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建筑隔震技术精选(九篇)

建筑隔震技术

第1篇:建筑隔震技术范文

【关键词】建筑结构;基础隔震技术;应用

1.前言

建筑结构中应用基础隔震技术时较为被动控制以及有效的技术,由于该技术经济适用性以及减震效果,受到建筑行业的极度重视,广泛的应用在建筑结构中[1]。本文就基础隔震技术在建筑结构中应用时要点进行细致的分析,确保给基础隔震技术的有效发展以及应用提供一定的依据。

2.建筑结构应用基础隔震技术的特点

2.1 隔震特性

基础隔震系统中的隔震设备的水平刚度属于可变类型的,一旦遇到微小的地震或者强风时,则会造成上部构造有着较小的水平位移,对使用要求没有任何影响。如遇到地震属于中等强度时,则有着较小的水平刚度,建筑结构出现水平滑动的状态,造成抗震结构的刚性系统被隔震结构柔性系统代替,能够在一定程度上延长自振周期,对建筑上部结构的自振场地以及地面起到远离的效果,能够从根本上隔开地面震动,对建筑上部结构感受的地震反应能够显著降低。一般建筑结构在应用基础隔震技术后,其反映至能够减少到1/4~l/12的非隔震结构。

2.2 保护特性

建筑结构中应用基础隔震技术对建筑上部结构能够起到保护的作用,由于基础隔震结构有着较小的层间变性,应用基础各种技术不但不会破坏建筑整体结构,同时还能够保持建筑结构内的设施以及装修处于完好的状态[2]。所以,基础隔震技术普遍的应用在精密仪器室、商场、宿舍楼以及其他工程的建设中。

2.3 良好的竖向承载力

基础隔震技术中的隔震装置自身的竖向承载力较大,因此建筑结构物在正常使用的情况时,所有的承载力在建筑上部结构支撑时有着一定的安全性,另外,隔震体系竖向承载力的安全系数应该超过6,给使用建筑结构的使用要求以及安全性提供一定的保障。

3.基础隔震技术的主要类型

3.1 复合基础隔震类型

基础隔震复合类型主要是串联复合隔震以及并联复合隔震等两种不同体系,主要是通过叠层橡胶支座以及滑板摩擦隔震支座以串联或者并联的形式构成。基础隔震系统中的叠层橡胶支座能够给隔震系统提供一定的复位向心力,如滑板出现摩擦的情况时,对地震则能够起到隔离的作用。这样类型的隔震体系将隔震支座的基本优势全面利用,有着相对明确简单的隔震机理,有着较好的隔震效果。同时,基础复合类型的系统适应变形有着较强的能力。

3.2 基础隔震摩擦滑移类型

基础隔震技术中摩擦滑移类型主要是通过联合基础与上部结构,对建筑结构底部的剪力进行控制,确保结构地震降低的作用得到满足[3]。一旦出现级数较小的地震时,建筑上部结构出现滑动的情况则会受到摩擦力的阻止。一旦有着较强的地震强度时,摩擦力则会大于地震对滑移层的作用,建筑结构的滑动面出现滑移的情况,利用阻止地震以及消耗滑移能够达到隔震的目的。

3.3 基础隔震叠层橡胶类型

基础隔震技术中叠层橡胶类型主要是通过该类型有着较小刚度等基本特征,其在延长时有着一定的周期,当建筑结构感受到震波时能够有效避开,确保结构地震作用得到有效降低。该类型在刚刚开始隔震时没有较大的刚度,有着较为良好的隔震效果、稳定的性能以及简单的构造,我国隔震体系中是应用的较为广泛的一种,该类型的隔震基础有着较高的造价,其具体有高阻尼、铅芯以及普通等3种不同类型的叠层橡胶支座。

4.建筑结构中应用基础隔震技术的相关要点

4.1 隔震设备的耐久性能

通过分析目前隔震技术应用在建筑结构中相关标准发现,大多数建筑结构在设计时均有50年的使用年限。而对隔震设备的实践经验进行分析得知,隔震支座在建筑结构中应用有高于50年的使用寿命。例如,某国家的桥梁采用隔震设备中的橡胶支座进行引用,在超过50年的使用后只是出现5mm的老化深度。由于现今的应用在建筑结构中的隔震支座,多数都通过阻燃剂、抗老化剂以及保护层等方式,确保建筑结构的使用周期能够超过或者达到相关设计要求。倘若在建筑结构设计年限中要更换以及改装隔震层设备,在操作以及施工上有着较小的难度。

4.2分析隔震结构的动力模型

通常情况下,隔震结构的动力模型具体是有多质点隔震体系以及单质点隔震体系等两种不同类型。隔震体系中单质点的主要是把建筑结构的上部结构进行简化,变成刚体类型,对建筑上部结构出现的层间位移情况不给予考虑。隔震层中单质点隔震系统的恢复力模型属于双线性类型的,通常情况是,均是通过隔震层的实际刚度代替建筑结构隔震体系的具体岗地,上部结构的质量作为整体隔震体系质量的评判标准,对于隔震层的整体质量不给于考虑。隔震体系多质点类型主要是在建筑结构体系中把隔震层计入。通过层间剪切模型作为上部结构,通常情况下,基础隔震层在多质点隔震系统中属于相对基本的单位,在建筑楼层中上部结构作为基本的质点。

4.3 隔震设备的力学性能分析

现今,国内外基础隔震技术均获得较为全面的发展,隔震装置在基础隔震技术的应用中属于相对重要的,隔震装置应用的较为广泛的是橡胶层与夹层钢板紧密粘结类型的。通常情况下,基础隔震系统中的橡胶支座可以分成阻尼器以及隔振器两种不同类型的,主要是通过第二形状系数以及第一形状系数决定橡胶支座的力学性能。

5.建筑结构应用基础隔震技术的发展前景

(1)研究隔震结构的方式。目前,建筑结构在进行抗震设计工作时的不确定性较大,例如不确定计算模型、结构本身以及外部环境等带来的影响[4]。所以,隔震结构在应用时应该根据可靠度、随机振动等理论进行分析,从根本上对影响结构可靠度与动力反应的原因进行全面分析。

(2)分析基础隔震技术在建筑结构中应用的可行性经济性。为了能够在建筑结构中广泛的应用基础隔震技术,确保能够将隔震系统成本降低的基础上,还应该准备采用定量评估的方式对隔震技术应用时的经济性进行全面评估,对隔震结构的经济因素、安全以及功能等方面进行全面考虑。同时,在进行隔震结构的可行性研究时,应该对隔震结构的维修费用、维修方法以及失效损失进行全面考虑。

(3)随着我国建筑行业现代化的快速发展,基础隔震技术应用在建筑结构中属于相对重要的,需要以相关的设计规范作为有效的依据。现今,在新西兰、美国等国家均对隔震设计相关规范进行制定,隔震设计的相关规范属于建筑结构施工中强制执行的内容,能够对隔震设计的实践水平以及理论知识进行全面反映,确保技术以及经济性的统一性得到有效表达。

(4)开发较为先进的隔震体系以及隔震原件。隔震系统中隔震支座能够起到相对重要的作用,隔震技术是否能够有效的推广以及应用隔震支座的经济性、耐久性以及安全性起着决定性的作用。因此,研究隔震系统的力学性质、组成材料以及隔振器等相关内容,对确保隔震系统长时间的稳定性是非常重要的。要想全面对隔振系统中隔振器长时间的能力进行全面研究,则应该重新试验以及检测隔振器样品。

6.结束语

基础隔震技术应用在建筑结构抗震设计中,有着较为良好的发展前景,基础隔震技术不仅能够确保结构自身的安全性,同时还能够促进工程造价得到降低。目前,国内外在建筑结构应用基础隔震技术上有着较为健全的技术,但是在实际应用过程中还是存在一些问题,采用合理的方法对基础隔震技术应用在建筑结构中出现的问题进行解决,对促进建筑结构抗震整体水平的提高有着非常重要的作用。

参考文献

[1]赵建新.浅谈建筑结构隔震减震技术的发展与应用[J].科技致富向导,2010,17(27):643-644.

[2]陈.建筑结构隔震技术研究[J].山西建筑,2009,17(07):82-83.

第2篇:建筑隔震技术范文

【关键词】隔震建筑物,结构,趋势

前言:我国大部分地区都位于地震带上,每年发生地震的几率十分的大,国内中低层隔震建筑物发展已渐成熟,国外由铅心橡胶隔震组件与消能组件组合或多种隔震组件组合(如滑动隔震组件、磨擦单摆隔震组件、滚动隔震组件)所构成之隔震系统经多次地震验证其性能,证实可行,并使用于超高层建筑物因此对建筑物进行耐震设计是十分必要的,;传统的耐震技术主要考虑强度和韧性,随着我国地震的频繁发生,隔震和消能是耐震设计的两种耐震新技术。

一、耐震建筑物、隔震建筑物与消能建筑物

传统建筑物采用耐震设计规范设计建筑结构物,主要考虑强度与韧性,5.12地震后,由业界引进两种耐震新技术,一为隔震,另一为消能。其技术由研究阶段迈入实际应用阶段。此两种耐震新技术在日本阪神地震发生后,蓬勃发展;中国大部分地区与其它世界各主要受强震侵袭国家也不例外。

1、耐震建筑物。耐震建筑物耐震设计之基本原则,系使建筑物结构体在中小度地震时保持在弹性限度内,设计地震时容许产生塑性变形,但韧性需求不得超过容许韧性容量,最大考虑地震时则使用之韧性可以达规定之韧性容量。

1.1中小度地震:为回归期约30年之地震,其50年超越机率约为80%左右,所以在建筑物使用年限中发生的机率相当高,因此要求建筑物于此中小度地震下结构体保持在弹性限度内,使地震过后,建筑物结构体没有任何损坏,以避免建筑物需在中小度地震后修补之麻烦。一般而言,对高韧性容量的建筑物而言,此一目标常控制其耐震设计。

1.2设计地震:为回归期475年之地震,其50年超越机率约为10%左右。于此地震水平下建筑物不得产生严重损坏,以避免造成严重的人命及财产损失。对重要建筑物而言,其对应的回归期更长。于设计地震下若限制建筑物仍须保持弹性,殊不经济,因此容许建筑物在一些特定位置如梁之端部产生塑铰,藉以消耗地震能量,并降低建筑物所受之地震反应,乃对付地震的经济做法。为防止过于严重之不可修护的损坏,建筑物产生的韧性比不得超过容许韧性容量。

1.3最大考虑地震:为回归期2500年之地震,其50年超越机率约为2%左右。设计目标在使建筑物于此罕见之烈震下不产生崩塌,以避免造成严重之损失或造成二次灾害。因为地震之水平已经为最大考虑地震,若还限制其韧性容量之使用,殊不经济,所以允许结构物使用之韧性可以达到其韧性容量。

2、隔震建筑物。隔震建筑物系在建筑物基面设置隔震层。该隔震层系由侧向劲度很低的隔震组件构成,让整体隔震建筑物之周期大幅拉长,藉以降低作用在结构物上之地震力。隔震建筑物另有一个特性,就是因为隔震层相对于上部结构软了许多,因此当其受地震水平力作用时,隔震层的相对变位很大,而上部结构的相对变位很小。因此有时为简单计,可以将上部结构视为刚体。

3、消能建筑物。依据耐震设计规范10.2节之定义,消能组件概分为位移型、速度型与其它型式。位移型消能组件显现刚塑性(摩擦组件)、双线性(金属降伏组件)或三线性迟滞行为,且其反应需与速度及激振频率无关。速度型消能组件因不同的阻尼比、劲度及材料可分为:包含固态与液态之黏弹性组件及液态黏滞性组件。第三类(其它)则含括所有不属于位移型与速度型的消能组件,其典型范例包括形状记忆合金(超弹性效应)、摩擦.弹簧组件,以及兼具回复力与阻尼的液态消能组件。

二、耐震建筑与隔震建筑造价比较

隔震建筑物结构造价比较,办公室隔震建筑物之结构费用约占建筑物费用之18%,旅馆建筑隔震建筑物之结构费用约占建筑物费用之13%,医院隔震建筑物之结构费用约占建筑物费用之8%。显示越重要之建筑物,采用隔震建筑物设计,结构费用相对最经济。

三、隔震建筑新趋势

高层与超高层隔震建筑物,目前日本最高隔震建筑物为位于大阪城之西梅田超高层计划,地下1层,地上50层,屋突2层(src+rc),基础隔震,楼高177.4m,高宽比5.8:1,隔震型式有滑动支承,积层橡胶垫,及u型钢板消能器+fluiddamper。

四、超高层隔震建筑物设计技术

超高层隔震建筑物设计技术主要有下列关键因素:

1、长周期建筑物之隔震效果。隔震建筑物之最优越抗震效果即在延长建筑物基本振动周期,但高层建筑物基本振动周期往往超过3秒,隔震后即使将建筑物基本振动周期拉长至5秒以上,由反应谱显示,两者加速度反应相差有限。但是在增加阻尼比降低地震位移反应,则有其贡献。

2、倾覆作用造成隔震组件受拉力。隔震组件设计时必须考虑拉力作用,因此拉力试验成为规范修订之首要任务。

3、风力作用。隔震层设计时必须考虑地震力作用,但是小地震或风力作用,隔震组件是否发挥功能?仍有待深入探讨。

第3篇:建筑隔震技术范文

关键词: 建筑; 隔震工程技术; 施工要点

在建筑施工中,隔震和减震技术在外国已经有了非常广泛应用和发展,而在我国的研究和发展还是比较晚的,但是经过近年来的不断发展和积累,现在也已经得到了推广和使用。在2006年统计时候,我国大有约450万平方的隔震建筑,基本上覆盖了我国大部分的高烈度地震区,但是就其应用率方面与发达国家的差距还是很大的。下面为了让大家对对建筑隔震技术有更深的了解,我们就做进一步的分析。

一、建筑隔震支座在施工中所存在的问题

因为隔震技术在我们国家才开始发展没多久,所以存在一些问题也是非常合情合理的事情,现在隔震技术在实际中,是理论研究在前发展,而实际施工和理论研究滞后,针对这个问题,暂时还没有别的一些好办法。除了这个方面的问题,还有一个问题就是,我们在现有的隔震支座安装技术上,在实际的施工技术交底和各类施工方法中,大多数的施工单位都只重视隔震支座技术中对预埋板的安装,但是对设计图纸中,在施工前对钢筋和混凝土的强度等级,缺乏从施工角度上的审查,这是个非常严重的问题,在解决问题的顺序上也是本末倒置的。

二、 建筑隔震支座的施工要点

2.1建筑隔震支座的特点

建筑隔震支座在施工中,不仅有简易安全的优点,而且对人员,还有施工环境的要求都朴实非常低的,在安装中,一定要注意支座预埋件的安装情况,因为操作不当的话,是很容易发生钢筋结构打架的问题。在安装中,隔震的橡胶支座要和轴线的高度要保证,要在合理的公差范围内,有的时候,在隔震橡胶支座上下的部分结构,混凝土的浇筑质量会有问题,这是在工作中要注意的。同时我们还要解决隔震橡胶支座,其在结构施工中的成品保护的问题。

三、施工工艺流程及操作要点

3.1施工的工艺流程

先是下支墩的钢筋绑扎,其次是隔震支座的下预埋钢板的安装,然后是下支座模板的安装,还有下支墩混凝土的浇筑,和隔震支座的安装以及上预埋钢板的安装,还有上墩座的钢筋及相交处的梁钢筋的绑扎,接着是上支墩模板的安装,上支墩部分的混凝土的浇筑,最后是模板拆除和对成品的保护工作。

3.2下支墩钢筋绑扎操作要点

我们在对下支墩的钢筋进行绑扎的时候,除了要满足普对通钢筋的绑扎设计,同时还要保证捆扎钢筋的质量要求,除此之外,我们还要依据隔震支座的预埋板的锚固件的所在位置,对支墩钢筋进行有效的调整,这样才能确保隔震支座预埋板中的锚固件,可以非常顺利的和支墩产生垂直的效果,并且保证准确无误的插入里面。同时为了保证安装时候的质量,我们还要求其四周要有一定的水平移动量。如果我们在施工中,发现设计的图纸中下支墩钢筋安排的非常紧密,进而直接影响了支座的预埋板的锚固件,对锚固的插入安装,那么就需要建议设计人员,对下支墩的钢筋密度做一定程度的调整,以保证施工安装能够保持有效的进行。在实际的调节中,我们对下支墩钢筋可以可采用两种方式进行调节: 其一就是增大钢筋的截面积,然后减少钢筋的根数,第二种方法就是通过增大下支墩的结构的截面积。在调整的时候,绝对不可以用蛮力进行强行的弯曲,通过截断下支墩钢筋。进而来适应支座预埋板锚固件的插入,这都是不可取的方法。在对支墩钢筋所安装的高度的设计,我们一定要依据隔震支座的当初设计的标高进行有效的调整。通过对实践的总结,一般情况下,我都建议支墩钢筋的实际安装高度,一定要和隔震墩的设计导读有 40毫米的预留调整量,必备不时之需,具体如图 1 所示。

3.3隔震支座下的预埋钢板的安装要点

(1) 测量定位

我们在安装隔震装置的梁,还有柱的基础结构的时候,要先把这些位置标注出来,标注在预埋钢板的“十字”中心线内,然后通过预埋钢板的标高,对实际对应“十字”的码线和中心线进行设定。

(2) 隔震支座下预埋钢板安装

我们可以依据标识中的十字中心线,对安装隔震支座下的预埋钢板的位置进行设定,而且还可以利用绑扎丝把它临时的固定在支座的钢筋上。通过用预埋在钢板底下部的标高,就可以将其引测到架台的立柱上,最后就根据这个标高来进行安装架台。有一点是值得注意的,那就是隔震支座下的预埋板,我们在加工这个隔震支座下的预埋板方时候,通常都是建议厂家一定要在预埋板的中心位置开一个直径 > 300毫米的混凝土灌注孔。这样可以非常方便落实混凝土的浇筑工作,同时还可以避免预埋的钢板的下方,其混凝土有浇筑不密实的问题。

(3) 隔震支座下预埋钢板的固定要求

我们可以通过短钢筋,让下预埋的钢板四角和支墩的钢筋焊接到一起。

但是焊接点一定要牢固,在焊接完成后,我们再把木楔子拆除,最后通过精密的水准仪,还有经纬仪,以及水准尺进行斗气的复核工作,保证预埋钢板的轴线,还有标高以及水平度保持要求。还有一点是值得注意的,在用电焊焊接固定的支座钢筋和支墩的钢筋的时候,焊接方式要求一定是点焊,同时还要非常好的控制电焊的电流,以此来避免因电焊的电流过大而出现筋“咬肉”的问题(见图 2)。这几点就是隔震技术在建筑施工中的重点,因为篇幅的问题,我们今天就说到这,这些都是我们在落实隔震建筑的重点,只有按照上面所说的顺序和注意事项进行施工处理,才会保证工程项目的质量。

总结: 通过以上对隔震技术的现有问题的阐述,以及对这些问题在具体施工中的措施的阐述,我想大家一定对这个技术会有更深的理解,随着隔震技术的不断在实践中的应用,在以后的施工安装,还有后期的维护中,其实际的操作一定还会有进一步的归纳和总结,进而其施工的技术会不断的进步,那么隔震技术在我们国家就会得到进一步的发展。

参考文献:

[1] GB50011―2010 建筑抗震设计规范[S]. 北京: 中国建筑工业出版社2010.

第4篇:建筑隔震技术范文

论文关键词:高层建筑 结构设计 隔震体系 技术

论文摘要:本文结合高层建筑的结构设计及特点,对高层基础隔震系统纽成和隔震原理进行了研究,并详细分析高层膈震体系的特殊性,为高层建筑抗震领域的研究提供指导和帮助。

建筑的诞生之初就被认为是技术与审美融合的产物。这就意味着一个好的建筑,它必经得起适用性、经济性与美观性这三重考验。而伴随着高层建筑在我国的迅速发展和建筑高度的不断增加,高层建筑的安全性,坚固耐用性亦成为人们所追求的目标。

一 高层建筑的结构与设计理念

现代的高层建筑变得越来越纤细,产生更大侧移的可能性比以往大体积的多层高楼要大。建筑愈高,自然界所产生的重力荷载、风荷载和地震荷载的影响愈大。正因为如此,抵消这些荷载的结构作用成为高层建筑设计的一个重要方面。高层建筑对侧向荷载的动力反应,可以通过改进结构系统以及选择有效建筑形式的措施加以控制。因此,高层建筑的形式在很大程度上和结构的有效性有关,这也就决定了建筑的经济性。建筑的结构性能可以定义为建筑承受荷载以及抵抗侧移的能力,同时也决定着建筑各体量的组成。

从表象层面看,建筑表现为空间方面的概念的形式是表现总体环境的。对于某个建筑物最初方案设计.建筑师考虑更多的是它的空间组成特点,而不是详细地确定它的具体结构。但是,关于空间形式的整体设想,也要求建筑师必须考虑建筑形式中有关荷载与抗力之间关系的某些准则.即结构概念。这包括以下几方面:一是所设想的空间形式应当固定在地面上。二是所设想的空间形式必须能抵抗水平风力作用的地震作用。所以,在进行高层建筑设计时,建筑师的基本任务是;一方面要与结构工程师及其他工程技术人员协调合作,另一方面要根据建筑功能要求、建筑立意,场地情况、外力特征,施工条件及效率等因素,寻找出最经济、合理、美观的建筑方案。

二 高层建筑结构设计的特殊性

(一)水平荷载成为决定因素。一方面。因为楼房自重和楼面使用荷载在竖构件中所引起的轴力和弯矩的数值,仅与楼房高度的一次方成正比,而水平荷载对结构产生的倾覆力矩,以及由此在竖构件中引起的轴力,是与楼房高度的两次方成正比;另一方面,对某一定高度楼房来说,竖向荷载大体上是定值,而作为水平荷载的风荷载和地震作用,其数值是随结构动力特性的不同而有较大幅度的变化。

(二)轴向变形不容忽视。高层建筑中,竖向荷载数值很大,能够在柱中引起较大的轴向变形,从而会对连续粱弯矩产生影响,造成连续梁中间支座处的负弯矩值减小,跨中正弯矩之和端支座负弯矩值增大,还会对预制构件的下料长度产生影响,要求根据轴向变形计算值,对下料长度进行调整。另外对构件剪力和侧移产生影响,与考虑构件竖向变形比较,会得出偏于不安全的结果。

(三)侧移成为控制指标。与较低楼房不同,结构侧移已成为高楼结构设计中的关键因素。随着楼房高度的增加,水平荷载下结构的侧移变形迅速增大,因而结构在水平荷载作用下的侧移应被控制在某一限度之内。

(四)结构延性是重要设计指标。相对于较低楼房而言,高楼结构更柔一些,在地震作用下的变形更大一些。为了使结构在进入塑性变形阶段后仍具有较强的变形能力,避免倒塌,特别需要在构造上采取恰当的措施,来保证结构具有足够的延性。

三 高层隔震体系的特殊性

高层、超高层陨震体系与常规的隔震体系相比,具有特殊性。首先对高层隔震建筑,上部结构不能满足刚体运动的假定,高振型反应分量的影响不能忽视,不能简单地以结构第一振型为主确定上部结构反应;二是由于高层、超高层结构的水平地震力产生的倾覆力矩比较大,在较大地震和强风作用下,隔震支座可能会有拉应力的出现,如何避免和控制隔震支座的拉应力是一个问题。三是高层、超高层的自振周期都比较长,所以必须进一步延长高层、超高层隔震建筑的基本周期,以达到更好的隔震效果。低弹性、大变形能力的隔震支座的开发和性能研究是在强震和强风作用下的各种分析,具有较高的研究价值和重大的工程意义。

四 高层基础隔震系统组成

基础隔震建筑体系通过在建筑物的基础和上部结构之间设置隔震层,将建筑物分为上部结构、隔震层和下部结构3部分。地震能量经由下部分结构传到隔震层,大部分被隔震层的隔震装置吸收,仅有少部分传到上部结构,从而大大减轻地震作用,提高隔震建筑的安全性。经过人们不断的探索,如今基础隔震技术已经系统化、实用化,它包括摩擦滑移系统,叠层橡胶支座系统、摩擦摆系统等。目前工程最常用的是叠层像胶支座隔震系统。这种隔震系统.性能稳定可靠,采用专门的叠层橡胶支座作为隔震元件,该支座是由一层层的薄钢板和橡胶相互盛置,经过专门的硫化工艺粘合而成,其结构、配方、工艺需要特殊的设计,属于一种橡胶厚制品。目前常用的橡胶隔震支座有:天然橡胶支座、铅芯橡胶支座、高阻尼橡胶支座等。

五 高层基础隔震技术原理

传统的抗震结构是通过结构和构件来抵抗并消耗地震能量的,设计时将地震作用力作为一种外加荷载,与作用在结构上的其他荷载进行组合来设计和验算结构是否满足设计和使用要求。隔震建筑则增加了专门的变形和耗能装置:橡胶隔震支座和阻尼器(如铅阻尼器、油阻尼器、钢棒阻尼器、粘弹性阻尼器、滑板支座等)橡胶隔震支座具有提供竖向承载能力、弹性得位能力、良好的变形能力等特性.此外铅芯橡胶隔震支座同时还具有消耗地震能量的耗能特性。另一方面,传统的抗震结构体系中,低层震建筑的周期延长到2—5秒,.有效地降低了结构的地震加速度反应。

采用隔震技术,上部结构的地震作用一般可减小3—6倍,地震时建筑物上部结构的反应以第一振型为主.类似干刚体平动,基本无反应放大作用,通过隔震层的相对大位移来降低上部结构所受的地震荷载。按照较高标准设计和采用基础隔震措施后,地震时上部结构的地震反应很小,结构构件和内部设备都不会发生破坏或丧失正常的使用功能,在房屋内部工作和生活的人员不仅不会遭受伤害.也不会感受到强烈的摇晃,强震发生后人员无需疏散,房屋无需修理或仅需一般修理。从而保证建筑物的安全甚至避免非结构构件如设备、装修破、坏等次生灾害的发生。

参考文献:

[1] 姚亚雄.建筑创作与结构形态[D].哈尔滨:哈尔滨工业大学,2000.[2] 美国高层建筑和城市环境协会.高层建筑设计[M].北京:中国建筑工业出版社,1997.[3] 雷春浓.现代高层建筑设计[M].北京:中国建筑工业出版社,1997.

[4] 中国建筑科学研究院.2008 年汶川地震建筑震害图片集[M].北京:中国建筑工业出版社,2008.

第5篇:建筑隔震技术范文

为了达到隔震的效果,通常基础隔震需具备下述4性:1具有足够的竖向刚度和强度宜支撑上部结构重量的承载特性;2具有足够的水平初始刚度,在凤载和小震作用下,体系能够保证在弹性范围内,满足正常使用的要求,而中强地震时,其水平刚度小,结构为柔性隔震结构体系的隔震特性;3地震后上部结构能恢复到初始状态满足正常使用要求的复位特性;4隔震系统本身具有较大的阻尼,地震时能够耗散足够的能量,从而降低上部结构所吸收的地震能量的耗能特性。

隔震体系能够通过延长结构的自振周期来减少结构的水平地震作用,已被强震记录所证实。国内外大量实验和工程经验表明:隔震一般可使结构的水平地震加速度反应降低60%左右,从而消除或有效地减轻结构和非结构的地震损坏,提高建筑物及其内部设施和人员的地震安全性,增加震后建筑物继续使用的功能。建筑结构采用隔震设计时,应符合下列各项要求:

1.结构高宽比宜小于4,切不大于相关规范规程对非隔震结构的具体规定,其变性特征宜接近剪切型,最大高度应满足规范对非隔震结构的要求;高宽比大于4或给隔震结构相关规定的结构采用隔震设计时,应进行专门研究。

2.建筑场地宜为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类,并应选用稳定性较好的基础类型。

3.风荷载和其它非地震作用的水平荷载标准值不宜超过结构总重力的10%。

4.隔震层应提供必要的竖向承载力、侧向刚度和阻尼,穿过隔震层的设备配管、配线,应采用柔性连接或其他有效措施以适应隔震层的罕遇地震水平位移。

上部结构的变形验算应按下列要求进行:

1.对框架、抗震墙及框架-抗震墙结构应进行多与地震和罕遇地震作用下的层间位移验算,砌体房屋可不进行层间位移验算。

2.在多遇地震下,层间弹性位移角限值可按现行国家标准《建筑抗震设计规范》的规定执行。

3.在罕遇地震下,上部结构的层间弹性位移角限值可按现行国家标准《建筑抗震设计规范》规定值的1/2采用。

经过学习,将隔震基础结构概念设计主要需要考虑的方面小结如下:

1.隔震系统的选择。对于常见的隔震系统,由于其隔震层里与位移滞回关系有很大差异,因而隔震系统的动力性态有很大不同,此外在风荷载等非地震水平作用较大地区,尚应注意各隔震系统不同的抵抗初始水平作用的能力。因此隔震结构设计应在充分认识各隔震系统地震反应性态的基础上,综合考虑工程的实际条件和要求,对隔震系统类型进行合理选择。

2.隔震层位置的设置,宜设至在结构第一层以下的部位,如基础顶面或地下室顶面。当隔震层设置在其它部位时,应进行详细的分析并采取可靠的措施。

3.建筑场地和地基的选择。硬土场地较适合隔震房屋;软弱场地滤掉了地震波的中高频分量,但对低频分量有放大效应。延长隔震结构的周期将使隔震层位移过大,我国大部分地区(第一组)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类场地的设计特征周期均较小,故除Ⅳ类场地外都是用于橡胶垫基础隔震系统。地基不均匀沉降会导致各隔震支座承担上部重量的重新分布,造成部分支座实际承载超过设计值,对结构的稳定性造成威胁。因此,隔震结构应有良好的地基。

4.房屋体型的要求,包括对建筑的高度、层数、高宽比、平面及立面规则性和结构两方向基本周期等方面的要求。橡胶垫基础隔震技术对多层结构比较合适,不隔震时,基本周期小于1.0s的建筑结构隔震效果最佳。但随着技术的进步,国外近来隔震建筑高度均较高,层数也较多,目前已有超过100m的隔震建筑。基础隔震支座一般抗拉性能较差。当房屋高宽比较大时,应进行房屋罕遇地震作用下的抗倾覆验算,防止支座压屈或出现拉应力,保证房屋在罕遇地震作用下的整体稳定。

5.隔震层的整体性要求。为了保证隔震层能够整体协调工作,隔震层顶部应设置平面内刚度足够大的梁板系统,如采用现浇钢筋混凝土楼盖。当采用装配式钢筋混凝土楼盖时,支座上方纵横梁系统应为现浇,并加大梁的截面尺寸和配筋。隔震支座附近的梁柱应加密箍筋,必要时配置网状配筋。

6.隔震支座的布置。隔震层隔震支座的布置应使隔震层刚度中心与上部结构的质量中心重合,减少系统的扭转效应;选用多种规格的隔震支座时,应注意充分发挥每个支座的承载能力和水平变形能力;设置在隔震层的抗风装置宜对称、分散的布置在建筑物的周围。

7.隔震基础结构设计的要求;a隔震层位置的确定。b 隔震垫的数量规格和布置。 c 隔震支座平均压应力验算。 d 隔震层在罕遇地震下的承载力和变形控制。 e 上部结构的水平向减震系数。 f 上部结构与隔震层的连接构造。我国现行《建筑抗震设计规范》对橡胶垫基础隔震结构设计提出了分布设计法和水平向减震系数的概念,使设计人员可以采用抗震设计方法进行基础隔震结构设计,分布设计法是将整个隔震结构系统分为上部结构、隔震层、隔震层以下结构和基础等四部分,分别进行设计。

8.水平向减震系数的概念和取值。该系数描述了隔震建筑的地震作用较不隔震建筑的地震作用降低的程度,其可用设防烈度下结构隔震时第i层层间剪力除以设防烈度下结构不隔震时第i层层间剪力的最大值再除以0.7计算得来。水平向减震系数的取值不宜低于0.25,且隔震后的总水平地震作用不得低于非隔震结构在6度设防时的总水品地震作用。

9.基础隔震结构地震作用计算,可采用等效侧力法和时程分析法。对于砌体结构或者与砌体结构基本周期相当的结构,体型基本规则,场地条件较好,相应隔震的地震反应计算可以用等效侧力法(结构设计地震反应谱、隔震结构总水平地震作用、隔震层上部结构地震作用、隔震层水平位移)。根据现行《建筑抗震设计规范》确定基础隔震结构的水平向减震系数,宜采用时程分析所得层间剪力。

第6篇:建筑隔震技术范文

【关键词】高层建筑;结构设计;隔震体系;技术

建筑的诞生之初就被认为是技术与审美融合的产物。这就意味着一个好的建筑,它必经得起适用性、经济性与美观性这三重考验。而伴随着高层建筑在我国的迅速发展和建筑高度的不断增加,高层建筑的安全性,坚固耐用性亦成为人们所追求的目标。

1.高层隔震体系的特殊性

高层、超高层陨震体系与常规的隔震体系相比,具有特殊性。首先对高层隔震建筑,上部结构不能满足刚体运动的假定,高振型反应分量的影响不能忽视,不能简单地以结构第一振型为主确定上部结构反应;二是由于高层、超高层结构的水平地震力产生的倾覆力矩比较大,在较大地震和强风作用下,隔震支座可能会有拉应力的出现,如何避免和控制隔震支座的拉应力是一个问题。三是高层、超高层的自振周期都比较长,所以必须进一步延长高层、超高层隔震建筑的基本周期,以达到更好的隔震效果。低弹性、大变形能力的隔震支座的开发和性能研究是在强震和强风作用下的各种分析,具有较高的研究价值和重大的工程意义。

2.高层基础隔震系统组成

基础隔震建筑体系通过在建筑物的基础和上部结构之间设置隔震层,将建筑物分为上部结构、隔震层和下部结构3部分。地震能量经由下部分结构传到隔震层,大部分被隔震层的隔震装置吸收,仅有少部分传到上部结构,从而大大减轻地震作用,提高隔震建筑的安全性。经过人们不断的探索,如今基础隔震技术已经系统化、实用化,它包括摩擦滑移系统,叠层橡胶支座系统、摩擦摆系统等。目前工程最常用的是叠层像胶支座隔震系统。这种隔震系统.性能稳定可靠,采用专门的叠层橡胶支座作为隔震元件,该支座是由一层层的薄钢板和橡胶相互盛置,经过专门的硫化工艺粘合而成,其结构、配方、工艺需要特殊的设计,属于一种橡胶厚制品。目前常用的橡胶隔震支座有:天然橡胶支座、铅芯橡胶支座、高阻尼橡胶支座等。

3.叠层橡胶垫体系的隔震原理

对建筑物地震反应有重要影响的主要因素有两个:一个是结构的周期,一个是阻尼比.普通非隔震中低层建筑物的刚度大、周期短,其基本周期正好在地震输入能量最大的频段上.因此相应的加速度反应比地面运动放大得多,而位移反应却较小,如果延长建筑物的周期,而保持阻尼不变,则加速度反应被大大降低,但位移反应却有所增加,如果继续加大结构的阻尼,加速度反应则继续减弱,且位移反应也得到明显降低,这就是说,通过延长结构的周期并给予较大的阻尼,就可使结构上的加速度反应大大降低.同时,对结构产生的较大位移可由上部结构底部和基础顶部之间设置的隔震层来提供,而不由上部结构自身的相对位移来承担.这样,上部结构在地震过程中就会发生接移的运动,大大提高了上部结构的安全度。

叠层橡胶垫基础隔震体系的隔震层是由若干个隔震器所组成.隔震器包括叠层橡胶垫和阻尼器,分普通叠层橡胶垫、铅芯橡胶垫和高阻尼橡胶垫.这种隔震体系的周期长、阻尼比大,隔震效果明显.尤其采用后两种隔震器,不需再另外附加阻尼器,便于施工。

4.叠层橡胶垫基础隔震体系的性能评价

在诸多基础隔震体系中,通过大量的实验和研究,根据国际上对隔震体系的评价标准,叠层橡胶垫隔震体系有下面一些性能优势:

(1)该体系的竖向承载力大。一般单个的隔震器竖向承载力设计值可达数千吨,极限承载力可达上万吨。

(2)该体系的隔震层具有稳定的弹性复位功能,能在多次地震中自动瞬时复位.这是摩擦滑移隔震体系所完全不能相比的。

(3)隔震器的耐久性好,抗低周疲劳性能、抗热空气老化、抗臭氧老化、耐酸性、耐水性均较好.通过对产品试件的各类性能测试,其使用寿命在60~80年.最近日本曾将一幢使用了10年之久的叠层橡胶垫基础隔震楼中的隔震器更换下来进行各类性能测试,结果发现,其各类指标与10年前相比,几乎没有什么变化。

(4)隔震效果明显,其加速度反应大大低于非隔震结构,且理论分析结果与实验结果比较吻合。

(5)与其它隔震体系相比,隔震器受地基不均匀沉降的影响并不十分明显,且构造简单、安装方便,传力方式简单明确。

尽管叠层橡胶垫隔震结构有诸多明显的优点,但在研究过程中发现,该体系在动力性能方面要求相当严格,不论从设计还是到施工,都与传统的非隔震结构有很大的区别.为了保证分析与计算结果的可靠性,分别采用4条途径分析了不同类型的4种结构体系的动力响应,发现:

1)叠层橡胶垫基础隔震结构的动力特性,不但随结构体系的类型不同而变化,而且与隔震器安装位置的不同也有很大关系.因此,在设计时不但要对其进行专门的概念设计,而且应从多角度进行动力分析,合理、准确地把握其动力响应,才能保证做出安全、可靠的设计。

2)在隔震结构中,为了真正实现上部结构与地面的“隔离”,还需注意一些关键部位的构造处理.如底层楼梯与主体结构的隔离处理,上下水、煤气、供暖及配电管道穿越隔震层时的柔性化问题等,有一方面疏忽都会在地震中带来巨大的灾难。

3)除此之外,叠层橡胶垫基础隔震体系的隔震层对施工的要求是比较严格的.隔震层的位移不能受任何原因的干扰和约束,施工时不能损伤隔震器及其附件,并要求隔震器安置有较高的水平度,以确保地震时隔震层能发生水平位移并瞬时复位。

5.结论

(1)由于叠层橡胶垫隔震体系具有竖向承载力大、弹性复位功能强、隔震效果明显等性能优势,因此在设计中,对传统楼房的高度限值和安全距离等限制条件均可适当放宽。

(2)研究结果表明,叠层橡胶垫基础隔震体系上部结构的设防烈度可降低1~2度,且仍有较大的安全储量。

(3)虽然隔震体系要增加一层隔震层,似乎造价有所增高.但随上部结构设防烈度的降低而节约的造价,可用于建造隔震层.因此,对整个隔震建筑的工程造价来说,和同类非隔震建筑相比,造价会在—5~+5之间浮动.如果把建筑物全寿命及地震时建筑结构的破坏、内部财产的损失、人员伤亡以及建筑物损坏造成的停工停产所带来的损失加起来,该基础隔震体系的经济效益和社会效益十分巨大,是一种极具推广和应用的新技术。

【参考文献】

[1]姚亚雄.建筑创作与结构形态[D].哈尔滨:哈尔滨工业大学,2000.

第7篇:建筑隔震技术范文

关键词: 隔震技术 应用 发展

1.在国际建筑工程中隔震技术的应用及发展

1923年日本关东大地震后不久,抗震设计迈出了第一步。抗震设计是在针对重力设计的结构中,增加抵抗地震的功能。在不断摸索一种能从根本上避免地震灾害的基础上,隔震结构开始实现。关东大地震后不久引入了震度法的概念,引发了是否提倡刚性结构的争论。震度法是指在重力和地震力的作用下,使建筑物的应力状态保持在弹性范围内的一种设计方法。这时,把地震施加在建筑物上的水平作用力,设定为建筑物重量的0.1倍。

自20世纪60年代后半期以来,经济的高速发展促进了城市建筑高层化的发展,有关地震多发国家是否适合兴建高层建筑的争论引发了第二次刚柔之争。高层化会使建筑物的周期变长,与之成反比例作用于建筑物的震度也会明显减小,因此刚柔之争中柔性学说一方占了上风。第四次刚柔之争之后,隔震结构已经取得了抗震结构体系中的绝对地位。近年来,尝试追求更能发挥抗震功能的结构已成为一种潮流,这种结构被称为制震结构,可以说隔震结构引发了对制震结构的追求。另外,抗震结构利用支撑重力的骨架确保必要的强度和能量吸收能力,其原理很勉强,很难成为简洁单纯的结构。如果说抗震技术要实现质的飞跃还很困难的话,那么城市防灾就不能只依靠追求单个建筑的抗震性能实现。但是,今后不可能将全部建筑都建成隔震结构。在隔震结构的优越性面前,抗震结构会自求转变,隔震结构也会随着适用例的增多而发生质的变化。总之,第五次刚柔之争围绕隔震结构的性能为中心展开,对抗震结构来说,将会是一场苦战,它将关系抗震结构的命运。地震是最严重的自然灾害之一,隔震结构是一种有效抵抗地震的结构。

早在19世纪,欧洲已经萌发了基础隔震思想。但直到20世纪70年代,新西兰学者罗宾逊开发的LRB(铅芯橡胶支座)隔震技术开始逐渐受到关注。1969年,在南斯拉夫,该架构的三层钢筋混凝土结构,使用天然橡胶支座的隔震装置的隔震建筑。大约在1970年,法国马赛兰蒙斯克镇建立了一个三层建筑,首次采用叠层橡胶支座隔震板。1981年在惠灵顿,新西兰威廉・克莱顿(威廉・克莱顿)建立了世界上第一个使用LRB的结构。1984年,加州律师事务所伏羲尔中心建成后,它是美国的第一个孤立的建筑,但也是世界上第一个使用高阻尼橡胶支座隔震建筑。1984年,美国盐湖城的市政大厦,强化使用隔离技术,这是世界上第一个基础隔震建筑的抗震加固项目,包括使用LRB隔震系统的方法。2003年叶楠完成了在日本大阪达到最高的部分城市塔136.8米,目前正在建设中的应用基础隔震技术,最高的建筑迪拜塔(哈利法塔)。目前,日本、新西兰和许多其他国家的冲击隔离技术理论和应用研究在日本已取得了令人瞩目的成就,技术处于世界领先水平。日本是世界上最重要的抗震设计的国家之一,建筑物设计考虑地震的水平普遍高于美国和欧洲。自1986年以来,建立了第一个大型现代化隔震建筑,日本的地震隔离建筑已经上升到1000左右,尤其是在1995年的阪神大地震,建筑隔离技术推动了日本政府。隔离技术不仅用在政府机关和医院,而且越来越多的住宅建筑已经开始考虑隔离技术。

2.我国建筑工程中隔震技术的应用及发展

图1 我国隔震技术应用布置图

我国从上世纪80年代逐步开始应用隔震技术,隔震结构在我国起初虽然比美、日晚,但近年来发展极为迅速,目前我国隔震建筑已建成400余栋,分别分布在我国北京、天津、河北、河南、陕西、山西、宁夏、内蒙古、新疆、四川、福建、广东、云南、台湾等地区。从数量上看,仅次于日本。我国是一个多地震国家,地震分布覆盖全国。2008年5月12日,四川汶川发生8.0级大地震,震中90%的房屋严重损毁,给人民生命财产造成巨大损失。现有研究表明,隔震结构能够轻松应对较大地震。随着国民经济的发展,隔震结构凭借独特、优异的抗震性能,得到越来越广泛的发展。

在中国,20世纪70年代末和80年代初,隔离技术开始受到重视,研究重点主要集中在滑动摩擦隔振系统,这是由于隔离元件价格低廉,更适合中国国情的滑动摩擦。20世纪80年代后期,中国学者开始专注于橡胶支座隔震技术。

目前,许多研究人员已经进行了各种形式的隔震体系。1980年,由卫生部主持冶金建筑研究院院长李砾在北京隔离法使用内置几个单个孤立的房子和北京中关村一个四层红砖建筑,这是中国第一个隔离建设。1993年,由广州大学周福林主办,汕头市建成中国第一板式橡胶支座住房。1993年,由建筑科学研究院汪压佣周锡元,在新山子建成中国第一个滑板(PTFE)独立的房子。1994年,华中科技大学科学唐家巷,刘在华在安阳市建成中国第一座使用铅芯橡胶支座的隔震房子。到目前为止,中国已建立了数百幢隔震结构,分布在北京、上海、新疆、河南、江西、广东等20个省,涵盖了大多数抗震设防区。我国隔震建筑比较缓慢、建筑高度较低。从个人住宅到几十层的高层建筑、大跨度结构等建筑,如果他们能采取适当的隔离装置,就会整体提高抗震功能。隔震结构主要被限制房屋高宽比,建筑高度、宽度比较大,隔离层时可能会出现竖向拉应力,这是比较忌讳的。同时,高宽比大,水平风荷载的影响很大,在正常使用条件下对隔震结构产生很大的震动,在结构设计中不允许。

参考文献:

[1]侯宝隆.日本隔震技术的新发展与隔震技术的实际应用.工业建筑,2000.30(11):74-78.

[2]苏经宇,曾德民.我国建筑结构隔震技术的研究和应用[J].地震工程与工程振动,2001,21(4):94-101.

[3]向虎.浅谈隔震技术的发展及在结构中的应用.中国知网同济大学建筑工程系上海,2010:1-90.

第8篇:建筑隔震技术范文

【关键词】隔震技术;既有框架;加固

我们国家的建筑工程,尤其是早期的建筑工程,对房屋的抗震性都具有很高的要求。而且近年来我们国家相继发生了“汶川地震”和“玉树地震”等几次比较重大的地震灾害,国家和人民也因此遭受严重损失,因此建筑物的抗震能力愈加受到重视。

新建的建筑物,在建造时重点针对建筑物的抗震要求,进行建筑的框架结构设计,具有较强的防震能力,不需要进行隔震加固。而我们国家早期的一部分建筑工程,没有较高的抗震性能,若重新建设这些建筑物,将会产生巨大的经济开销,而且花费大量时间,可说是“得不偿失”,所以对这一部分建筑工程,通常应用隔震技术对其进行加固,从而使其不仅能节约施工成本,还使建筑物的抗震性能得到加强,同时,加固的施工过程也不会影响建筑物的原有结构,具有十分明显的应用优势。

一、隔震技术的应用原理

将隔震技术应用于建筑物的加固时,主要是在建筑物的下部和上部结构间,安装隔震支座,通过隔震支座提供的稳固功能,来提高建筑物的坚固性、抗震性。隔震支座安装时,用高强力的螺栓将其与上部结构进行连接与固定;隔震支座与下部结构进行连接时,就将其安装在连接钢板上,再将连接钢板通过预埋锚杆固定在地基上,通过上、下两个部分的固定,将隔震支座稳定地安置于建筑物的框架结构中,从而实现隔震技术在既有框架加固的应用。

在发生地震时,建筑结构的上、下部分会在震动作用下产生相对位移,若既有框架结构加固中应用了隔震技术,隔震支座就可以利用其在震动作用下而发生的缓慢变形,来应对建筑物上、下部结构的相对位移变化,消减地震的作用力,从而起到稳固和支撑的作用,保持建筑物的结构完整,避免地震对建筑物的破坏作用。

二、隔震技术应用于建筑物加固的分析

使用隔震技术对既有建筑进行加固时,需要对具体的加固施工细节和方案措施进行总体上的分析,在相关的加固要求下,实施建筑工程结构的隔震加固。在加固过程中需要注意其适用范围、实施内容等。所以笔者根据实际工作经验从以下几个方面进行分析。

(一)隔震加固的应用范围

隔震技术的优点固然很多,对建筑的加固也十分重要,但是隔震加固技术并不能应用于所有的建筑结构,也具有一定的应用范围,有一定的限制性,因此隔震技术的加固设计不能对所有的既有框架结构实施加固。

同时,将隔震技术应用于建筑物的加固时,还需要结合建筑物加固的工程造价、加固工程的施工周期、建筑物的具体结构、加固工程的规模等因素,综合考虑隔震技术的加固设计和施工的实现方法。例如,对于装修的时间短、外观要求高、装修的档次高的一些建筑物,为了避免地震损害其装修和外观,就可以对其进行隔震加固;对于位于地震频发带的建筑,也需要使用隔震技术对建筑的结构框架进行加固,做到“未雨绸缪”。

(二)隔震技术的加固内容

隔震技术应用于框架结构的加固,就应该设计一套加固方案,在加固方案中要包含所有的隔震技术的具体实施方法。通常就需要对既有的框架结构进行隔震区设计,让隔震区能够安置在最合适的位置,使其不仅能够提供隔震功能,还能将对建筑物的影响降到最低;设计出建筑物上、下部分结构的改造方案,使其改造工作能够合理进行的同时保证原有框架结构的完整性;设计框架结构的顶部改造方案,力求加固施工时,尽量不影响建筑的正常使用。具体实施时,有以下两个方面的内容。

一方面,在进行具体的加固施工前,需要确定的内容就有建筑物结构的隔震区位置、隔震支座的型号、隔震支座的承重能力以及隔震支座的变形能力等。例如,地下建筑物的隔震加固,就应该将隔震区设置在建筑物的顶部筏板处;若有独立柱,就应该将隔震区设置在独立柱的基础顶面处,若有必要,还可以对建筑物的独立柱进行加固。对于建筑物的上、下部结构的改造,主要就是根据预先计算的地震作用会带来的相对位移量,分析出隔震支座应该具有的相对应的高度和承重能力、变形情况,以适应隔震支座安装的新增楼板。

另一方面,将隔震技术应用于建筑物的加固时,需要注意所有同隔震区连接的建筑结构都能实施断开处理,避免隔震区的加固工程带来的不良影响。针对进行隔震加固的建筑,应该注意将建筑物的楼道与建筑的原结构实施断开处理,避免隔震区对楼道产生不良影响。针对没有地下室的建筑物,在对其进行隔震加固时,需要特别注意结合建造物的具体情况,采取结合多种技术的手段,进行加固施工,制定有针对性的加固方案,避免建筑的加固因为没有地下室的支持而降低加固效能,也避免建筑物的加固施工对建筑物的外观和内部结构产生的不良影响。

三、隔震加固的施工应用

将隔震技术应用于既有框架的加固工程时,应该特别注意,进行加固施工时要严格按照相关施工要求,对加固建筑的填土范围、工程结构要做到符合相关规范和要求,避免不规范施工带来的对加固工程的不良影响,使加固工程能够合理展开。

对建筑物进行加固时,也需要特别注意掌握建筑物的框架结构的实际情况,根据具体情况,采取有针对性的加固方案,从而既达到建筑物的加固要求,也保证了建筑物的结构不受破坏,避免对建筑的正常使用带来的不良影响。

对建筑物进行加固时,由于混凝土的结构坚固,还需要让加固工程具有混凝土结构,是加固工程本身也具有足够的坚固性。同时混凝土结构的施工过程,需要特别注意增加建筑物独立柱的混凝土量,让独立柱具有较强的坚固性。此外,对独立柱进行混凝土进行浇筑加固时,应该使用高质量的混凝土,施工时更应该采用混凝土钻孔浇筑技术,以提高混凝土的浇筑效率。从而使加固工程,不仅具有隔震技术的优点,还具有传统建筑工程的优点。

结束语:

笔者根据多年的工作和学习经验,对隔震技术的加固应用进行了较为概括的阐述和讨论,其中重点对其应用过程中应该注意的问题进行分析,对隔震技术应用原理则进行了较为简略的分析。本文对隔震技术应用的分析,已经结束,但是文章外的研究才正开始,更该在实际工作中,对其进行深入研究。

参考文献:

[1]张亚英,甄进平.隔震技术在既有框架结构加固中的应用[J].工程抗震与加固改造,2012,34(4):76-79.

[2]邓耀聪.隔震技术在既有框架结构加固中的应用探讨[J].世界华商经济年鉴·城乡建设,2013,(3):24.

[3]刘文静,李黎,叶昆等.LRB隔震技术在连续梁桥中的应用[J].东南大学学报(英文版),2011,27(2):196-200..

[4]张亚英,魏平,王里等.隔震技术在砖砌体结构加固工程中的应用[J].工程抗震与加固改造,2012,34(5):102-105.

[5]张俊斌,杨晓东,王伦等.钢筋混凝土摩擦耗能支撑加固既有框架结构的研究[J].科学技术与工程,2012,12(17):4201-4205.

第9篇:建筑隔震技术范文

关键词:隔震技术;发展;研究现状;

中图分类号:TU856 文献标识码:A

1 前言

地震是严重的自然灾害之一。20世纪90年生在一些发达国家的地震表明,虽然地震时建筑物没有倒塌,但是因建筑内设备及仪器等的破坏,所造成的损失却是十分巨大的。因此,传统的结构抗震设计的“小震不坏、中震可修、大震不倒”的抗震设防目标,已经不是一种完善的抗震设计理念,而采用建筑结构隔震技术,在大震下结构不损坏或者仅有轻微损坏,从而保证罕遇地震发生时人员、设备、仪器的安全,符合现阶段的基于性能的抗震设计思想,有良好的发展和应用前景。随着科学技术的不断发展,隔震和耗能减震技术的研究与应用逐渐成熟起来并在国内外得到了应用 [1]- [2]。

2隔震技术介绍

2.1隔震技术基本原理

隔震就是隔离地震对建筑结构的作用。通过在建筑物上部结构与基础之间以及上部建筑层间设置的隔震层,隔离地震能量向上部结构传递。通过隔震体系隔离地震波向上部结构的输入, 隔震层的水平向大变形运动消耗掉大部分地震,延长结构基本周期, 降低建筑物地震反应,使结构加速度反应减小, 让隔震系统承担地震能,起到减震作用。达到预期的防震要求,使建筑物的安全得到可靠的保证。

2.2隔震技术方法介绍

常见的隔震系统包括橡胶支座隔震系统、滑移支座隔震系统、悬吊基础隔震、螺旋钢弹簧隔震和摆动隔震系统,以及近年发展的混合控制隔震系统等[3]。

2.2.1叠层橡胶垫隔震技术

其基本原理为:延长结构的基本自振周期,远离场地卓越周期,使结构基频处于地震能量高的频段之外, 从而有效的降低建筑物的地震反应; 适度增大叠层钢板橡胶垫的阻尼,以更多的吸收传入结构的地震能量.

在常见的隔震系统中,叠层橡胶支座隔震体系应用相对较为广泛,而该系统又包括普通夹层橡胶垫支座、高阻尼橡胶垫支座、铅芯夹层橡胶垫支座以及其他类型夹层橡胶垫支座。

2.2.2滑动摩擦隔震体系

摩擦滑移技术是通过滑移或滚动隔震层,允许建筑物在发生地震时相对于地面做整体水平滑动,从而限制地震作用向上部结构的传递,并通过摩擦耗能消耗地震能量,从而达到隔离地震的目的。其基本原理为:当结构受到较小的地面激励时,摩擦力阻止上部结构滑动, 使建筑物保持稳定;当地面激励超过某一限值时,隔震层地震作用将超过摩擦力,滑动面开始滑移,发挥隔震作用。这时即使地面激励再增大传入上部结构的地震作用也不会随之增大 [4]。

2.2.3复合隔展技术

复合隔震技术是一种可以克服单纯橡胶垫或摩擦滑移隔震等隔震技术的某些缺点并兼容其优点的隔震方案,其基本原理是综合利用两种或两种以上的隔震机制或耗能机制,取长补短,并通过参数的合理优化配置来得到更好的隔震效果。

2.2.4摩擦摆式隔被技术

摩擦摆式系统是一种有效的干摩擦滑移隔震体系,具有较强的、耗能机制和良好的稳定性。该系统可作为斜拉桥立柱减震器和建筑结构底部隔震器,也可与结构顶部形成组合控制系统以对电视塔等高耸结构施加进一步控制[5]。

2.2.5其他隔震技术

其他一些应用较广的隔震技术还有悬吊基础隔震、螺旋钢弹簧隔震等。

3 隔震技术的研究现状

随着科学技术的发展,隔震技术迅速发展,本文主要从隔振系统,高层隔震,隔震软件,规范规程等几个方面来介绍一下目前的研究情况[6]- [7]。

3.1隔震系统的研究现状

隔震系统一般由隔震器和阻尼器组成。支承式元件研究主要集中在橡胶垫、滚珠(或滚轴)、 悬挂隔震和套筒桩方面。滑移摩擦式元件研究主要集中在粉粒垫层(精选的圆形砂粒或滑石、 石墨等)、 深层垫层、摩擦滑板、 橡胶垫加摩擦滑板、 恢复力- 摩擦滑移隔震等。

3. 2高层隔震的研究现状

高层基础隔震建筑的隔震效果与隔震支座的水平刚度有极大关系,采用低硬度橡胶的支座更加适用于高层建筑[8]- [9]。

福州大学的祁皑对基础隔震结构的高宽比限值问题进行了研究。针对橡胶支座抗拉能力差的特点,提出了添加钢筋的构造方法,对隔震结构还提出了临界周期这一概念 [10]- [11]。

同济大学朱玉华、吕西林对铅芯橡胶隔震支座房屋的三维空间模型进行了振动台试验,分别对模型输入单向、双向和三向地震动,结果表明水平双向地震动输入时主轴方向结构地震反应比单向输入时小,但三向地震动作用下结构主轴方向地震反应比单向输入时明显增加,竖向与水平地面运动的相关性对结构反应的影响不能忽视[12]。

哈尔滨工业大学的付伟庆对大高宽比铅芯橡胶垫隔震结构模型进行了高烈度区不同场地波下水平向振动台试验研究,观测隔震结构的动力响应。在高烈度地区的隔震结构橡胶垫承受一定的拉应力后结构整体仍时安全的,而在某些不利地震动下,橡胶垫可能受拉屈曲,因而此时结构时处于倾覆的临界状态[13]。

3.3隔震软件的研究现状

国内外关于结构地震反应分析的软件十分丰富,功能也很强大,现阶段通用的抗震分析软件,含有计算隔震功能的,主要是Sap2000,Etabs等。美国纽约州立大学分校开发的3D一BASIS系列软件是隔震结构专用的分析软件,属于隔震通用软件。目前,国内对隔震结构软件的研究,基本上都是只考虑橡胶垫隔震结构,功能较单一,软件不具有通用性,没有推广到工程应用。

3. 4规范规程的研究现状

80 年代,美国、日本制定出基础隔震设计标准,而我国目前还没有隔震规范,部分地区制定出有关基础隔震设计的标准与规程,如1996 年华南建设学院受托编制《夹层橡胶垫隔震技术规程》,西安城建开发公司编制《滑移摩擦隔震技术规程》, 2001年隔震减震技术写入我国建筑抗震设计规范,标志着隔震技术在我国的成熟发展。

4展望

我国人口众多, 地域辽阔, 是一个多地震的国家, 所以加快推广应用建筑隔震技术有着非常重要的意义,今后的发展需致力于一下几点:

1)研究出适用于高层隔震建筑的支座,设计出适用于高层建筑进行隔震设计的新型结构体系。

2)耐久、稳定等性能优良的隔震元件的研制是关键。低摩擦滑移材料、防锈滑移支座的研制及其替代材料的开发尤为重要。

3) 软土对隔震体系的作用及地基不均匀沉降时隔震支座的自适应调节的研究也是一个课题。

4) 编制基础隔震技术的设计规范、 施工技术规程及有关软件开发。

5)隔震技术在已有建筑物的抗震改造加固方面的应用。

参考文献:

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