摘 要：近年來(lái)，高層建筑耗能結(jié)構(gòu)減震技術(shù)有了很大的發(fā)展，如何在突遇地震中建造一個(gè)能保證建筑物安全的結(jié)構(gòu)，如何采用一種更安全、更合理、更有效的新型體系結(jié)構(gòu)，對(duì)減輕地震災(zāi)害起著決定性的作用。耗能減震體系的建筑結(jié)構(gòu)、隔震體系、被動(dòng)體系結(jié)構(gòu)和新體系的主動(dòng)控制結(jié)構(gòu)，決定建筑工程中的各種應(yīng)用體系，為工程結(jié)構(gòu)振動(dòng)的抗震設(shè)計(jì)提供了參考。本研究主要就高層建筑耗能減震新體系概念與實(shí)現(xiàn)進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：高層建筑；耗能減震體系；概念與實(shí)現(xiàn)

中圖分類(lèi)號(hào)：TU973.31 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1004-7344（2018）15-0317-01

前 言

從目前高層建筑結(jié)構(gòu)耗能減震技術(shù)的角度，探討了這些方法在實(shí)際設(shè)計(jì)中的原則和施工方法。隔震與結(jié)構(gòu)減震是目前應(yīng)用最廣泛的技術(shù)應(yīng)用和最佳方法。隔振的基礎(chǔ)之一是被動(dòng)隔振。結(jié)構(gòu)耗能技術(shù)屬于結(jié)構(gòu)被動(dòng)控制。許多工程師和建筑師現(xiàn)在相信高層建筑耗能減震新體系是一個(gè)能駕馭最可怕的地震的浪頭。

1 高層建筑耗能減震新體系的概念

1.1 液壓質(zhì)量控制體系

液壓質(zhì)量控制體系改善建筑物對(duì)地震反應(yīng)方式的技術(shù)。這些結(jié)構(gòu)極大地制約了建筑物對(duì)地震事件的反應(yīng)。僅僅提高隔墻的抗力并不能解決地震造成的更廣泛的破壞。磚墻吸收地震引起的水平移動(dòng)的能力很大，這將隔墻與主建筑框架隔離開(kāi)來(lái)。液壓質(zhì)量控制體系它們有效地起到了隔離屏障的作用，避免了荷載從這些隔離元件傳遞到主結(jié)構(gòu)。通過(guò)這樣做，它們?cè)诿鎸?duì)地震大大減少了。動(dòng)能量的一部分傳遞到流體內(nèi)部和質(zhì)量塊上，從而減小框架振動(dòng)。液壓質(zhì)量控制系統(tǒng)必須考慮液體的壓縮性，而其建立則考慮了液體壓縮系統(tǒng)的“柔性”模型的計(jì)算和分析，從“彈性”模型的結(jié)構(gòu)和減震系統(tǒng)的組成部分入手，為抗震建筑的控制提供了一種新的體系。

1.2 結(jié)構(gòu)耗能技術(shù)系統(tǒng)

高層建筑耗能減震系統(tǒng)中一種耗能性能好、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、制作方便的結(jié)構(gòu)耗能技術(shù)來(lái)源于阻尼裝置。普通摩擦阻尼器通過(guò)在兩個(gè)銅板中間開(kāi)一個(gè)窄縫相對(duì)于上、下板的摩擦運(yùn)動(dòng)能量，調(diào)節(jié)螺栓緊固力即可改變滑動(dòng)摩擦力的大小。結(jié)果表明滑動(dòng)摩擦力與螺栓緊固程度成正比；最大靜摩擦與滑動(dòng)摩擦之差較小，但滑動(dòng)摩擦衰減較大，滯回曲線顯示出良好的剛性塑性。高層建筑耗能減震新體系由摩擦滑動(dòng)節(jié)點(diǎn)和四鏈桿組成的節(jié)點(diǎn)通過(guò)滑動(dòng)摩擦與高強(qiáng)度螺栓連接而成，耗能裝置由角撐板與摩擦控制板之間的滑動(dòng)力可以通過(guò)位于摩擦材料之間或夾在接觸面上的方式進(jìn)行加工來(lái)調(diào)節(jié)摩擦系數(shù)，節(jié)點(diǎn)通過(guò)螺栓來(lái)調(diào)節(jié)板與被鏈條包圍的桿之間的摩擦的緊密性，起連接和共同變形的作用。結(jié)構(gòu)耗能技術(shù)受外力支撐時(shí)無(wú)法克服最大靜摩擦，能量不產(chǎn)生滑動(dòng)；當(dāng)外力能夠克服最大靜摩擦?xí)r，能量通過(guò)摩擦產(chǎn)生動(dòng)力滑動(dòng)。高層建筑減震體系性能穩(wěn)定，耗能能力強(qiáng)。

1.3 耗能減震材料系統(tǒng)

高層建筑耗能減震材料被設(shè)計(jì)成從最小厚度提供最大的重復(fù)沖擊吸收。在與其它典型材料的并排比較中，耗能減震材料性能是在多個(gè)步驟前后顯示出更好減震性的唯一材料。多孔性能材料提供高能量回報(bào)和卓越的減震功能，適用于要求苛刻的防護(hù)設(shè)備。多孔雙層材料結(jié)合定制輪廓配合與附加的減震。這項(xiàng)耗能減震材料系統(tǒng)有助于加強(qiáng)建筑工程，并提供均勻的壓力分布，以幫助支持和穩(wěn)定。

2 高層建筑耗能減震新體系的實(shí)現(xiàn)

2.1 高層建筑耗能減震系統(tǒng)設(shè)計(jì)

高層建筑耗能減震系統(tǒng)在設(shè)計(jì)地震安全結(jié)構(gòu)時(shí)，首先要考慮的是盡可能使最高的鉆頭，即頂部盡可能輕。這這也可以具有帶有隔離物和絕緣的雙層外皮。它可以具有在3°和15°之間的屋頂坡度。如果需要有一個(gè)“平”屋頂，這可以用鍍鋅鋼蓋板和固體絕緣板制成，頂部有一個(gè)特殊的膜。即使是“平的”屋頂也應(yīng)該具有大約2度的斜度。如果需要有一個(gè)“平的”混凝土屋頂，那么最好的解決方案是在大約2m、6英寸的中心位置安裝鋼托梁，并在上面安裝復(fù)合式屋頂蓋板。然后將鋼筋混凝土板澆在屋頂上，不需要支撐。這樣的板將被完全粘結(jié)到框架上，并且將不能滑脫或坍塌。高層建筑耗能系統(tǒng)設(shè)計(jì)最大程度范圍內(nèi)提高建筑工程的穩(wěn)定性。

2.2 高層建筑耗能減震系統(tǒng)施工

如果建筑物或結(jié)構(gòu)是普通單層，那么任何普通門(mén)式剛架或其他鋼框架建筑物施工得當(dāng)，將能承受地震荷載。高層建筑耗能減震系統(tǒng)施工如果有兩層或更多層，需要做更多的工作來(lái)確保它在地震中的穩(wěn)定性。和屋頂一樣，地板應(yīng)該做得盡可能輕。這樣做的第一種方法是使用傳統(tǒng)的木材托梁或膠合板地板。至關(guān)重要的木材托梁是通過(guò)螺栓牢固地通過(guò)在框架上，以避免他們滑動(dòng)或撕裂。車(chē)架需要它們來(lái)保持穩(wěn)定，地板決不能掉下來(lái)。高層建筑耗能減震系統(tǒng)施工一個(gè)更好的選擇是用輕鋼龍骨代替木龍骨。它們可以跨越得更遠(yuǎn)，更容易牢固地固定到框架上?？赡苄枰炷恋匕暹@種情況下，建筑工程施工應(yīng)減少跨度到復(fù)合地板的跨越能力，并澆注鋼筋混凝土板到甲板。蓋板固定在托梁上，托梁固定在主梁上，主梁固定在立柱上，混凝土澆注在所有立柱周?chē)?。這種地板不可能從框架上掉下來(lái)，采用最有效的施工程序保障高層建筑耗能減震系統(tǒng)實(shí)效性的發(fā)揮。

2.3 高層建筑耗能減震系統(tǒng)應(yīng)用

為了抗震，高層建筑物及其基礎(chǔ)必須能夠承受側(cè)向荷載。建筑物越輕，負(fù)載就越小。高層建筑耗能減震系統(tǒng)具體應(yīng)用當(dāng)重量較高時(shí)尤其如此。如有可能，屋頂應(yīng)采用輕質(zhì)材料。如果有地板、墻和隔墻，越輕越好。如果要從墻壁獲得側(cè)向阻力，這些墻壁必須在兩個(gè)方向上相等。他們必須足夠強(qiáng)壯以承受負(fù)荷。它們必須系在任何框架上，并加固以承受最弱方向的載荷。它們絕不能解體，必須在最嚴(yán)重的沖擊波之后保持在適當(dāng)位置，以便在震后保持力量。如果側(cè)向阻力來(lái)自對(duì)角支撐，那么它也必須在兩個(gè)方向上均勻地旋轉(zhuǎn)。因此高層建筑耗能減震系統(tǒng)的應(yīng)用其強(qiáng)度應(yīng)足以承受拉伸和壓縮載荷，并且不應(yīng)在載荷遠(yuǎn)高于設(shè)計(jì)載荷的情況下彎曲。

3 結(jié) 語(yǔ)

高層建筑耗能減震其被設(shè)計(jì)成防止完全坍塌和保存生命，以及建筑預(yù)算。近年來(lái)，建筑抗震結(jié)構(gòu)的科學(xué)有了很大的發(fā)展，但這并不是一門(mén)全新的學(xué)科。工程師們實(shí)施的技術(shù)有點(diǎn)不同，但基本原理是一樣的。在我們深入研究高層建筑耗能減震結(jié)構(gòu)之前，需要掌握體系的一些基礎(chǔ)知識(shí)，即地震期間產(chǎn)生的力以及它們?nèi)绾斡绊懡ㄖY(jié)構(gòu)，進(jìn)而最大效益施展高層建筑耗能減震新體系。

參考文獻(xiàn)

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收稿日期：2018-4-1