建隔震层建筑结构设计的技术要点

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传统的建筑抗震结构,通常是加强结构的刚度和强度来达到抵制地震的作用,但是在地震中,这些结构受到了大量的损害,所以房屋在地震中出现破坏或倒塌,这是很不安全也很不科学的。而隔震技术却是在建筑中设置隔震层,进而减少地震的能力,使得建筑能够在地震中不受损害。

1 隔震建筑空间构成文章源自建筑隔震支座_隔震橡胶支座_密封件_厂家定制批发-http://www.go-we.com/206.html

一般隔震建筑是由五部分组成的,接下来我们就来一一讲解。文章源自建筑隔震支座_隔震橡胶支座_密封件_厂家定制批发-http://www.go-we.com/206.html

1.1 上部结构的相关问题文章源自建筑隔震支座_隔震橡胶支座_密封件_厂家定制批发-http://www.go-we.com/206.html

上部结构是在隔震层的最上面,地震的时候,会使其出现移动,而位移的距离主要是根据设计来计算,位移的方向是全面的。一般上部结构可以进行大的变形,而且加速度很小,比较适宜居住,在地震中家具也不易出现翻转的现象。为了在地震中不阻碍隔震层变形,对上部结构的建设应该注意一下几点。文章源自建筑隔震支座_隔震橡胶支座_密封件_厂家定制批发-http://www.go-we.com/206.html

1.1.1 周围应该安置防震缝。文章源自建筑隔震支座_隔震橡胶支座_密封件_厂家定制批发-http://www.go-we.com/206.html

1.1.2 在和地面之间应该明确的安置一条水平的隔离缝,如果水平缝难设置,应该安置水平的滑移垫层。文章源自建筑隔震支座_隔震橡胶支座_密封件_厂家定制批发-http://www.go-we.com/206.html

1.1.3 注意楼梯、电梯和走廊里不能有障碍物。文章源自建筑隔震支座_隔震橡胶支座_密封件_厂家定制批发-http://www.go-we.com/206.html

1.2 隔震层文章源自建筑隔震支座_隔震橡胶支座_密封件_厂家定制批发-http://www.go-we.com/206.html

这一层就是安装有隔震部件的地方。它的上下楼层之间很容易发生变形,所以必须要使用隔震措施,来吸收这种变形。文章源自建筑隔震支座_隔震橡胶支座_密封件_厂家定制批发-http://www.go-we.com/206.html

1.2.1 在隔震层的里面,除了要安装一些隔震系统需要的管线以外,不能用于其他的用途。为了保证建筑的安全,可以将其封闭。文章源自建筑隔震支座_隔震橡胶支座_密封件_厂家定制批发-http://www.go-we.com/206.html

1.2.2 建筑物于隔震层的外周外墙的防护构造,如属隔震层必要的构造,例如挡雨构件未超过0.5m部分,不计入建筑面积。

1.2.3 一般建议隔震层高度采用1.8~2.1m之间,因考虑规划等因素,隔震层应计入建筑物高度。

1.3 下部结构

它一般在隔震层的下面,对隔震层起着支撑的作用。

1.4 外周部

它是和上部结构相接的地表的位置,通常会和上部结构有40cm的距离,应该在周围设置遮挡物,这样才能避免其他人靠近,此外周围要留出一定的空间,防止地震上部结构变形过大。

1.5 邻楼空间

邻楼空间是指相邻楼栋之间的人的活动空间。这部分也应考虑由于地震时上部结构晃动而采取相应的措施。还应注意的是,如果相邻的建筑不是抗震结构,而是隔震结构的情况下,则相对位移会很大。

2 降低隔震层的水平刚度

为了提高建筑隔震效果,使隔震层的水平刚度充分小并延长建筑物的自振周期,这就要求设计的时候,选择适宜的隔震支座和平面柱网尺寸。

2.1 如柱网尺寸小,采用数量多而直径小的隔震支座,以降低隔震层的水平刚性;但直径小的隔震支座其变形上限也随之减小;换用直径大的隔震支座,又反而提高隔震层的刚性。

2.2 加大柱网尺寸,减少隔震支座的个数,而采用直径大具有较高变形上限的支座,且不至提高隔震层的刚性。

2.3 上部结构的最下层采用刚性底座,隔震支座的设置与柱的位置无关,但造价较高。

2.4 可利用天然叠层橡胶支座与铅芯叠层橡胶支座配合使用,用二者合理数量比例进行调整,使得隔震层同时满足刚性与变形位移的要求。

3 避免隔震支座产生拉应力

为避免隔震支座产生拉应力,应把高宽比作为隔震建筑设计的限制条件之一。高宽比的上限取决于隔震支座总水平刚性的自振周期,并与自振周期成正比。把上部结构设定为刚体,使地震输入的能量与隔震装置吸收的能量平衡,以地震加速度作用的一刹那隔震支座不产生拉应力为目标。高宽比相同的建筑物,尽量使建筑物的轴力集中于建筑物的两端,可延缓拉应力的产生。

4 安全间距

为满足上部结构在地震时的变形,在水平方向,应保证具有上部结构地震变形量的1.5~2倍的安全距离,通常设计为30~40cm。对于竖向的安全间距,应考虑到支座橡胶的变形(徐变、温度变形、水平变形时的竖向沉降等)设定为橡胶总厚的百分比再加上施工误差。水平方向除避免结构体的碰撞外,还应采取必要措施使变形部位的装修及设备管线不受损坏。此外,建筑物在长期使用中必须保证所设定的安全间距,设计人员在工程竣工前,应提供以下说明:确立有效的维护管理体制;为隔震建筑的业主和使用者制定使用管理手册;在隔震层等可移动部位周围设置明显标志。

5 隔震装置布置

在隔震建筑的设计中,原则上应使隔震层所有隔震构件的刚心与上部结构的重心一致,不产生扭转。但是,由于建筑物的不规则和柱网尺寸的限制,仅靠柱下配置的隔震支座会产生隔震层的刚心与上部结构的重心不一致。采用与隔震支座独立的阻尼器设计,在阻尼器的弹性范围内,可以使隔震层的刚心与上部结构的重心一致,避免隔震层的振动扭转。如果阻尼器布置在建筑外周,抑制扭转变形的效果更好。

6 隔震支座的更换

隔震支座出故障可能性及如何实施更换的问题,应事先进行考虑:

6.1 隔震建筑需留设供检查及更换所有隔震支座及构件的通道与空间;

6.2 隔震系统构件的修复及更换需在有隔震建筑设计或施工经验的建造师或专业技师监督下进行。

6.3 更换支座时需要将建筑物抬升几厘米,需要在柱下的隔震支座附近安放千斤项,因此柱下应预先设计安放液压千斤项的台基。

7 细部结构设计

7.1 隔震安全间距

7.1.1 水平移动空间

确定隔震建筑的可移动房屋,要考虑建筑物的所有部分,不得有遗漏。原则上可移动面(一般为水平面)是在该建筑的范围内而且只能有一个水平面。如果可移动面部分出现上下不一致,则接合部位的连续性会受到破坏,使建筑物的隔震效果大打折扣。此外,可移动部分及空间(采光井等)的维护,在发生大地震前应事先采取什么措施等都是很值得注意的问题,最低限度要考虑不得让人们随意进入可移动范围内。

7.1.2 隔震沟、墙外狭道

在隔震层上方外墙周边设置隔震沟作为建筑隔震的安全空间,这是隔震建筑物最基本的形式。在隔震沟上方开口处的覆盖物一般是可滑动的盖板,或做成平台,或安放设备,或做成排水沟等。也可将外墙做成幕墙,使上层楼面向外凸,或采用阳台的形式遮盖隔震层。
伸缩连接的混凝土预制盖板,采用预制混凝土的伸缩连接盖板,在大地震时盖板能升高并且能落下,容易复原。当采用伸缩连接的盖板时,需采取措施避免因安全距离张开过大导致盖板落进沟里,如果这时沟里有人会造成人员的伤害。

7.2 楼间连廊、通道等伸缩连接

地震时,屋面、墙壁、楼地面等四周会产生大的变位,因此需要采取相应的构造做法。隔震建筑与非隔震建筑之间被认为是一般性连接,而隔震建筑之间的相互连接则可能载增建或改建中出现。由于通过相邻建筑连廊的情况不同,安全距离的尺度也不同,因此,有在伸缩连接的延长线上考虑和进行特殊处理(如变位的分散化、细分化等)等两种不同的作法。设定防火分区,连廊则很容易独立于主体建筑。设备贯穿防火分区和伸缩连接等问题,在筹备阶段可不要过多考虑,而搬运设备通过连廊的问题应采取特殊办法解决。

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  • 本文由 减隔震支座 发表于 2019年11月7日10:39:16
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