建筑结构基础隔震系统的发展及应用

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  摘 要:随着气候以及地质特点的变化,我国部分地区多发生地震灾害,不但影响了人们的生产生活质量,还给人们的经济财产带来极大的损失。建筑结构加强隔震减震措施是非常必要的,本文分析了建筑结构基础隔震系统的发展及应用。
  关键词:建筑结构;基础隔震系统;发展;应用
  中图分类号:TU352 文献标识码:A 文章编号:1004-7344(2018)11-0315-01
  我国地处环太平洋地震带与欧亚地震带之间,由于地质板块的移动,地震活动频度高。给人类社会带来了无数的生命与财产损失,对我们每个人都是一种考验,因此,人们越来越重视隔震技术的发展与应用。随着新技术和新理念的发展,尤其是基础隔震技术前景越来越广阔,成为建筑结构抗震设计中减轻地震灾害的有效手段。在建筑物的基础和上部结构之间设置一个隔震层,在结构底部与基础顶面之间的隔震消能装置,延长结构的周期,增大结构的变形能力,使结构的位移集中于隔震层,采取有效的防御保护措施,达到良好的隔震效果。
  1 建筑结构基础隔震系统设计原则及主要类型
  筑物结构严实,因此必须重视建筑物内外的柱子的设计。在地基与屋顶之间的连接,首先要确定柱子与地基之间紧密结合,才能更好的确保柱子结实的程度。一旦发生地震,若保证柱子有很好的张力,保持与地面以及屋顶之间紧密结合,能够保证屋顶不出现坍塌的问题。在设计柱子的时候要根据建筑整体结构的特点,采用螺旋设计,达到分数力的作用点,均匀地将冲击力分数出去,承载更多的重量,保护柱体。
  梁也是建筑结构中另一个重要的结构,梁与柱连接,横在半空中,是骨架结构最上方的支撑,设计中最要关注的是跨度,在跨度大的情况下,应加梁来分担重量。否则,梁的中心会逐渐下移形成折弯,在实际设计中对跨度比进行适当的调整,使其达到更好的延展性。在施工之前要进行精确的测量计算,杜绝发生折弯破坏。
  隔震设计是目前我国研究较多的抗震方法,是新兴的技术领域。设计思想主要是在建筑物的底端增加隔震装置,使得建筑结构与地面之间产生一定的空隙,此结构间有空气可以流动。一旦发生震动,借助气流的流体作用,提供建筑物整体所需要的刚度,形成弧状柔性结构。在巨大的反作用力的情况下,大大削弱冲击波向上的冲击力。增强承载力,在一定程度上减少震动产生的巨大能量,达到隔震的效果。
  2 建筑结构基础隔震系统的发展
  在地震产生的过程中将有巨大的震动力和摇摆力,建筑物受到地震波的冲击容易产生巨大的晃动与颤抖,甚至会导致整体的坍塌。因此,在建筑物本身进行隔震减震处理是非常重要的,能够达到好的效果,在一定程度上减少经济损失。隔震减震技术在我国已经经历了很长的历程,在实践中不断完善知识结构,借助人力来扭转天灾的损失。随着科技水平不断发展,积累隔震减震领域的经验,充分应用先进的技术。
  通过近几十年的发展,现代隔震技术已逐渐走向成熟,其中比较主要的有橡胶隔震支座、滑移隔震支座。但是在应用隔震技术,还存在一些技术难点有待解决。比如在长周期结构中隔震技术的应用,多维地震动控制技术的研究,开发出具有竖向隔震效果突出的隔震系统。完成隔震建筑设计规程的制订工作,研究实用设计方法和软件,在实践中还需不断的完善,不断补充和改进。由于软土場地的建筑物在地震时往往破坏严重,严格按照隔震结构施工规范去做,在软土场地中采用先进的隔震技术。大力开发新型隔震元件、隔震体系,保证隔震支座的安全性、耐久性,隔震器及其组成材料力学性质的长期稳定性。因此,改进和优化现有隔震建筑体系,有必要引入专业的理论,针对隔震结构进行具体的分析,开发具有自适应能力的智能型隔震系统,深入研究考虑不确定性因素,进一步提高现有隔震体系的质量。
  3 建筑结构基础隔震系统的应用
  目前在我国隔震技术在建筑工程施工中逐渐得到了较广泛的应用,其适用范围比较广,无论是新建建筑项目,还是已经建成的建筑进行加固施工都比较适用。在建筑的防火层或者是设备层更应该增加隔震减震设计,充分起到保护建筑物主体的作用。基础隔震研究在我国得到了非常高的重视程度,国内外都对基础隔震体系进行了研究,我国建造的各类基础隔震体系的建筑物越来越多,已得到了广泛的应用。常应用的基础隔震体系有以下几种:
  橡胶支座隔震体系,包括铅芯叠层橡胶支座、普通叠层橡胶支座、高阻尼叠层橡胶支座等。阻尼比大、周期长、隔震效果明显。橡胶支座隔震体系的优势很多,比如竖向承载力大;具有很强的弹性复位功能,耐久性好,受地基不均匀沉降的影响较小,隔震效果明显。第二,滑动摩擦隔震体系,设置摩擦阻尼器组成的隔震系统,是在基础面上设置滑移层,隔开基础与上部结构。当滑移层受地震作用大于摩擦力时,产生一定滑擦力,并通过滑移来消耗地震能量,从而抑制地震能量的向上传递。第三,粘弹性隔震支座体系,是一种典型的速度相关型隔震支座,通过粘弹性阻尼器作为隔震装置。在施工的过程中利用粘弹性材料的变形性,实现减震的效果。目前应用最多的是叠层橡胶隔震支座,主要有铅芯橡胶隔震支座和天然橡胶隔震支座,前者是在天然橡胶支座中心增加铅芯制作,后者是由钢板层和橡胶层粘结而成,二者的抗变形能力比较强。
  4 结束语
  综上所述,在我国减震技术在起步比较早,相应的技术手段在实践的过程中逐渐的完善,隔震技术同传统抗震体系相比,发展较缓起步较晚,属于新兴的技术领域,具有巨大的优越性,在实际的应用中起着着至关重要的作用。尤其在突发性的超过设防烈度地震中能够保护建筑结构本身,不破坏、不倒塌,建筑物内部的仪器设备及人员得到安全的保护。它为人类减轻地震灾害提供了一条合理的新途径,经济适用,拥有了低价、高效、高性优势,是人类抗震技术发展史上一个重要的里程碑。在未来应该大力支持基础隔震系统的应用,我们应该加大研究的力度,为减轻地震灾害提供新的技术和方法,在该领域中不断的突破。
  参考文献
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  收稿日期:2018-3-15
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