(gòu)，且在遇到地震時，該類建筑只會出現(xiàn)輕微的傾斜，建筑內(nèi)部的設(shè)施、器材不會發(fā)生明顯的晃動。地震對建筑物所帶來的破壞，主要源于來自地層面的破壞力，當(dāng)?shù)孛娈a(chǎn)生劇烈運(yùn)動時，引發(fā)建筑物產(chǎn)生強(qiáng)烈和快速的振動，使得建筑物遭受嚴(yán)重破壞。通過減隔震技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用，能有效將地震速度反應(yīng)降低至60%左右，最大程度上的避免建筑物遭受損壞，保障人員與財產(chǎn)的安全。

2 減隔震技術(shù)的基本原理

減震技術(shù)的基本原理是將結(jié)構(gòu)中的支撐、剪力墻、連接件或連接縫等部位設(shè)置耗能裝置，通過摩擦效應(yīng)，該裝置產(chǎn)生形變（如剪切、扭轉(zhuǎn)、彈塑性）來減少地震輸入結(jié)構(gòu)的能量，從而降低主體結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)，有效防止建筑遭受嚴(yán)重?fù)p壞，以達(dá)到抗震的目的。

隔震技術(shù)的基本原理是通過在建筑物上部結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)之間添設(shè)安全可靠的隔震柔性地層，有效的將建筑物與基礎(chǔ)分隔開。利用該種原理，能確保支撐在隔震系統(tǒng)上的建筑整體在地震時具備較強(qiáng)的剪切變形能力，將地震對建筑物的上部結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生的地震反應(yīng)減少至20%左右，有效防止建筑物在地震中遭受破損或坍塌。

3 減隔震技術(shù)在建筑工程中的應(yīng)用

3.1 隔震層體系分析

（1）減隔震技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用過程中，應(yīng)根據(jù)建筑物的差異性采取不同的減隔震技術(shù)，從而將減隔震技術(shù)的作用充分發(fā)揮出來。通常情況下，地震的出現(xiàn)勢必會產(chǎn)生極強(qiáng)的破壞力，嚴(yán)重威脅到建筑物的安全。為此，必須加強(qiáng)建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，提高建筑物的阻尼系數(shù)，有效減少地震所造成的損害。（2）地震所產(chǎn)生的震動能量來源于地殼，其是從地底內(nèi)部反映到地面的一種地震波。在發(fā)生地震時，假若建筑物的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)具備足夠的阻尼系數(shù)，則能有效避免地震對建筑物上部結(jié)構(gòu)造成破壞。因此，通過在建筑物上添設(shè)隔震層，能有效抑制地震能量傳輸至建筑物上部結(jié)構(gòu)，降低地震對建筑物造成的影響。（3）經(jīng)調(diào)查研究顯示，隔震層的設(shè)置，對于建筑物而言，能有效的將地震波的加速反應(yīng)減少到45%左右，顯著提高建筑物的抗震性，對保障人們的生命財產(chǎn)安全起到了重要的作用。目前，在建筑工程使用較為廣泛的隔震層主要是軟墊隔震層，且該類技術(shù)是目前建筑工程減震技術(shù)中使用最為普遍的。軟墊隔震技術(shù)的基本原理是通過在建筑物地部鋪設(shè)多個橡膠塊，在建筑施工時，將整個建筑物落在各個減震點(diǎn)上，從而達(dá)到減震的目的。

3.2 減隔震技術(shù)的應(yīng)用

目前，在建筑工程中最為常見的基礎(chǔ)隔震結(jié)構(gòu)件為采用采用柔韌性較好的薄橡膠板和硬度較高的薄鋼板分層交替疊加、模壓硫化制成的隔震橡膠支座。該類隔震構(gòu)件中的橡膠層與鋼板的粘結(jié)度極高，當(dāng)橡膠支座承受的重量為建筑物上部結(jié)構(gòu)重量和使用荷載時，橡膠層橫向伸展受限，豎向剛度增加，以確保橡膠支座具備足夠的豎向剛度和承載力，提高建筑物的穩(wěn)定性；當(dāng)橡膠支座承受的重量為水平荷載時，橡膠層的位移量大幅度減少，致使橡膠支座的位移增加，有效保障建筑物的穩(wěn)定性。

建筑隔震橡膠支座隔震的基本原理為通過在建筑物底部或某個位置上添設(shè)橡膠支座，利用橡膠支座所具備的水平柔性的隔震層，對地震能源進(jìn)行吸收和消耗，盡可能的較少地震能量傳遞至上部結(jié)構(gòu)，從而達(dá)到減震的目的。該種隔震技術(shù)能有效保障建筑物結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性，且能避免非結(jié)構(gòu)部件遭受損壞，保障建筑物的整體安全性。

4 隔震在建筑工程設(shè)計中的應(yīng)用

4.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計參數(shù)

現(xiàn)階段，建筑隔震橡膠支座結(jié)構(gòu)設(shè)計中的主要參數(shù)包括有：（1）形狀系數(shù)。第一形狀系數(shù)（薄鋼板對橡膠板的約束效果）S1≥15，第二形狀系數(shù)（受壓時橡膠支座的穩(wěn)定性）S2=3-6。（2）外形尺寸。實(shí)踐證明，當(dāng)橡膠支座的水平變形為60%的支座平面尺寸時，其安全性最高。因此，最適宜的支座直徑D=最大水平位移×60%，實(shí)際應(yīng)用中通常為D=最大水平位移×55%。橡膠支座的高度則參考形狀系數(shù)和其他參數(shù)來進(jìn)行設(shè)定，通常情況下 400的支座高度為150mm， 500的支座高度為175mm， 600的支座高度為200mm。（3）夾層鋼板厚度。夾層鋼板斷裂是橡膠支座破損的主要特征，鋼板厚度與鋼板屈服強(qiáng)度以及位移量呈正比。通常情況下，鋼板的厚度為2-4mm。（4）膠層厚度與層數(shù)。橡膠支座的豎向承載力隨著鋼板膠層厚度與膠層厚度之比的增加而增大。（5）鉛芯直徑。橡膠支座的阻尼系數(shù)與鉛芯的大小有關(guān)，在設(shè)計過程中，應(yīng)根據(jù)實(shí)際續(xù)期進(jìn)行選用。

4.2 性能設(shè)計參數(shù)

橡膠支座的性能參數(shù)主要包括有：（1）豎向承載力。橡膠支座的豎向承載力隨著S1的增大、鋼板抗壓強(qiáng)度的增加或鋼板與橡膠板厚度比的加大而增加。（2）壓剪承載力與水平位移水平剛度，即橡膠支座在一定豎向壓應(yīng)力水平變形下所具備的豎向承載力。（3）水平剛度。其影響因素主要包括有橡膠材料性能、支座形狀系數(shù)和壓剪條件。（4）豎向剛度。其影響因素主要包括有橡膠硬度、橡膠彈性模量、支座形狀系數(shù)、豎向壓應(yīng)力和水平剪切變形。（5）阻尼比。橡膠支座的阻尼比幾乎等同于隔震結(jié)構(gòu)的阻尼比。

4.3 橡膠與鋼板的黏合技術(shù)

隔震橡膠支座是利用薄鋼板和薄橡膠相互疊合、模壓硫化制成的，鋼板與橡膠板之間的黏合強(qiáng)度將直接影響到橡膠支座的變形能力。因此，必須重視橡膠與鋼板的黏合技術(shù)?，F(xiàn)階段，橡膠與鋼板的黏合通常采用的方式為將鋼板進(jìn)行噴砂處理后涂上熱硫化膠黏劑（主要成分包括有含鹵聚合物彈性體、黏合增進(jìn)劑和偶聯(lián)劑），對其采取雙涂。

5 結(jié)語

近年來，減隔震技術(shù)在我國建筑工程中的應(yīng)用已較為普遍，且與以往相比，該類技術(shù)的應(yīng)用也更為成熟，目前已取得可較多的經(jīng)驗(yàn)和較好的成效。建筑工程中，減隔震技術(shù)的應(yīng)用是保障建筑結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和安全性的重要舉措，對保障人們的正產(chǎn)生產(chǎn)與生活起到了重要的意義，同時也能有效提升我國建筑業(yè)的現(xiàn)代化水平。

參考文獻(xiàn)

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