建筑結(jié)構(gòu)減隔震技術(shù)應(yīng)用探討

李金紅

摘 ? 要：地震給人們生命財(cái)產(chǎn)帶來的損失是巨大的，為降低這種損失，人們開始大力研究建筑結(jié)構(gòu)減隔震技術(shù)。因此，本文首先分析建筑結(jié)構(gòu)減隔震技術(shù)應(yīng)用的意義，然后闡述建筑結(jié)構(gòu)減隔震的基本概念與原理，最后在此基礎(chǔ)上分析建筑結(jié)構(gòu)減隔震技術(shù)的具體應(yīng)用，給相關(guān)工作者以參考。

關(guān)鍵詞：建筑結(jié)構(gòu) ?減隔震技術(shù) ?應(yīng)用探討

中圖分類號(hào)：TU352.1 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號(hào)：1674-098X（2019）08（c）-0133-02

我國(guó)作為多地震國(guó)家之一，地震時(shí)刻威脅著人民的生命財(cái)產(chǎn)安全，帶來巨大的損失。由于傳統(tǒng)抗震結(jié)構(gòu)存在難以解決的缺陷，人們開始尋找效果更好的結(jié)構(gòu)與技術(shù)來實(shí)現(xiàn)抗震減震。該技術(shù)的出現(xiàn)，意味著建筑結(jié)構(gòu)的加固，抗震能力的提升，面對(duì)大地震能減少損失，面對(duì)小地震能規(guī)避損失?？梢哉f，建筑結(jié)構(gòu)減隔震技術(shù)的研究與應(yīng)用十分重要。所以，本文主要針對(duì)此，來介紹建筑結(jié)構(gòu)減隔震技術(shù)的意義、相關(guān)原理與具體應(yīng)用。

1 ?建筑結(jié)構(gòu)減隔震技術(shù)的應(yīng)用意義

從以往數(shù)據(jù)來看，應(yīng)用了減隔震技術(shù)的建筑與未應(yīng)用減隔震技術(shù)的建筑在抗震能力方面具有明顯差異。應(yīng)用了減隔震技術(shù)的建筑在遇到地震時(shí)，只會(huì)發(fā)生輕微的傾斜，建筑物內(nèi)部的設(shè)施、器具等物品都不會(huì)造成太大損傷;而未應(yīng)用減隔震技術(shù)的建筑在遇到地震時(shí)，會(huì)造成嚴(yán)重的破壞，建筑物內(nèi)部也不能幸免。建筑物容易遭受地震損害的原因，是因?yàn)榈卣鹉芰縼碜杂诘貙用妫孛鎰×艺駝?dòng)的時(shí)候，會(huì)同時(shí)引發(fā)建筑物的劇烈抖動(dòng)，破壞也隨之出現(xiàn)。應(yīng)用減隔震技術(shù)，能將地震速度反應(yīng)降低到60%左右，以極大程度上減少地震對(duì)建筑物、對(duì)室內(nèi)設(shè)施、對(duì)人員的損害與威脅，保障人們的生命財(cái)產(chǎn)安全，這也是其意義所在[1]。

2 ?建筑結(jié)構(gòu)減隔震的基本概念與原理

2.1 建筑結(jié)構(gòu)減隔震的基本概念

通過增強(qiáng)結(jié)構(gòu)件自身變形力與強(qiáng)度來抵御地震的反應(yīng)力，雖能夠?qū)崿F(xiàn)一定程度的減隔震目的，但卻無法完全減少與規(guī)避損失。因此，相關(guān)工作人員開始研究相應(yīng)的減隔震裝置，依靠該裝置，在地震時(shí)分離開構(gòu)件或結(jié)構(gòu)件與可能引起破壞的地震地面運(yùn)動(dòng)或支座運(yùn)動(dòng)，盡量避免能量被大量傳輸?shù)浇ㄖY(jié)構(gòu)中，以此保護(hù)建筑主體結(jié)構(gòu)。建筑結(jié)構(gòu)減隔震技術(shù)不光可以快速提升建筑物的抗震性，還可有效節(jié)省建筑結(jié)構(gòu)的工程造價(jià)金額[2]。

從下圖1的非隔震結(jié)構(gòu)與隔震結(jié)構(gòu)的變形對(duì)比圖，我們可以看出，左邊沒有應(yīng)用減隔震技術(shù)的建筑結(jié)構(gòu)，在發(fā)生地震后，地震作用力被直接傳送到了建筑本體結(jié)構(gòu)上，建筑發(fā)生嚴(yán)重變形。而應(yīng)用了減隔震技術(shù)的建筑結(jié)構(gòu)，在遇到地震的時(shí)候，其結(jié)構(gòu)變形程度十分小，地震的作用力大部分都被隔震裝置所消耗了。從圖我們就可以直觀的看出，應(yīng)用了減隔震技術(shù)的建筑結(jié)構(gòu)擁有良好的抗震能力。

2.2 建筑結(jié)構(gòu)減隔震的原理

減隔震技術(shù)所持有的核心思想為，想盡辦法，讓建筑物主體結(jié)構(gòu)在發(fā)生地震時(shí)，能與可能造成結(jié)構(gòu)破壞的地面震動(dòng)隔離開來。為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，采取的方法為延長(zhǎng)結(jié)構(gòu)周期，在一定范圍內(nèi)，規(guī)避開地震卓越周期，使地震能量盡可能少的傳輸?shù)浇ㄖ黧w結(jié)構(gòu)中，以此減少地震造成的損失。

通過研究可以發(fā)現(xiàn)，結(jié)構(gòu)周期被延長(zhǎng)后，結(jié)構(gòu)位移的相應(yīng)反應(yīng)也會(huì)增加，這對(duì)于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是一種挑戰(zhàn)與困難。同時(shí)，因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)自身的柔性，在正常狀態(tài)下也可能會(huì)出現(xiàn)有害振動(dòng)狀況。所以，需要控制這些有害振動(dòng)發(fā)生的可能性，降低結(jié)構(gòu)的變形概率。同時(shí)，研究人員還通過增加結(jié)構(gòu)阻尼作用，來吸收地震時(shí)產(chǎn)生的能量，以減少建筑結(jié)構(gòu)地震發(fā)生時(shí)的反應(yīng)。

3 ?建筑結(jié)構(gòu)減隔震技術(shù)的具體應(yīng)用

3.1 隔震層

（1）想要在建筑結(jié)構(gòu)中有效應(yīng)用減隔震技術(shù)，就必須了解不同建筑的特點(diǎn)，針對(duì)不同建筑物使用不同的隔震減震技術(shù)，設(shè)置隔震層能最大程度的發(fā)揮隔震減震技術(shù)的作用。地震發(fā)生的時(shí)候，通常會(huì)對(duì)建筑物造成巨大的破壞，所以，必須增強(qiáng)建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，并提升建筑物阻尼系數(shù)，以此來防范地震可能造成的破壞與威脅;（2）地震是一種地殼持續(xù)釋放能量生成的振動(dòng)，是地底內(nèi)部反映到地上的地震波形式。地震時(shí)，建筑物底部的阻尼系數(shù)高，便能極大程度減少建筑物上部結(jié)構(gòu)的破壞程度。所以說，在建筑結(jié)構(gòu)中設(shè)置隔震層，可以阻礙地震能量被傳輸?shù)浇ㄖY(jié)構(gòu)上，并逐步削弱地震能量，避免造成較大程度的建筑物破壞;（3）從大量工程實(shí)踐來看，在建筑結(jié)構(gòu)中設(shè)置隔震層，在地震波加速反應(yīng)的時(shí)候，至少可以抵制消耗55%的地震波能量，以此提升建筑物的抗震性，保障人們的生命財(cái)產(chǎn)安全。當(dāng)前的建筑工程，隔震層采用的大多為軟墊隔震層，軟墊隔震層技術(shù)也成為了應(yīng)用十分廣泛的隔減震技術(shù)之一。軟墊隔震層技術(shù)的應(yīng)用是在建筑物底部設(shè)置多個(gè)橡膠塊裝置，施工時(shí)，讓建筑物整個(gè)落在這些減震墊上，來增加抗震性，減小地震威脅[3]。

3.2 基礎(chǔ)隔震

在多種多樣的基礎(chǔ)隔震構(gòu)件里，建筑隔震橡膠支座是應(yīng)用十分廣泛的一種。隔震橡膠支座是柔軟的薄橡膠板與堅(jiān)硬的薄鋼板分層交替疊合、模壓硫化制作而成的。其內(nèi)部橡膠層與鋼板粘結(jié)牢固，當(dāng)隔震橡膠支座受到上部結(jié)構(gòu)自重與使用荷載的豎向荷載時(shí)，橡膠層的側(cè)向膨脹會(huì)被鋼板所束縛，豎向剛度增加，使支座擁有了強(qiáng)力的豎向剛度與承載力，能穩(wěn)牢固的支撐起建筑物。當(dāng)隔震橡膠支座受到水平剪力時(shí)，由于內(nèi)部鋼板不約束橡膠層的剪切變形，，橡膠片可發(fā)揮自身柔軟的水平特性，來承受較大的水平變形。

參考“基礎(chǔ)隔震”的原理，并結(jié)合隔震橡膠支座結(jié)構(gòu)功能的分析來看，建筑隔震橡膠支座有效隔震的原理在于在建筑物、構(gòu)筑物基地或者某一位置上安置橡膠支座，依靠橡膠支座的水平柔性的隔震層，來吸收消耗地震能量，將隔震層集中發(fā)生較大相對(duì)位移作為代價(jià)，減緩或阻礙地震能量傳輸?shù)浇ㄖY(jié)構(gòu)上部，減小建筑結(jié)構(gòu)上部的地震反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)減少建筑物結(jié)構(gòu)上部地震損害的目標(biāo)。建筑隔震橡膠支座技術(shù)不光能從整體上保護(hù)建筑物穩(wěn)定性，還能避免非結(jié)構(gòu)部件的損害，并同時(shí)防止建筑物內(nèi)部裝修、室內(nèi)設(shè)施被損壞后造成的其他一連串災(zāi)害。

4 ?結(jié)語

總而言之，地震作為破壞性大且常見的自然災(zāi)害，我們應(yīng)該采取有效手段來減小其對(duì)人民生命財(cái)產(chǎn)造成的損害。建筑結(jié)構(gòu)減隔震技術(shù)的出現(xiàn)也是為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，隔震層與隔震橡膠支座都是建筑結(jié)構(gòu)中應(yīng)用廣泛的減隔震技術(shù)，能保證建筑物的穩(wěn)定，避免建筑內(nèi)部裝修與室內(nèi)設(shè)施的破壞。不過，該技術(shù)還不十分完善，需要投入更多的精力，對(duì)減隔震技術(shù)與元件進(jìn)行研究開發(fā)，進(jìn)一步為人民生命財(cái)產(chǎn)安全的保護(hù)貢獻(xiàn)一份力量。

參考文獻(xiàn)

[1] 許文，戴君武，柏文，等.某軌道交通上部續(xù)建結(jié)構(gòu)減隔震技術(shù)的應(yīng)用[J].建筑結(jié)構(gòu)，2019，49（S1）：422-427.

[2] 楊志榮.減隔震技術(shù)的發(fā)展及在學(xué)校建筑中的應(yīng)用[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2018（19）：181-182.

[3] 彭凌云，蘇經(jīng)宇，韓流濤.我國(guó)建筑減隔震技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化現(xiàn)狀與展望[J].城市與減災(zāi)，2016（5）：11-18.