建筑结构的隔震减震技术原理分析

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作为一种新型的建筑结构减震技术,隔震减震技术主要是通过在建筑上部结构楼层之间设置专门店的橡胶隔震支座和耗能原件,形成隔震层(刚度很低),以增加建筑的自振周期,来达到减震的目的。文章对建筑结构的隔震减震技术进行理论分析,并提出了其所存在的不足。

关键词:隔震减震技术;建筑结构;应用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/475.html

引言:地震灾害是全球性以及多发性的。全球平均每年发生严重地震灾害大约有二十次,平均死伤人数也超过万人。尤其在汶川地震后,消能减震技术为建筑行业内所重视并取得一定发展与进步。同时相比传统抗震技术,隔震减震技术更安全可靠,不仅保证结构主体及非结构构件的安全,同时能保证内部设备正常运行;同时更加经济,从投入角度分析,隔震结构虽然增设了某些隔震装置,但是可以使主体结构在构造时减小截面构件、减少配筋的使用以及材料的使用,从而降低整个结构的造价。在设防烈度七度以上的地区,采用隔震技术不仅可以显著提高结构抗震性能,也能显著降低工程造价。同时,也能由于隔震技术的采用,上部结构地震作用减小,因此在结构选型更加自由,另外,隔震技术减少了不可再生资源的利用,如钢材、混凝土等,响应了国家政策,符合当前绿色建筑和智能建筑的发展导向,隔震及减震技术的运用能从很大程度上降低地震灾害的威胁,因此在这方面的研究有着很强的实际意义。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/475.html

1、隔震及减震技术理论设计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/475.html

隔震减震技术不同于传统抗震技术,其原理是“以柔克刚”,由于传统建筑把上部结构和基础连在一起,这样地震时地面运动的能量经经过基础传输到上部结构,使结构发生振动和变形,以发生破坏甚至倒塌,传统抗震方法就是在结构构件上增大梁柱截面的尺寸、增加梁柱配筋和改善建筑材料强度等来实现抗震目的。隔震减震技术的设计目标是双保护,即保证结构主体及非结构构件的安全,同时在发生地震时保证内部原件正常运行,其技术理论从两个方面着手,一是对消能减震的设计理论进行分析,这一技术适用于新旧工程,在构造、造价都比较优越,维护也方便。二是隔震技术的设计理论方面,主要就是在建筑的底部设置隔震层,以增加体系的自振周期,来达到减震的目的。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/475.html

2、隔震技术措施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/475.html

地震对建筑物的破坏作用,是由于来自地面的能量,通过基础向上部结构传递。通过在结构与基础之间以及层间设置软弱的隔震层,其自身的很大程度的变形减少地震能量的输入,从而达到防震的目的。基于以上理论隔震方案主要有以下几种: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/475.html

(1)软垫型隔震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/475.html

软垫式隔震是在房屋底部设置隔震装置,使整个房屋坐落在软垫上(如设置若干个带铅芯的钢板橡胶块形成一个软垫。地震时,其变形都发生在软垫区域,上部结构层间侧移减小,从而减小结构破坏。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/475.html

(2)滑移型隔震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/475.html

滑移隔震体系是指在基础和上部结构之间设置一个滑移面,使建筑物在滑动过程中通过摩擦消耗了地震输入的能量,从而达到减震的效果。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/475.html

(3)摆动型隔震

摆动隔震是将基础支撑在可摆动的桩基上,并在基础侧面设置阻尼器。在地震作用下,基礎产生一定程度的摆动来增加自振周期,以达到减震的目的。

3、减震技术应用

结构减震技术不再遵循传统“强化”结构的抗震思想,而是把结构的某些非承重构件设计成耗能部件,通过塑性变形来消耗地震能量。

有以下三种减震措施:

(1)提升结构阻尼

在弹性地震反应中,结构阻尼比越大,自震周期的越大其反应效应越小。阻尼的应用能有效消减最大共振反应。同时不同类型的阻尼器或者阻尼器安装方式的不同都能提高结构的阻尼。

(2)运用高延性构件

结构本身对能量的吸收耗散决定了其耐震能力,而耐震又取决于结构延性的的强弱,即结构承载力和变形能力的共同决定其抗震能力。通过强节点弱杆件、强柱弱梁等方式提升其结构延性,增大结构变形能力,是结构抗震的的重点

(3)增设耗能装置

耗能减震技术主要通过在结构的某些部位增设或耗能部件,主要通过耗能部件来耗散地震能量,减轻结构的动力反应。市面上嫩见到的又金属耗能器、摩擦耗能器、粘弹性耗能器等。

4、存在的问题

(1)减震隔震技术主要用过延长结构的固有周期来达到抗震的目的,因此在地质疏松的地面以及地下结构变形过大的情况使用时,容易出现其他工程问题;同时竖向结构在地震作用下使用隔震减震措施并没有系统的研究

(2)阻尼器及耗能器的的在应用过程中仍有很多不足,其设置的方式及元件类型的选择并不完善,同时在复杂的建筑结构中使用是并不能做到最优的选择

(3)减震隔震技术本质在于延长结构本身固有周期,提升其延性,而软弱地基和地下结构变形过大情况下,隔震减震技术在运用于此类工况时,不能较好的设置隔震层,需仔细对地形勘测,进行加固再考虑该技术的使用。

5、结语

(1)减震隔震技术能够更加有效的耗散地震能量,大幅提升结构本身的抗震能力

(2)由于采用隔震技术,上部结果地震做作用减小,便于结构选型

(3)竖向结构在地震作用下使用隔震减震措施并没有系统的研究,暂不建议在次构件情况下使用该隔震减震技术

(4)减震隔震技术本质在于延长结构本身固有周期,提升其延性,在地质疏松的底面及地下结构变形过大情况下,需多方位考虑,谨慎使用该技术

(5)隔震结构隔震效果主要通过隔震支座实现,因此其抗震原件及性能的检测对象主要是其支座,相比桥梁、高层等大型结构的检测来说,其检测要快捷方便很多,在震后能快速检修,利于震后恢复正常生产运行

(6)隔震抗震措施的运用能总体上降低不可再生的能源(如钢材)、混凝土、橡胶等材料的使用,符合当下绿色建筑与智能建筑的发展导向

参考文献:

[1]程绍革.现有建筑抗震鉴定的基本规定,建筑结构,2010,40(5):1-3

[2]周福霖.工程结构减震控制[M].北京:地震出版社,1977

作者简介:代鑫珏(1991.12——),男,籍贯:四川绵阳,民族:汉,研究方向:结构工程

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  • 本文由 减隔震支座 发表于 2020年1月3日13:29:17
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