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        建筑隔振消能減震技術(shù)分析

        2018-05-14 14:58:28楊劍波
        關(guān)鍵詞:建筑工程

        【摘要】地震是自然界中一種破壞性較強的自然災(zāi)害,嚴(yán)重危害著人們的生命安全,因此,在進(jìn)行建筑工程的設(shè)計時,建筑防震設(shè)計是一個至關(guān)重要的環(huán)節(jié)。建筑隔振消能減震技術(shù)作為一種多層和低層建筑物的抗震措施,受到世界各國的廣泛關(guān)注,我國在建筑隔振消能減震方面也取得了突破性進(jìn)展。本文對建筑隔振消能減震技術(shù)進(jìn)行概述,針對現(xiàn)階段建筑隔振消能減震技術(shù)中存在的問題,對建筑隔振消能減震技術(shù)進(jìn)行了具體的分析。

        【關(guān)鍵詞】建筑工程;隔震技術(shù);消能減震技術(shù)

        1、引言

        據(jù)統(tǒng)計表明,在世界范圍內(nèi)每年發(fā)生五百多萬次地震,雖然其中絕大部分的地震對人們的生活不會造成很大的影響,但是每年也存在十幾至二十幾次能對人類造成嚴(yán)重危害的地震。由于現(xiàn)階段的科技水平并不能對地震進(jìn)行準(zhǔn)確的預(yù)測,為了減少地震對人們的危害,必須更加重視提升建筑的抗震性能,做好地震防御工作。建筑隔振消能減震技術(shù)作為一種建筑物防震技術(shù),將其運用到建筑工程設(shè)計中,能夠有效的提升建筑物的抗震性能,提升建筑物的安全性和穩(wěn)定性。

        2、建筑隔振消能減震技術(shù)概述

        建筑隔振消能減震技術(shù)的基本思想是將建筑物基礎(chǔ)部分的結(jié)構(gòu)和房屋的上部分結(jié)構(gòu)進(jìn)行分離,在地震時,將地震能量向建筑物的傳輸路徑進(jìn)行隔離,從而實現(xiàn)在發(fā)生地震時地動而建筑物的基本不動的目的,保證建筑物的安全性和可靠性。

        隔震技術(shù)是指通過運用隔震裝置,將建筑物與地震所帶來的沖擊相隔離的技術(shù),該種技術(shù)通過在建筑物的底部位置或者結(jié)構(gòu)層之間安裝隔震裝置,對結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行軟化,隔震裝置將地震地質(zhì)條件傳來的能量進(jìn)行吸收和轉(zhuǎn)化,阻值地震能量向上方的建筑物傳輸,降低將主結(jié)構(gòu)的變形,從而達(dá)到減少地震對建筑物影響的目的。根據(jù)隔震支座安裝位置的不同,可以將隔震技術(shù)分為基礎(chǔ)隔震和層間隔震兩種類型。

        消能減震技術(shù)是與隔震技術(shù)相對應(yīng)的一種建筑防震技術(shù),該種技術(shù)主要是將建筑物結(jié)構(gòu)中的支撐或者剪力墻等構(gòu)件設(shè)置成消能構(gòu)件,或者在結(jié)構(gòu)物中的連接位置或者節(jié)點位置安裝阻尼器,當(dāng)發(fā)生地震時,消能構(gòu)件和阻尼器將建筑物的工作狀態(tài)進(jìn)行改變,主要是由彈性狀態(tài)轉(zhuǎn)化為塑性狀態(tài),消能構(gòu)件和阻尼器對地震能量進(jìn)行吸收,從而減少建筑主體結(jié)構(gòu)的變形情況,保證建筑物的安全性和可靠性。在建筑物中采用消能減震技術(shù),具有靈活性較強和減震效果較好的優(yōu)點,對建筑物的正常使用具有較小的影響,不會對建筑主體結(jié)構(gòu)造成不必要的破壞。

        3、建筑隔振消能減震技術(shù)中存在的問題

        建筑隔振消能減震技術(shù)雖然在我國的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中得到了普遍的應(yīng)用,但是由于多種因素的影響,其中還存在著一些問題,本文從以下幾個方面,對建筑隔振消能減震技術(shù)中存在的問題進(jìn)行具體分析。

        (1)豎向地震荷載的減震效果較差。現(xiàn)階段,大部分隔震裝置針對水平地震力,能夠獲得較為良好的減震效果,但是由于豎向地震荷載作用對高聳、懸臂結(jié)構(gòu)或者跨度較大的建筑物,具有較大的影響,隔震裝置針對豎向的地震荷載并不能獲得較為明顯的減震效果。因此,為了提升建筑物的抗震性能,保證建筑物的安全性,必須對該方面的內(nèi)容繼續(xù)進(jìn)行深入的分析和研究。

        (2)造價較高。在建筑結(jié)構(gòu)中安裝隔震裝置,就必然會提升建筑工程的造價成本。因此,將隔震裝置廣泛的應(yīng)用于建筑工程中具有一定困難。因此,必須研制出一種經(jīng)濟性和減震性、隔震性較高的隔震裝置,降低隔震裝置安裝的造價成本。

        (3)應(yīng)用范圍較小?,F(xiàn)階段的建筑隔振消能減震技術(shù)大都應(yīng)用于多層或者低層建筑中,將其運用于高層或者超高層建筑中并不能獲得良好的防震效果。因此,必須加強對建筑隔振消能減震技術(shù)應(yīng)用于高層或者超高層建筑中的研究和創(chuàng)新,提升高層或者超高層建筑的安全性。

        4、建筑隔振消能減震技術(shù)分析

        將建筑隔振消能減震技術(shù)應(yīng)用于建筑結(jié)構(gòu)中,能夠獲得較為明顯的防震效果,本文從以下幾個方面分析建筑隔振消能減震的方法。

        4.1 采用粘彈性阻尼結(jié)構(gòu)進(jìn)行減振

        大量的實驗表明,在建筑結(jié)構(gòu)中采用粘彈性阻尼結(jié)構(gòu),能夠獲得良好的減振效果。例如,在進(jìn)行地震模擬振動臺試驗和粘彈性阻尼結(jié)構(gòu)的風(fēng)洞試驗,對其試驗結(jié)果進(jìn)行研究和分析可知,采用粘彈性阻尼結(jié)構(gòu)能夠降低由大風(fēng)和地震帶來的百分之四十至百分之八十的反應(yīng),可以提升建筑物在大風(fēng)狀態(tài)下的舒適度,確保建筑物在地震和強風(fēng)狀態(tài)下的安全性和可靠性。例如,某地區(qū)的一座高層建筑在沒有采用粘彈性阻尼結(jié)構(gòu)之前,在大風(fēng)狀態(tài)下該高層建筑的最頂部幾層具有較為明顯的不舒適感,當(dāng)采用粘彈性阻尼結(jié)構(gòu)以后,該高層建筑的最頂部幾層的舒適感明顯提升。如果采用提升高層建筑剛度的方式,來提升建筑在強風(fēng)狀態(tài)下的舒適感,將會很大程度的提升建筑物的造價,如果采用粘彈性阻尼結(jié)構(gòu),將可以大大的節(jié)省造價成本。在我國北京的某建筑中也采用了粘滯阻尼器,具有良好的減震效果。因此,實踐證明,在建筑中采用粘彈性阻尼結(jié)構(gòu),能夠明顯的降低由于強風(fēng)和地震對建筑物造成的影響。

        4.2 采用吸能減震技術(shù)

        吸能減震技術(shù)是指通過利用附加子結(jié)構(gòu),促使建筑物主體結(jié)構(gòu)的振動發(fā)生相應(yīng)的位移,將主體結(jié)構(gòu)的振動能量重新分配在原結(jié)構(gòu)和子結(jié)構(gòu)中,從而降低主體結(jié)構(gòu)的振動。現(xiàn)階段,吸能減震裝置包括調(diào)諧質(zhì)量阻尼器、懸吊質(zhì)量擺阻尼器、調(diào)液(柱)阻尼器和質(zhì)量放大器等等。

        4.3 運用金屬阻尼器進(jìn)行減振

        金屬阻尼器是指在常規(guī)荷載的情況下,通過在框架中安裝屈曲約束支撐,對結(jié)構(gòu)進(jìn)行支撐,當(dāng)發(fā)生地震時,金屬支撐發(fā)生塑性變形,對地震所釋放的能量進(jìn)行消耗,從而降低地震對建筑物主體結(jié)果的影響,保證建筑物的整體性能。因此,通過運用金屬阻尼器,將屈曲約束支撐應(yīng)用于建筑工程中,能夠大大的提升建筑支撐框架在地震中的抗震性能。

        4.4 運用沖擊減震方法

        將沖擊減震運用于建筑結(jié)構(gòu)中,能夠獲得良好的減震效果。沖擊減震技術(shù)是指,通過運用附加活動的質(zhì)量和結(jié)構(gòu)之間的非完全彈性碰撞,從而達(dá)到交換動量和耗散動能,從而降低地震反映。在實際中運用沖擊減震技術(shù)時,通過在建筑結(jié)構(gòu)中某個位置懸掛擺錘的方式,當(dāng)發(fā)生地震時,擺錘對結(jié)構(gòu)進(jìn)行撞擊,從而降低地震對結(jié)構(gòu)帶來的振動。

        4.5 建筑隔振消能減震技術(shù)效果分析

        將建筑隔振消能減震技術(shù)運用于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中,具有明顯的效果,本文對建筑隔振消能減震技術(shù)效果進(jìn)行具體分析。

        (1)有利于降低建筑結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)。通過運用建筑隔振消能減震技術(shù),將建筑物的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)和上部結(jié)構(gòu)進(jìn)行分離,對地震釋放的能量和建筑之間進(jìn)行隔離,降低地震對建筑物造成影響,保證建筑物的安全性。

        (2)能夠保證建筑物的安全性和可靠性。將隔振消能減震技術(shù)運用于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中,在發(fā)生地震時,建筑物的上部結(jié)構(gòu)仍然可以處于正常的彈性工作狀態(tài)下,能夠保證建筑物的安全性和可靠性。

        (3)可以有效的降低建筑工程的造價。實踐證明,在建筑結(jié)構(gòu)中運用隔振消能減震技術(shù),相對于傳統(tǒng)的建筑防震技術(shù),能夠大大的節(jié)省工程的造價。

        (4)抗震措施比較簡便。在建筑結(jié)構(gòu)中運用隔振消能減震技術(shù),改變了傳統(tǒng)建筑物防震技術(shù)設(shè)計對象較多和結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜的現(xiàn)象,只需要考慮隔震消能減震裝置即可,抗震措施比較簡便。

        (5)地震后的修復(fù)較為簡單。在發(fā)生地震以后,應(yīng)該對建筑物中的隔震裝置進(jìn)行檢查和更換,并不需要對建筑物的本身進(jìn)行修復(fù),地震后的修復(fù)較為簡單。

        (6)可以為建筑設(shè)計提供較為廣闊的空間。將隔振消能減震技術(shù)運用于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中,在滿足設(shè)計的標(biāo)準(zhǔn)和要求的情況下,能夠為建筑設(shè)計師提供更加廣闊的設(shè)計空間,提升建筑物的整體性能。

        結(jié)語:

        我國作為一個地震災(zāi)害較為嚴(yán)重的國家,如何提升建筑物的抗震性能,對保證人們的生命財產(chǎn)安全具有重要的意義。雖然傳統(tǒng)的建筑抗震技術(shù)可以獲得一定的抗震效果,但由于其造價較高等因素,并不能廣泛的運用于建筑工程中。建筑隔振消能減震技術(shù)作為一種安全性、靈活性和經(jīng)濟性都較高的建筑物抗震技術(shù),將其運用于建筑結(jié)構(gòu)中,可以有效的降低地震對建筑物的影響,確保建筑物的安全性。

        參考文獻(xiàn):

        [1]陰彥釗.關(guān)于建筑隔振消能減震技術(shù)探析[J].工程技術(shù):全文版,2017(1):00285-00285.

        [2]劉瑞強.建筑隔震和消能減震設(shè)計及應(yīng)用[J].山西建筑,2016,42(22):55-57.

        [3]賈二波.建筑工程抗震隔震、消能減震設(shè)計[J].工程技術(shù):引文版,2016(12):00313-00313.

        [4]曹培文.建筑結(jié)構(gòu)隔震減震技術(shù)應(yīng)用初探[J].建材發(fā)展導(dǎo)向:上,2015(7):121-122.

        作者簡介:

        楊劍波,1960.3-,男,漢族,本科,高級工程師,主要從事建筑工程管理工作。

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