【摘 要】目前,我國絕大多數(shù)人口居住在多層磚混結(jié)構(gòu)房屋中,磚混結(jié)構(gòu)房屋抗震能力的高低,直接關(guān)系著人民的生命及財產(chǎn)安全?;A(chǔ)隔震技術(shù)是目前工程中應(yīng)用較多的一種減震控制技術(shù),由于其造價低,易于實施、減震控制效果好,正受到許多國家越來越多的重視。
【關(guān)鍵詞】房屋建筑;防震設(shè)計;基礎(chǔ)隔震技術(shù)
一、房屋基礎(chǔ)隔震技術(shù)的優(yōu)越性
(1)明顯有效地減輕了結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng),提高了地震時結(jié)構(gòu)的安全。國內(nèi)外大量試驗數(shù)據(jù)和工程經(jīng)驗表明:基礎(chǔ)隔震一般可以使結(jié)構(gòu)的水平地震加速度反應(yīng)降低60%左右,上部結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)僅相當于不隔震情況下的1/8~1/4。地震時房屋上部結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)類似于剛體平動,結(jié)構(gòu)的震動和變形均可控制在較輕微的水平,從而使房屋內(nèi)部設(shè)備的安全得到更可靠的保證。(2)地震防護措施簡單明了?;A(chǔ)隔震設(shè)計把非線性,大變形集中到了隔震裝置這一特殊的構(gòu)件上,從考慮整個結(jié)構(gòu)復(fù)雜的、不甚明確的抗震措施轉(zhuǎn)換為只考慮隔震裝置,這樣就可以把設(shè)計、試驗、制造的注意力集中到這些構(gòu)件上。由于上部主體結(jié)構(gòu)近似于彈性變形狀態(tài),結(jié)構(gòu)分析的方法也可以簡化;同時,在地震后,只需對隔震裝置進行檢查更換,而無需過多地考慮房屋結(jié)構(gòu)本身的修復(fù)。(3)具有較大經(jīng)濟效益和社會效益。雖然采用基礎(chǔ)隔震技術(shù)會增加基建投資(約5%),但上部結(jié)構(gòu)抗震措施標準降低會節(jié)省建筑的總造價。從已建造的采用基礎(chǔ)隔震技術(shù)的房屋得知,多層基礎(chǔ)隔震房屋比傳統(tǒng)抗震房屋節(jié)省土建造價:7度節(jié)省1%~3%,8度節(jié)省5%~15%,9度節(jié)省10%~20%。如果將地震災(zāi)害的潛在綜合損失考慮進去(包括結(jié)構(gòu)、建筑、設(shè)備財產(chǎn)以及建筑物中斷使用帶來的損失),基礎(chǔ)隔震房屋具有更高的經(jīng)濟和社會效益。同時還能大幅度降低地震時內(nèi)部非結(jié)構(gòu)構(gòu)件和裝飾物的震動、移動和翻倒的可能性,從而大大減輕了次生災(zāi)害的危害。
二、隔震技術(shù)原理及基本要求
建筑結(jié)構(gòu)隔震的本質(zhì)思想是通過增加能夠提供柔性和適當耗能裝置的隔震層,以達到減小結(jié)構(gòu)振動的目的。房屋基礎(chǔ)隔震技術(shù)的原理就是通過水平剛度低且具有一定阻尼的隔震器將上部結(jié)構(gòu)與基礎(chǔ)或底部結(jié)構(gòu)之間實現(xiàn)柔性連接,使輸入上部結(jié)構(gòu)的地震能量加速度大為降低,并由此大幅地提高房屋結(jié)構(gòu)對強烈地震的防御能力。房屋基礎(chǔ)隔震體系包括上部結(jié)構(gòu)、隔震器(裝置)和下部結(jié)構(gòu)三部分,隔震體系應(yīng)滿足以下基本要求:(1)基礎(chǔ)隔震裝置應(yīng)具有一定的阻尼和消能能力,以保證體系在地震時具有的工作性能。(2)基礎(chǔ)隔震裝置必須具有足夠的豎向承載力,能夠安全支撐上部結(jié)構(gòu)的所有荷載,確保房屋結(jié)構(gòu)在使用狀態(tài)下的絕對安全并滿足使用要求。(3)基礎(chǔ)隔震裝置應(yīng)具有可變的水平剛度。在強風(fēng)或微小地震時,隔震器應(yīng)具有足夠高的水平剛度,使上部結(jié)構(gòu)發(fā)生的水平位移極小而不影響使用要求。在中等強度地震下,其水平剛度將逐漸變小,使原本剛性的抗震結(jié)構(gòu)體系變?yōu)槿嵝愿粽鸾Y(jié)構(gòu)體系,其固有周期大大延長而遠離場地的特征周期,從而明顯地降低上部結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)。(4)基礎(chǔ)隔震裝置應(yīng)具有水平彈性恢復(fù)力,使房屋隔震結(jié)構(gòu)體系在地震中具有自動復(fù)位功能,由此滿足震后房屋結(jié)構(gòu)的使用功能要求。
三、基礎(chǔ)隔震技術(shù)的發(fā)展前景
基礎(chǔ)隔震概念最早是由日本學(xué)者河合浩藏于1881年提出的,1909年,美國的J.A.卡蘭特倫茨提出了另外一種隔震方案,1927年,日本的中村太郎論述了加裝阻尼器吸能裝置,在隔震理論方面進行了有益的探索。隨著地震工程理論的逐步建立以及實際地震對結(jié)構(gòu)工程的進一步考驗,特別是近二三十年來,由于采用大量的強震記錄儀對地震進行觀測,使人們較快地積累了有關(guān)隔震及非隔震結(jié)構(gòu)工作性能的定量化經(jīng)驗,從而對早期提出的一些隔震方法進行了淘汰與升華。目前,世界上大約有30多個國家在開展這方面的研究,這項技術(shù)已被應(yīng)用在橋梁、建筑,甚至是核設(shè)施上。80年代以來,基礎(chǔ)隔震研究開始在我國得到重視,國內(nèi)不少學(xué)者對國際上流行的基礎(chǔ)隔震體系進行了研究,取得了較大的進展.現(xiàn)代隔震技術(shù)經(jīng)歷了30年的歷程,得到了廣泛的應(yīng)用。據(jù)了解,我國應(yīng)用基礎(chǔ)隔震技術(shù)建造的房屋設(shè)備已達數(shù)百萬平方米,涉及生命工程線、民用建筑、古建筑加固等。基礎(chǔ)隔震技術(shù)適用面很廣,既能應(yīng)用于低層或高層的建筑,也可用于已建建筑的抗震加固;既能用于重要房屋,也可用于一般房屋,尤其適用于量大面廣的中、低層磚混房屋和鋼筋混凝土房屋?;A(chǔ)隔震技術(shù)具有廣闊的應(yīng)用前景。
總之,基礎(chǔ)隔震技術(shù)在保證建筑物具有更高安全可靠度的同時,其直接和間接的經(jīng)濟效益、社會效益也是非常巨大的。通過工程試點,基礎(chǔ)隔震在地震中減輕建筑物地震反應(yīng)和損害的表現(xiàn)非常出色。
參 考 文 獻
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