论文部分内容阅读
[摘 要]伴随着我国社会经济的迅速发展，建筑过程中越来越重视建筑的抗震效果。建筑结构基础隔震技术原理简单，减震效果显著，与传统的抗震结构体系相比具有很多优越性，已逐渐被人们认同和接收。本文对基础隔震技术进行了简要介绍，主要介绍了基础隔震技术概念和基础隔震技术原理；提出了当前传统的建筑结构体系抗震系统存在的问题，主要是安全性以及适用性方面的问题；并且对建筑结构基础隔震技术应用进行了介绍，对隔震装置的性能以及建筑结构基础隔震技术应用现状分析进行介绍。
[关键词]建筑结构；基础隔震技术；应用分析
中图分类号：TU432 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）42-0101-01
前言
地震是一种随机性的自然灾害，其本身具有非常大的危险，一旦发生将会给人类带来巨大的灾难。基础隔震技术作为一种有效的被动控制技术，以其优良的减震效果及经济适用性得到工程界的普遍认可，并已在国内外建筑结构中广泛应用；与此同时，基础隔震技术在建筑结构中应用时也面临着一些关键问题，如隔震装置的力学性能、隔震装置的耐久性等，希望通过本文的介绍建筑结构基础隔震技术的应用能够给带来一些启示，并促进建筑抗震的进一步发展。
1.基础隔震技术介绍
1.1 基础隔震技术概念介绍
基础隔震体系是指在结构物底部与基础顶面之间合理设置某种隔震装置来达到建筑物与地震隔离的目的。它包括上部结构、隔震装置和下部結构基础三部分。通过调整或改变结构的动力性能，由隔震层的隔震装置吸收并消耗主要地震能量后，仅有少部分能量传到上部结构，明显衰减结构的地震反应。基础隔震技术的成熟及广泛推广应用，标志着人类住上在强地震中确保安全的房屋时代的到来，为人类减轻地震灾害提供了一条更加合理有效安全的新途径。
1.2 基础隔震技术原理介绍
基础隔震是通过在结构物上部结构底部与基础之间设置柔性隔震层，在风荷载或小震作用时，隔震层有足够的刚度，几乎不产生什么位移；当强震发生时，隔震系统产生水平位移和变形，吸收大量的地震能量，而上部结构只吸收到有限的能量，从而降低了地震反应。适当延长结构周期，并给予恰当的阻尼可有效降低结构反应。而位于结构底层的隔震装置，则实现了二者的有机结合，它能够安定持续的支承建筑物重量，追随建筑物水平变形，具有适当弹性恢复力，能够耗散地震输入的能量，使得上部结构甚至在遭受罕遇地震时，依然可以保持弹性工作状态，仅发生近似平动[1]。
2.传统的建筑结构体系抗震系统存在的问题
2.1 安全性难以保证
我国有很多地区都处于地震带，对抗震设计要求非常高。近些年来，我国发生了多起等级比较大的地震，造成了不同程度的伤亡，这与建筑结构设计中抗震设计存在着问题有一定关系，因此为了能够确保人们的生命财产安全，做好建筑结构的抗震设计工作非常重要。传统的建筑结构体系抗震系统存在的首要问题提就是难以保证安全性，传统的房屋上部结构和地基连为一体，地震时地面运动的能量经过地基传输到上部房屋结构，结构通过振动和变形耗散能量，这种地震抗震方法是以既定的设防烈度为基础，当突然发生超强度的地震时，随着时间的推移，建筑结构损害的程度和崩溃的可能性是难以控制的。
2.2 适用性有限制
传统的地震抗震方法是用建筑结构的基础构件来吸收地震能量的，这不可避免地会导致建筑结构产生相当程度的变形或者损坏。对某些不容许在地震中出现破坏的城市生命线工程或内部有重要设备及贵重装饰的建筑结构是不适用的[2]。
3.建筑结构基础隔震技术应用介绍
3.1 隔震装置的特性
基础隔震是通过在结构物上部结构底部与基础之间设置柔性隔震层，在风荷载或小震作用时，隔震层有足够的刚度，几乎不产生什么位移；当强震发生时，隔震系统产生水平位移和变形，吸收大量的地震能量，而上部结构只吸收到有限的能量，从而降低了地震反应。隔震装置的隔震特性在于隔震装置具有可变的水平刚度，在强风或微小地震时，具有足够的水平刚度，上部结构水平位移极小，不影响使用要求，在中强地震发生时，隔震层发生较大变形，耗散了地震的绝大部分能量，而上部结构相对于地面只有少许整体平动，处于基本弹性状态。除此之外，水平具有自动复位能力。在地震发生后，隔震结构体系自动回复到初始状态，满足正常使用要求按现行标准，大部分建筑结构设计使用年限为50年，实践表明，隔震支座的工作寿命可超过50年。目前的橡胶隔震支座产品，大都采取了外围保护层以及抗老化剂、阻燃剂等措施，寿命可达到或超过房屋设计使用年限，因此建筑结构基础隔震技术具有耐久性。与传统的抗震结构体系相比，隔震体系具有明显有效地减轻结构的地震反应，保障了结构、人身和设备的安全，上部结构建筑设计自由度大的特点。
3.2 建筑结构基础隔震技术应用现状分析
隔离技术从产生到现在总共的30年左右，其在房屋设计、桥梁建设方面取得了广泛的实际应用，技术也在逐步成熟。与常规建筑物的结构相比，使用隔离技术的房屋在地震发生时最大的水平加速度仅是常规建筑结构的1/3-1/5。隔震结构以其优良的减震效果、安全性、耐久性、经济性、适应性得到了普遍认可。目前，叠层橡胶支座隔震技术已经较为成熟，成为很重要的一种结构控制技术。采用隔震技术建造的建筑和桥梁经受了多次实际地震的考验，提供了大量成功的经验。近年来，对隔震技术应用和理论的研究已经是现代抗震设计的热门问题，在我国已经提出将隔震技术由工程试点发展为广泛应用。
4.结语
相比传统以刚克刚的结构抗震设计思想，基础隔震技术开辟了一条以柔克刚的结构抗震新思路。在保证结构安全性的同时，也可降低造价达到经济性的目的。隔震技术则是在房屋的地基与上部结构之间增加一层隔震装置，地震时地面运动的能量部分被隔震装置耗散，从而减少了地震产生的能量向地上建筑物的传输，保障了上部结构和内部人员、设备的安全。但是，目前依然存在着一些关键问题有待理论上的完善，对这些问题的关注和解决对于进一步的完善基础结构隔震技术和提高我国建筑结构抗震水平都具有重要意义。
参考文献
[1] 樊水荣，苏经宇，曾德民，马东辉.建筑基础隔震技术系列讲座之三——建筑基础摩擦滑移隔震技术及其应用[J].工程抗震，2015，11（01）：139—143.
[2] 张玉良，张铜生，汪洋.考虑橡胶垫双向弹塑性性能的隔震结构动力分析.[J].北京：清华大学出版社，2016，19（1）：115-117.
[关键词]建筑结构；基础隔震技术；应用分析
中图分类号：TU432 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）42-0101-01
前言
地震是一种随机性的自然灾害，其本身具有非常大的危险，一旦发生将会给人类带来巨大的灾难。基础隔震技术作为一种有效的被动控制技术，以其优良的减震效果及经济适用性得到工程界的普遍认可，并已在国内外建筑结构中广泛应用；与此同时，基础隔震技术在建筑结构中应用时也面临着一些关键问题，如隔震装置的力学性能、隔震装置的耐久性等，希望通过本文的介绍建筑结构基础隔震技术的应用能够给带来一些启示，并促进建筑抗震的进一步发展。
1.基础隔震技术介绍
1.1 基础隔震技术概念介绍
基础隔震体系是指在结构物底部与基础顶面之间合理设置某种隔震装置来达到建筑物与地震隔离的目的。它包括上部结构、隔震装置和下部結构基础三部分。通过调整或改变结构的动力性能，由隔震层的隔震装置吸收并消耗主要地震能量后，仅有少部分能量传到上部结构，明显衰减结构的地震反应。基础隔震技术的成熟及广泛推广应用，标志着人类住上在强地震中确保安全的房屋时代的到来，为人类减轻地震灾害提供了一条更加合理有效安全的新途径。
1.2 基础隔震技术原理介绍
基础隔震是通过在结构物上部结构底部与基础之间设置柔性隔震层，在风荷载或小震作用时，隔震层有足够的刚度，几乎不产生什么位移；当强震发生时，隔震系统产生水平位移和变形，吸收大量的地震能量，而上部结构只吸收到有限的能量，从而降低了地震反应。适当延长结构周期，并给予恰当的阻尼可有效降低结构反应。而位于结构底层的隔震装置，则实现了二者的有机结合，它能够安定持续的支承建筑物重量，追随建筑物水平变形，具有适当弹性恢复力，能够耗散地震输入的能量，使得上部结构甚至在遭受罕遇地震时，依然可以保持弹性工作状态，仅发生近似平动[1]。
2.传统的建筑结构体系抗震系统存在的问题
2.1 安全性难以保证
我国有很多地区都处于地震带，对抗震设计要求非常高。近些年来，我国发生了多起等级比较大的地震，造成了不同程度的伤亡，这与建筑结构设计中抗震设计存在着问题有一定关系，因此为了能够确保人们的生命财产安全，做好建筑结构的抗震设计工作非常重要。传统的建筑结构体系抗震系统存在的首要问题提就是难以保证安全性，传统的房屋上部结构和地基连为一体，地震时地面运动的能量经过地基传输到上部房屋结构，结构通过振动和变形耗散能量，这种地震抗震方法是以既定的设防烈度为基础，当突然发生超强度的地震时，随着时间的推移，建筑结构损害的程度和崩溃的可能性是难以控制的。
2.2 适用性有限制
传统的地震抗震方法是用建筑结构的基础构件来吸收地震能量的，这不可避免地会导致建筑结构产生相当程度的变形或者损坏。对某些不容许在地震中出现破坏的城市生命线工程或内部有重要设备及贵重装饰的建筑结构是不适用的[2]。
3.建筑结构基础隔震技术应用介绍
3.1 隔震装置的特性
基础隔震是通过在结构物上部结构底部与基础之间设置柔性隔震层，在风荷载或小震作用时，隔震层有足够的刚度，几乎不产生什么位移；当强震发生时，隔震系统产生水平位移和变形，吸收大量的地震能量，而上部结构只吸收到有限的能量，从而降低了地震反应。隔震装置的隔震特性在于隔震装置具有可变的水平刚度，在强风或微小地震时，具有足够的水平刚度，上部结构水平位移极小，不影响使用要求，在中强地震发生时，隔震层发生较大变形，耗散了地震的绝大部分能量，而上部结构相对于地面只有少许整体平动，处于基本弹性状态。除此之外，水平具有自动复位能力。在地震发生后，隔震结构体系自动回复到初始状态，满足正常使用要求按现行标准，大部分建筑结构设计使用年限为50年，实践表明，隔震支座的工作寿命可超过50年。目前的橡胶隔震支座产品，大都采取了外围保护层以及抗老化剂、阻燃剂等措施，寿命可达到或超过房屋设计使用年限，因此建筑结构基础隔震技术具有耐久性。与传统的抗震结构体系相比，隔震体系具有明显有效地减轻结构的地震反应，保障了结构、人身和设备的安全，上部结构建筑设计自由度大的特点。
3.2 建筑结构基础隔震技术应用现状分析
隔离技术从产生到现在总共的30年左右，其在房屋设计、桥梁建设方面取得了广泛的实际应用，技术也在逐步成熟。与常规建筑物的结构相比，使用隔离技术的房屋在地震发生时最大的水平加速度仅是常规建筑结构的1/3-1/5。隔震结构以其优良的减震效果、安全性、耐久性、经济性、适应性得到了普遍认可。目前，叠层橡胶支座隔震技术已经较为成熟，成为很重要的一种结构控制技术。采用隔震技术建造的建筑和桥梁经受了多次实际地震的考验，提供了大量成功的经验。近年来，对隔震技术应用和理论的研究已经是现代抗震设计的热门问题，在我国已经提出将隔震技术由工程试点发展为广泛应用。
4.结语
相比传统以刚克刚的结构抗震设计思想，基础隔震技术开辟了一条以柔克刚的结构抗震新思路。在保证结构安全性的同时，也可降低造价达到经济性的目的。隔震技术则是在房屋的地基与上部结构之间增加一层隔震装置，地震时地面运动的能量部分被隔震装置耗散，从而减少了地震产生的能量向地上建筑物的传输，保障了上部结构和内部人员、设备的安全。但是，目前依然存在着一些关键问题有待理论上的完善，对这些问题的关注和解决对于进一步的完善基础结构隔震技术和提高我国建筑结构抗震水平都具有重要意义。
参考文献
[1] 樊水荣，苏经宇，曾德民，马东辉.建筑基础隔震技术系列讲座之三——建筑基础摩擦滑移隔震技术及其应用[J].工程抗震，2015，11（01）：139—143.
[2] 张玉良，张铜生，汪洋.考虑橡胶垫双向弹塑性性能的隔震结构动力分析.[J].北京：清华大学出版社，2016，19（1）：115-117.