建筑隔震技術范例6篇

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建筑隔震技術

建筑隔震技術范文1

關鍵詞:住宅建筑,隔震技術 , 措施,現狀,應用

Abstract: China is one of the world's earthquakes are common one of the countries, had devastating earthquake city accounts for the city more than 10% of the total to people's lives and property and national economic cause great losses. How to reduce the influence of high-rise building is the design and construction of the fittest facing an important problem. This paper discusses the installation of shock-isolation technology measures, and analyzed the present situation of shock-isolation technology and application.

Keywords: residential building, isolation technology, measures, the present situation and application

中圖分類號:G267文獻標識碼:A 文章編號:

地震是最具破壞力的自然災害之一。如何能更有效的減輕震害,提高建筑物的安全性就顯得尤為重要。一直以來我們在進行建筑結構設計的時候都以抗震為主,通過相應的構造措施和抗震設計利用結構各構件的承載力和變形能力抵御地震作用,吸收地震能量。但這一能量耗散過程必然導致結構的損傷、破壞,甚至倒塌。這種“硬碰硬”似的較量面對無情的大自然總是顯得那么不自量力,而且由于建筑物的使用功能以及造價等諸多因素的限制,使得在加強結構本身抗震能力方面的空間已經非常狹小,那么有沒有更好的方法來減輕震害,保障建筑物的安全,更有效的保護人民的財產安全呢? 各國地震工程學家一直在尋求新的結構抗震設計途徑,隔震、減震與振動控制體系應運而生。建筑物和地球應該是和諧的,而不是對抗的。中國有句古話叫“以柔克剛”,隔震技術正是遵循著這樣的思路,完全有別于傳統的抗震設計理念,利用一些特殊的裝置來把建筑物和地震隔開,使得建筑本身的結構一直保持安全有效的工作。

一、隔震結構設計概述

1、傳統建筑的結構概念

傳統建筑常用的結構材料為鋼材、混凝土、木材等,設計足夠的強度和韌性用以抵抗地震所帶來的破壞力,這雖然可以消除大部分地震的破壞能量,但是當地震能量強度大到一定程度的時候,仍會對非結構構件的墻,甚至是結構體造成破壞。

2、隔震建筑的概念

隔震和消能是提高建筑物體耐震抗震的兩大途徑。消能是利用形變或是可破壞的斜撐桿或是可恢復的阻尼器,將建筑物的震動周期拉長,阻尼比增加,最后達到提高建筑物抗震能力的目的。但是消能的方式并不能很好的解決因地震造成的建筑物樓層間變位造成的墻面破裂、斜撐破壞等問題。而隔震是利用隔震器將地震時所產生的建筑物擺動轉換成建筑物對地面的橫向位移,地震的能力由隔振器吸收。這樣的隔震建筑很大程度的降低了因地震給建筑物帶來的扭曲、彎曲變形,降低建筑物搖擺度,從而降低了地震對建筑物構造和設備的破壞。隔震結構就是利用這樣的原理,在建筑物基礎結構和上部結構之間設置帶有阻尼器和隔震支座等隔震裝置的隔震層。

3、隔震結構的性能和效果

美國北嶺地震(1994)中的南加利福尼亞大學醫院,兵庫縣南部地震(1995)中的WEST大樓等隔震結構的強震觀測記錄,證實了地震時上部結構產生的水平加速度在地表加速度的1/3 以下。傳統結構中上部結構的加速度反應是地表加速度的2-3 倍,因此隔震建筑內部的搖晃程度與傳統的建筑相比,大約要小一個數量級。隔震建筑上部結構產生的豎向地震動同一般建筑物一樣有若干增幅,但水平地震反應變得很小,極大地增強了建筑物內部的安全性。

二、建筑安裝隔震技術措施

地震對建筑物的破壞作用,是由于地面運動激發建筑物強烈振動所造成的,也就是說,破壞的能量來自地面,通過基礎向上部結構傳遞。人們總結地震經驗發現,地震時結構底部的有限滑動能大幅度地減輕上部結構的破壞程度,因此在建筑物上部結構與基礎之間以及上部建筑層間設置隔震層,利用軟弱隔震層的大變形來減少地震能量的輸入,減少地震地面運動對上部結構的影響(隔震一般可使結構的水平地震加速度反應降低60%左右),從根本上減少地震對人身安全、建筑物及其室內重要設備的破壞,以達到防震的目的。隔震措施主要包括基礎隔震和層間隔震?;诳蓜痈拍畹幕A隔震方案主要有以下幾種:

1、軟墊式隔震

軟墊式隔震是在房屋底部設置若干個帶鉛芯的鋼板橡膠塊隔震裝置,使整個房屋坐落在軟墊上。與傳統結構相比,在結構底部設置軟墊式隔震裝置的樓房在遭遇地震時,樓房底面和地面之間產生相對水平位移,房屋自振周期加長,主要變形都發生在軟墊處,上部結構層間側移變得很小,從而保護結構免遭破壞。

2、滑移式隔震

滑移隔震體系是指在上部結構和建筑物基礎之間設置一個滑移面,并在滑移面上使用摩擦系數較小的摩擦材料(鋼珠、石墨等),允許建筑物在發生地震時相對基礎作整體水平滑動,使結構與基礎解鎖,起到隔離地面運動的作用。同時建筑物在滑動過程中通過摩擦耗散了地震能量,有效限制能量向上傳遞和向下反饋,從而達到減震的效果。

3、擺動式隔震

擺動式隔震是將基礎支撐在可擺動的短柱群或樁基上,或者將基礎設計成底部呈球狀的整體,并在基礎側面采用圓形彈簧作為阻尼器[3]。在地震作用下,基礎可產生一定的傾向和擺動,即以低的剛度控制結構的反應,延長自振周期,從而減輕地震作用。此種擺動隔震方式實際上是柔性底層概念的改進和引伸。

4、懸吊式隔震

建筑隔震技術范文2

關鍵字:隔震技術;建筑;應用

地震是由于地面的運動,使地面上原來處于靜止的建筑物受到動力作用而產生強迫振動,因而在結構中產生內力、變形和位移。經過簡化后的模型動力學分析和建筑抗震經驗設計,即對一次次的震害分析進行修正、補充,得到一些建筑物在地震作用下的反應機理及破壞形式,提出了一些建筑物抗震的計算方法及設計的基本原則。這些在實際應用中得到了很不錯的效果。但是,針對某些重要的建筑物安全性較高的要求和對一些建筑物的修復加固改造的問題,在建筑設計和施工中逐漸地采用隔震的減震技術。

隔震即是隔離地震,在建筑物和構筑物的基底或某個位置設置控制機構來隔離或耗散地震能量,以避免或減少地震能量向上部結構的傳輸,使結構振動反應減輕,實現地震時建筑物只發生較輕微的運動和變形,從而保障建筑物的安全。隨著科技發展,這種技術越來越來受到人們的重視。

一、隔震技術的分類

隔震技術的分類方法多種多樣,按固定或絕緣的方法,在地基和上部結構之間進行分類,具體可根據其對象不同分為4類。

1、地基隔震

(1)絕緣是希望在地基自身中降低輸入波的方法,從而達到隔震的目的,軟弱地基或像人工地基那樣較軟的地基有降低輸入加速度的性質。高剛性基礎則還可利用地下逸散減震。

(2)屏蔽是在建筑物周圍挖深溝或埋人屏蔽板等將卓越長周期的剪切波(S波)隔斷的方法,但這種方法不能屏蔽直下型輸入波。

2、基礎隔震

所謂基礎隔震是在上部結構與基礎之間安裝隔震系統,將基礎和上部結構隔離開來,以減小水平地面運動向上部結構的傳遞,從而達到減小上部結構振動的目的??煞譃橹芷谘娱L、能量吸收和絕緣等方法。

基礎隔震技術是用水平力很" 柔" 的隔震元件將上部建筑與基礎隔離,由于隔震層的剛度很小,當地震發生時,隔震層將發揮“隔”的作用,承受地震動引起的位移運動,而上部結構只作近似平動。原來的“ 剛” 性“ 抗震”結構的地震反應是“ 放大晃動型” ,而基礎隔震結構的地震反應只是“抗震結構” 的1/4 -1/12,大大提高了結構的安全度?!翱拐鸾Y構” 的層間位移大,所以造成建筑的開裂、破壞甚至倒塌?;A隔震結構的層間變形很小,這樣不僅建筑結構不會破壞,而且建筑內的裝修、設施也保持完好。

3、上部結構隔震

上部結構的隔震方法分為能量吸收和附加振動體兩種形式。能量吸收型是在建筑物的任意層設置彈塑性阻尼器、粘性體阻尼器、油阻尼器或摩擦阻尼器等各種阻尼器以吸收地震能量。附加振動體型式則是在建筑物的任意層上加設振動體,構成新的振動體系,將振動由結構物本身向附加振動體轉移。

4、懸掛隔震

懸掛隔震即將結構的全部或大部分質量懸掛起來,使地震動傳遞不到主體質量上,產生較小的慣性力,從而起到隔震作用。懸掛結構在橋梁、火電廠鍋爐架等方面有大量應用。

懸掛結構懸桿受力較大,須采用高強鋼,而高強鋼忍性差,在豎向地震作用時易拉斷。為減小豎向地震作用,可在吊點設減震彈簧,并配合使用阻尼器。著名的43層香港匯豐銀行新大樓采用的就是懸掛結構。

二、隔震技術的優點

隔震主要分為:積極隔震(對動力設備采取隔振措施)、消極隔震(對建筑結構采取隔震措施)。無論積極隔震還是消極隔震,采取隔震措施就是在基底和結構之間設置減振器或減振材料。在隔震設計時,要經過計算,進行多方案比較選擇最佳方案。不經過計算而直接采取隔震措施,有時會導致隔震效率不高或者不經濟。當處理不好時,還可能產生共振,不僅無益還會加大震害。

與以往的建筑結構抗震設計,采用隔震技術的建筑物具有以下優點:

1、提高地震時結構的安全性;

2、設計自由度增大;

3、防止內部物品的振動移動和翻到;

4、防止非結構構件的破壞;

5、抑制振動的不適感;

6、可以保證機械器具的使用功能;

三、房屋建筑中隔震結構設計

1、隔震層的位置

設置在建筑物最小層的基礎隔震和設置在建筑物中間層的中間層隔震。在實際工程中,主要根據建筑物的用途、性能、造價等因素來進行綜合判斷確定合適的隔震層位置。如將隔震構件用于較大范圍若干棟中低層住宅的底下部分,其空間可作為設備用房,停車場和共用管道溝,這樣可有效利用城市空間。

2、隔震層水平剛度的結構方案

為了提高隔震效果,隔震層的水平剛度應十分低,使建筑物的自振周期增大。在實際中,可以采用大間距、大直徑多層橡膠的結構方案,使得每個隔震器的受荷面積增大,而總數減少。

3、多層橡膠層不產生拉力的結構方案

多層橡膠受拉剪的試驗資料比受壓剪的少,應保證其受力可靠。因此,多層橡膠與上部分結構不采用螺栓連接而采用鉸接連接,使多層橡膠層不產生拉力。

4、隔震構件的置換

隔震建筑中,變形和能量吸收都集中在隔震層,因此隔震層構件有可以置換的隔震結構的優點。特別是與隔震器獨立的阻尼器的置換一般較為方便。由于隔震器承受建筑物的重量,不如阻尼器置換容易。一般采用在建筑物或局部設置千斤頂來置換隔震器或對其加固。

四、隔震技術的應用

基礎隔震技術已在國內外得到實際應用,防震減災效果很好。例如,1994年1月17日,在美國發生的洛杉磯地震,震級為6.7級,傷亡超過7000人,損失很大。大多數醫院因建筑內部設備損壞而失去使用功能。與此相反,USC University醫院是一個地下一層、地上七層的隔震建筑。地震中該建筑內的各種儀器設備均未損壞,甚至花瓶也沒有一個掉下來。該醫院起到了救護中心的作用,減少了地震損失。之后的1995年1月17日,日本阪神發生了7.2 級地震,是日本戰后最大的地震災害。地震又一次考驗了基礎隔震建筑。震區內有兩棟基礎隔震建筑,一個為郵政樓,一個是研究所。同樣神奇的是,基礎隔震建筑不僅結構保持完好無損,內部設施也完全正常?;A隔震技術在地震中的卓越表現,大大推動了這一技術的研究的應用。目前,中國人民83235 部隊科技樓、宿遷市勞動局綜合樓、邯鄲市釜山房地產開發公司住宅樓等幾百棟基礎隔震建筑已建成。

某工程主體為框架一剪力墻結構,地下一層、地上十一層,總用地面積 4OOOm2,總建筑面積9890m2。長寬分別為38.2 m和20.2 m,檐口高約40m。工程結構采用隔震技術,隔震層設置于一層結構梁板下,以疊層橡膠隔震墊作為隔震器,上下混凝土結構完全隔離,共計采用橡膠隔震支座52個,其中無鉛芯GZP800V4A隔震墊21個,有鉛芯GZY600V4J隔震墊31個。隔震設防標準為;當遭受到低于本地區設防列度的多遇地震作用時,建筑物基本不受損和不影響其使用功能;當受本地區設防列度的地震作用時,不需修理可繼續使用;當遭受高于本地區設防烈度的罕遇地震作用時,將不發生危及生命安全和喪失使用功能的破壞。

在我國,除了有橡膠隔震支座技術的研究和應用外,還有砂墊層隔震、石墨墊層隔震、摩擦滑移支座隔震及橡膠隔震支座與摩擦滑移支座并聯復合隔震技術等。隔震技術的發展,可充分地適應各地區、城市及鄉村的不同要求。基礎隔震技術可作為地震防御區城市抗震防災的措施之一,應用于防災指揮中心、生命線工程、避難中心、救護中心以及居民住宅建筑的建設。可以預見,基礎隔震技術將在防震減災事業中起到巨大的積極作用。

建筑隔震技術范文3

1 耐震建筑物、隔震建筑物與消能建筑物

中國大部分地區地處環太平洋地震帶上,每年發生大地震機率甚高,因此建筑物之耐震設計非常重要。傳統建筑物采用耐震設計規范設計建筑結構物,主要考慮強度與韌性,5.12地震后,由業界引進兩種耐震新技術,一為隔震,另一為消能。其技術由研究階段邁入實際應用階段。此兩種耐震新技術在日本阪神地震發生后,蓬勃發展;中國大部分地區與其它世界各主要受強震侵襲國家也不例外。自2008年5.12集集地震發生后,國內采用隔震消能新技術的建筑物案例與日俱增,規范也適應時勢所驅,于耐震規范中列入專章包括了有關隔震與消能設計的規定。

1.1 耐震建筑物

耐震建筑物耐震設計之基本原則,系使建筑物結構體在中小度地震時保持在彈性限度內,設計地震時容許產生塑性變形,但韌性需求不得超過容許韌性容量,最大考慮地震時則使用之韌性可以達規定之韌性容量。

1.1.1 中小度地震:為回歸期約30年之地震,其50年超越機率約為80%左右,所以在建筑物使用年限中發生的機率相當高,因此要求建筑物于此中小度地震下結構體保持在彈性限度內,使地震過后,建筑物結構體沒有任何損壞,以避免建筑物需在中小度地震后修補之麻煩。一般而言,對高韌性容量的建筑物而言,此一目標??刂破淠驼鹪O計。

1.1.2 設計地震:為回歸期475年之地震,其50年超越機率約為10 %左右。于此地震水平下建筑物不得產生嚴重損壞,以避免造成嚴重的人命及財產損失。對重要建筑物而言,其對應的回歸期更長。于設計地震下若限制建筑物仍須保持彈性,殊不經濟,因此容許建筑物在一些特定位置如梁之端部產生塑鉸,藉以消耗地震能量,并降低建筑物所受之地震反應,乃對付地震的經濟做法。為防止過于嚴重之不可修護的損壞,建筑物產生的韌性比不得超過容許韌性容量。

1.1.3 最大考慮地震:為回歸期2500年之地震,其50年超越機率約為2%左右。設計目標在使建筑物于此罕見之烈震下不產生崩塌,以避免造成嚴重之損失或造成二次災害。因為地震之水平已經為最大考慮地震,若還限制其韌性容量之使用,殊不經濟,所以允許結構物使用之韌性可以達到其韌性容量。

1.2 隔震建筑物

隔震建筑物系在建筑物基面設置隔震層。該隔震層系由側向勁度很低的隔震組件構成,讓整體隔震建筑物之周期大幅拉長,藉以降低作用在結構物上之地震力。然因周期增加后,建筑物之位移增加很多,因此再配合消能組件,提高系統的阻尼比,進而降低位移量。最常用的隔震組件為鉛心橡膠支承墊(lead rubber bearing,簡稱lrb),中間所加之鉛心,就是來提供消能的,而拉長周期就靠橡膠層受水平剪力作用時具有低勁度的特性來達成。lrb消能的特性很穩定,雖經過多周次之作用,其強度、勁度及消能之能力并沒有明顯的衰減。

隔震建筑物另有一個特性,就是因為隔震層相對于上部結構軟了許多,因此當其受地震水平力作用時,隔震層的相對變位很大,而上部結構的相對變位很小。因此有時為簡單計,可以將上部結構視為剛體。

1.3 消能建筑物

消能建筑物就是加上一些阻尼器,藉增加建筑物的阻尼比來達到耐震的目的。依據耐震設計規范10.2節之定義,消能組件概分為位移型、速度型與其它型式。位移型消能組件顯現剛塑性(摩擦組件)、雙線性(金屬降伏組件)或三線性遲滯行為,且其反應需與速度及激振頻率無關。速度型消能組件因不同的阻尼比、勁度及材料可分為:包含固態與液態之黏彈性組件及液態黏滯性組件。第三類(其它)則含括所有不屬于位移型與速度型的消能組件,其典型范例包括形狀記憶合金(超彈性效應)、摩擦.彈簧組件,以及兼具回復力與阻尼的液態消能組件。

2 世界各國隔震建筑物發展現況

各國推展隔震建筑物數量不一,不過有一共通點,即大地震來臨,往往成為催生者。如美國北嶺地震(1994),日本阪神地震(1995),中國大部分地區集集地震(2008)等,雖然地震造成工程產官學界痛定思痛之痛楚,但經由其它建筑物損壞情形,終于肯定隔震建筑物在地震中的優越性。

3 耐震建筑與隔震建筑造價比較

由日本統計數據顯示,隔震建筑物與耐震建筑物造價比較,建筑物高度在25m以下,隔震建筑物造價約為耐震建筑物造價之105%-109%;建筑物高度在25m-31m,隔震建筑物造價約為耐震建筑物造價之102%-104%;建筑物高度在31m以上,隔震建筑物造價約為耐震建筑物造價之99%-103%。

另比較隔震建筑物結構造價比較,辦公室隔震建筑物之結構費用約占建筑物費用之18%,旅館建筑隔震建筑物之結構費用約占建筑物費用之13%,醫院隔震建筑物之結構費用約占建筑物費用之8%。顯示越重要之建筑物,采用隔震建筑物設計,結構費用相對最經濟。

4 隔震建筑新趨勢

高層與超高層隔震建筑物,目前日本最高隔震建筑物為位于大阪城之西梅田超高層計劃,地下1層,地上50層,屋突2層(src+rc),基礎隔震,樓高177.4m,高寬比5.8:1,隔震型式有滑動支承,積層橡膠墊,及u型鋼板消能器+fluid damper。

5 超高層隔震建筑物設計技術

超高層隔震建筑物設計技術主要有下列關鍵因素:

5.1 長周期建筑物之隔震效果

隔震建筑物之最優越抗震效果即在延長建筑物基本振動周期,但高層建筑物基本振動周期往往超過3秒,隔震后即使將建筑物基本振動周期拉長至5秒以上,由反應譜顯示,兩者加速度反應相差有限。但是在增加阻尼比降低地震位移反應,則有其貢獻。

5.2 傾覆作用造成隔震組件受拉力

隔震組件設計時必須考慮拉力作用,因此拉力試驗成為規范修訂之首要任務。

5.3 風力作用

隔震層設計時必須考慮地震力作用,但是小地震或風力作用,隔震組件是否發揮功能?仍有待深入探討。

結論

建筑隔震技術范文4

關鍵詞:高層建筑;建筑結構;基礎隔震技術

在建筑行業中,其經濟效益與市場競爭力的提高與建筑的經濟性、適用性及美觀性有著十分重要的關系。也就是說,一個好的建筑能夠在很大程度上使人們的需求得以滿足的同時,還能夠使建筑行業的整體實力得以增強。隨著高層建筑的不斷發展,建筑的高度不斷增加,在此背景下,人們對于高層建筑的耐用性與安全性提出更高的要求,對此,在高層建筑結構中應用基礎隔震技術有著十分重要的現實意義。

1 高層建筑的結構與設計理念

現如今,在建筑領域中,對于高層建筑的美觀性追求愈加強烈,因此,高層建筑變得越來越纖細,此類建筑與傳統體積比較大的多層高層建筑而言,其產生更大側移的可能性更大。從某種意義上來說,建筑的樓層越多,建筑越高,自然界所產生重力荷載、風力荷載、地震荷載就越大,因此,在高層建筑設計的過程中,采取某種措施來對自然界所產生的這些荷載進行抵消十分必要。高層建筑對側向荷載的動力反應,可以通過對結構系統進行改進或者是建筑形式進行有效的選擇來對其進行控制。所以,結構的有效性能夠在很大程度上對高層建筑的形式產生影響,從而對建筑的經濟效益產生決定性的作用。通常來說,我們可以把建筑抵抗側移的能力和承受荷d的能力視為建筑的結構性能,同時,也能夠對建筑各體量的組成產生影響。

建筑師在對建筑物的初始方案進行設計的時候,在詳細確定其具體結構的過程中需要同時更加留意建筑物的空間組成特點。然而,在建筑物中,從其空間形式的整體設想方面上來說,建筑師需要對建筑形式中與抗力及荷載之間關系中存在的某些準則與規定進行綜合的考慮,主要可以從以下幾點進行了解:第一,所設想的空間形式上,應當在地面上進行固定。第二,對于所設想的空間形式來說,要必須能夠對水平風力作用等進行抵抗。因此,建筑師在對高層建筑進行設計的時候,其基本的工作任務要從兩個方面進行:一方面,是要加強與建筑結構工程師及其他工程技術人員的合作與協調力度;另一方面,需要與建筑的功能要求、場地情況、建筑立面、外力特征、施工條件等方面相結合,來對最為科學合理、最為經濟的建筑方案進行選擇。

2 高層建筑結構設計中存在的特殊性

第一,水平荷載與高層建筑結構設計之間有著十分重要的關系。主要從以下幾點表現出來:首先,在豎向構件中,樓房自重及樓面的使用荷載形成的軸力及彎矩的數據與建筑高度的一次方之間的關系是正比例的,結構受到水平荷載形成的傾覆力矩和軸力與建筑高度的平方之間的關系是正比例的。其次,從總體上來說,對于一些高層建筑,其豎向荷載一般是定值,而隨著結構動力特性的變化,水平荷載中的荷載以及地震的作用也會隨之出現比較大的變化。

第二,結構側移在高層建筑結構設計中是一項關鍵性的存在。隨著建筑高度的不斷增加,水平荷載作用下會出現比較大的結構側移變形現象,促使在水平荷載的作用之下,在某一個限度內應該采取措施來制約結構位移。

第三,在建筑結構設計中,結構延性是最為重要的指標,同時其對于建筑結構的設計也有著關鍵性的作用。與較低的建筑物相比來說,在發生地震的時候,高層建筑更容易出現較大的變形。為了能夠使建筑結構在塑性變形的階段中避免發生倒塌的問題,可以采取一定措施來改善其構造,促使結構能夠使延性性能得以一定的發揮。

3 高層建筑結構隔震技術分析

3.1 高層建筑隔震技術

隔震技術重點是采用隔震支座進而提高建筑當中結構抗震功能的技術,建筑應用的隔震支座重點包含滑動隔震支座以及橡膠隔震支座兩種類型,這當中的橡膠隔震支座還可以劃分為普通橡膠支座以及鉛芯橡膠支座兩種類型,普通橡膠支座重點是將鋼板以及橡膠層進行融合,進而提升建筑結構的承載能力、水平位移水平以及側向抗壓水平,但是,對于鉛芯隔離支座來說,其阻尼比較高,在能夠使地震對于建筑的不利影響得以很大程度上降低的同時,還能夠使隔離層出現位移的情況得以有效的避免,從而使高層建筑的穩固性得以提高,延長建筑壽命。對于滑動隔離支座而言,其主要是通過對動力學原理進行利用,并結合內部存在的低摩擦系數的滑動材料,能夠在很大程度上使地震對高層建筑的不利影響得以降低。除此之外,也能夠通過對滑動隔離支座的隔震層摩擦力進行利用來對在發生地震期間建筑結構產生的振動能力得以消耗,使建筑結構中的阻尼得以加大,進而使在發生地震時候建筑的穩固性得以極大地增強。

3.2 隔震結構的基本原理和特性

對一般的房屋來說,其地基與上部結構是連接在一起的。在發生地震的時候,地面振動的能量經由地基能夠傳輸到房屋的上部結構當中,結構可以利用變形以及振動來耗費能量。隔離技術就是在房屋地基與上部結構之間增設了一層隔震裝備。在發生地震的時候,地震帶來能量的一部分可以被隔離裝備所損耗,這樣就能夠降低傳送到上層結構的能量,進而很好地維護了建筑當中的設備與人員。隔震裝置具備自動復位以及調整剛度的作用。如果建筑物受到了較輕的地震作用時,隔震設備能夠帶來一個充足的水平力來確保建筑物上部在受到地震沖擊的時候,可以維持相對地面沒有位移的情況;在發生中度地震的時候,隔震層的外形就會發生比較大的變化,這樣就能夠使得地震帶來的大多數能量被吸收,這樣一來相對于地面而言,建筑物的上部結構只有一些很小的位移,大體上是處在不動的情況。在發生地震之后,隔震裝置還能夠自動回到最初的情況,仍然可以正常利用,進而滿足建筑物正常使用的要求。

3.3 高層建筑隔震結構設計要點

首先,在設計高層建筑基礎隔震結構的過程中可以對隔震系數與分離式計算方法進行采用,其中,隔震系數主要指的是建筑隔震結構中其樓層剪力與非隔震結構樓層剪力之間比較值的最大值。在高層建筑結構中,在對樓層剪力隔震結構進行考慮的同時還需要對樓層傾覆力矩的減震系數進行重視,在保證高層建筑隔震結構的減震系數與規定的標準相符合之后,在后續設計過程中可與對非隔震結構進行參照來進行,而在對橡膠隔震技術進行應用的過程中,在計算減震系數的時候,需要在對橡膠隔震支座的性能進行考慮的基礎上,來對高層建筑結構的減震系數值來進行適當地提高,如此一來,能夠使隔震結構設計的施工安全得以很大程度上的保證,而在具體計算減震系數期間,需要對時程分析法進行利用來對高層建筑隔震結構的減震系數進行確定,同時還可以在建筑結構受拉中對折線形彈性型的橡膠隔震支座模型進行應用,從而使建筑結構的抗張拉承載力和水平荷載以及建筑的穩固性得以增強,并提高高層建筑結構的抗震能力,保障人們的居住安全。

4 結語

在高層建筑結構中,應用基礎隔震技術能夠在很大程度上使建筑的抗震能力得以增強,意味著人類在地震多發區能夠更加安全的生活,其除了能夠在高層建筑領域中應用之外,還可以在城市生命線工程、防災指揮中心等工程中進行應用,在防震減災的事業中有著不可磨滅的突出作用。

參考文獻

[1] 宋玉旺.房屋基礎隔震技術應用分析[J].經營管理者,2011(19).

建筑隔震技術范文5

1.隔震設計情況

隔震設計原理及隔震器布置

隔震層的設置分基礎隔震和層間隔震,由于基礎隔震較層間隔震效果好,所以此結構采用基礎隔震;基礎隔震的基本原理是在建筑物基礎(或地下室頂)與上部結構之間增設隔震層,把整棟建筑分成上下兩部分,由于隔震層高度很矮,而側向剛度很小,一般僅有上部結構剛度的1/50―1/150,這樣使上部剛度的基本周期延長到1.5s以上。地震時由于隔震層的剛度與上部結構的剛度相差很大,整個結構體系的水平變形集中在隔震層,上部結構的地震作用大大減少,基本為剛體運動,從而保護建筑物不破壞。本工程采用的隔震器為鉛芯橡膠隔震支座,隔震支座放置在柱子上,其形心與柱截面形心重合。

2.隔震構造措施

隔震建筑構造措施的關鍵是:保證地震時隔震層能發生相對位移。為此,隔震支座周圍一定范圍內不應有任何阻擋物體;隔震層上部結構與下部結構要設隔離縫;隔震結構與局部非隔震結構要托開;通過隔震層的管道要用柔性接頭,具體做法如下:

2.1適應隔震層變形的構造

(1)如果隔震支座設置在地面標高以下,沿建筑物四周均需設置一道隔震縫,建筑物懸挑部分與地面要脫開。

(2)在隔震層以上建筑物四周20cm距離內不應有任何與地相連的物體,以保證地震時隔震層有足夠的位移空間。

3.1樓梯處理

(1)建筑物外部的非隔震樓梯與隔震主體結構必須分開,非隔震樓梯的扶手要與隔震部分扶手或欄桿斷開及錯開,以防地震時阻礙位移或兩者發生碰撞。

4.1管道與避雷設備連接

(1)穿越隔震層上下的水管應采用柔性連接。

(2)穿越隔震層的電氣、通信系統的配線應采用繞曲柔性連接,并應留有大于40cm的多余長度。

5.1排水與觀察

(1)隔震層底部應設置排水系統,以防底部積水。

(2)在底層適當位置設置4個隔震支座觀察洞,以便建筑使用期間對隔震支座進行觀測、檢查。

6.1 隔震支座應與上部結構、下部結構有可靠的連接,隔震支座構造及其安裝詳圖見圖1。

7.1 與隔震支座連接的梁、柱、墩等應具有足夠的水平抗剪和豎向局部抗壓承載力,并采取可靠的構造措施,如加密箍筋或配置網狀鋼筋。

8.1穿過隔震層的豎向管線(含柔性導線)應符合下列要求:直徑較小的柔性管線在隔震層處應預留足夠的伸展長度,其值不應小于150mm,直徑較大的管道在隔震層應采用柔性接頭,并能保證發生150mm以上的水平變形。構造做法見圖2。

9.1隔震層所形成的縫隙可根據使用功能的要求,采用柔性材料封堵、填塞。

3.施工措施

3.1隔震器安裝施工要點

(1)預埋鋼板定位:用六根Ф16的螺紋鋼焊在12mm厚的鋼板上,用木??刂坪没炷林母叨?,把混凝土柱面抹平之后,在確保柱混凝土不空鼓的情況下,將預先焊好的鋼板平放在混凝土柱上,使其固定,鋼板的四邊與混凝土柱的四邊都對齊。

(2)安裝隔震墊連接板:固定好鋼板后,放上隔震墊下部的連接板,用電焊使鋼板四周都焊接。焊縫必須飽滿,符合規范和設計要求。

(3)安裝隔震墊及上部連接板:待電焊冷卻后放上隔震墊,安放上部連接板,再將已焊有6根螺紋鋼的鋼板與之焊接,隔震墊四周用泡沫板保護。

3.2支座安裝施工說明:

(1)支座底部的中心標高偏差不大于5mm,平面位置的偏差不大于3mm。

(2)單個支座的傾斜度不大于1/300。

(3)安裝順序:a) 加工預埋螺栓和螺栓定位模板;b)安裝預埋螺栓和螺栓定位模板;c)澆注柱子混凝土,1小時后卸去定位模板;d) 柱頂不水平或標高與設計有偏差,用1:1水平砂漿找平;e) 混凝土澆注14天后安裝隔震支座.先將隔震支座與上、下連接鋼板用螺栓連接好(連接鋼板與支座螺栓連接時),把下連接鋼板套進柱子的預埋螺栓中,用螺帽擰緊。再將上部預埋螺栓穿入上連接鋼板孔中,用螺帽固定(上側加一固定螺帽),然后綁扎上部梁的鋼筋、支模,澆注混凝土;f)隔震支座連接板、螺栓外露部分及螺帽均應采取防銹處理;g) 隔震建筑施工期間可設置必要的臨時支撐或連接,避免隔震層發生水平位移。

3.3 注意事項

(1)柱的施工垂直偏差控制在5mm以內,以減少柱的附加內力。

(2)自第五層起每施工一層均需觀察隔震支座的變形情況,并作好記錄。發現異常情況及時同設計單位聯系,以便采取相應措施。

(3)房屋竣工后,對隔震墊定期進行檢查維護,住戶不得隨意敲墻鑿洞,以免改變主體結構的傳力路徑。

4.經濟技術分析

經過對該隔震樓的經試設計和經濟分析,采用該建筑結構體系,節約了資源,在保持相同的抗震設防烈度的情況下,在中高烈度設防地區應用節約了建筑成本,做到了節能降耗利廢,具有很好的經濟效益和社會效益。在中高烈度設防的情況下,普通底部二層框架結構的 建筑成本與隔震的底部兩層框架結構相比,因建筑隔震后可降低一度設防,使得建筑的鋼筋用量大為減少,且構件尺寸也相應減少,扣除采用隔震技術增加的設備費用,隔震后可降低造價100元/m2,但由于多出了一層大空間適用于商業的建筑面積,按照目前的價格可比住宅多收入至少1000元/m2,按照唐山市每年增加的商業面積100000 m2來計算,經濟收入可增加人民幣1億元,因而經濟效益是顯著的。

5.結論

隔震技術的研究已有30多年的歷史,在我國,由于受經濟條件的制約,砌體結構型式在相當長的一段時間內將普遍應用。砌體結構是脆性結構,剛度大、強度低、延性差,抗震能力差。采用隔震技術,使建筑物的隔震周期有效地避開了建筑物的基本自震周期及場地的卓越周期,大大減少了上部結構的地震作用,既可保障建筑物的安全耐久,又不過多增加造價。隔震技術作為抗震設計中的一種新的設計方法,將會有很好的發展前景。

參考文獻

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建筑隔震技術范文6

【關鍵詞】高層建筑;結構設計;隔震體系;技術

建筑的誕生之初就被認為是技術與審美融合的產物。這就意味著一個好的建筑,它必經得起適用性、經濟性與美觀性這三重考驗。而伴隨著高層建筑在我國的迅速發展和建筑高度的不斷增加,高層建筑的安全性,堅固耐用性亦成為人們所追求的目標。當今世界自然環境生態平衡被嚴重破壞,自然災害不加發生,為了人們生活安定,家園和諧,我們專門對高層建筑的結構設計特點做了分析,并對高層基礎隔震體系做了研究,為高層建筑抗震領域的研究提供的指導和幫助,以減少自然災害對人類所造成的傷害。

1 高層建筑的結構與設計理念

現代的高層建筑變得越來越纖細,產生更大側移的可能性比以往大體積的多層高樓要大。建筑愈高,自然界所產生的重力荷載、風荷載和地震荷載的影響愈大。正因為如此,抵消這些荷載的結構作用成為高層建筑設計的一個重要方面。高層建筑對側向荷載的動力反應,可以通過改進結構系統以及選擇有效建筑形式的措施加以控制。因此,高層建筑的形式在很大程度上和結構的有效性有關,這也就決定了建筑的經濟性。建筑的結構性能可以定義為建筑承受荷載以及抵抗側移的能力,同時也決定著建筑各體量的組成。

從表象層面看,建筑表現為空間方面的概念的形式是表現總體環境的。對于某個建筑物最初方案設計.建筑師考慮更多的是它的空間組成特點,而不是詳細地確定它的具體結構。但是,關于空間形式的整體設想,也要求建筑師必須考慮建筑形式中有關荷載與抗力之間關系的某些準則.即結構概念。這包括以下幾方面:一是所設想的空間形式應當固定在地面上。二是所設想的空間形式必須能抵抗水平風力作用的地震作用。所以,在進行高層建筑設計時,建筑師的基本任務是;一方面要與結構工程師及其他工程技術人員協調合作,另一方面要根據建筑功能要求、建筑立意,場地情況、外力特征,施工條件及效率等因素,尋找出最經濟、合理、美觀的建筑方案。

2 高層建筑結構設計的特殊性

2.1 水平荷載成為決定因素。一方面。因為樓房自重和樓面使用荷載在豎構件中所引起的軸力和彎矩的數值,僅與樓房高度的一次方成正比,而水平荷載對結構產生的傾覆力矩,以及由此在豎構件中引起的軸力,是與樓房高度的兩次方成正比;另一方面,對某一定高度樓房來說,豎向荷載大體上是定值,而作為水平荷載的風荷載和地震作用,其數值是隨結構動力特性的不同而有較大幅度的變化。

2.2軸向變形不容忽視。高層建筑中,豎向荷載數值很大,能夠在柱中引起較大的軸向變形,從而會對連續粱彎矩產生影響,造成連續梁中間支座處的負彎矩值減小,跨中正彎矩之和端支座負彎矩值增大,還會對預制構件的下料長度產生影響,要求根據軸向變形計算值,對下料長度進行調整。另外對構件剪力和側移產生影響,與考慮構件豎向變形比較,會得出偏于不安全的結果。

2.3 側移成為控制指標。與較低樓房不同,結構側移已成為高樓結構設計中的關鍵因素。隨著樓房高度的增加,水平荷載下結構的側移變形迅速增大,因而結構在水平荷載作用下的側移應被控制在某一限度之內。

2.4結構延性是重要設計指標。相對于較低樓房而言,高樓結構更柔一些,在地震作用下的變形更大一些。為了使結構在進入塑性變形階段后仍具有較強的變形能力,避免倒塌,特別需要在構造上采取恰當的措施,來保證結構具有足夠的延性。

3 高層隔震體系的特殊性

高層、超高層隕震體系與常規的隔震體系相比,具有特殊性。首先對高層隔震建筑,上部結構不能滿足剛體運動的假定,高振型反應分量的影響不能忽視,不能簡單地以結構第一振型為主確定上部結構反應;二是由于高層、超高層結構的水平地震力產生的傾覆力矩比較大,在較大地震和強風作用下,隔震支座可能會有拉應力的出現,如何避免和控制隔震支座的拉應力是一個問題。三是高層、超高層的自振周期都比較長,所以必須進一步延長高層、超高層隔震建筑的基本周期,以達到更好的隔震效果。低彈性、大變形能力的隔震支座的開發和性能研究是在強震和強風作用下的各種分析,具有較高的研究價值和重大的工程意義。

4 高層基礎隔震系統組成

基礎隔震建筑體系通過在建筑物的基礎和上部結構之間設置隔震層,將建筑物分為上部結構、隔震層和下部結構3部分。地震能量經由下部分結構傳到隔震層,大部分被隔震層的隔震裝置吸收,僅有少部分傳到上部結構,從而大大減輕地震作用,提高隔震建筑的安全性。經過人們不斷的探索,如今基礎隔震技術已經系統化、實用化,它包括摩擦滑移系統,疊層橡膠支座系統、摩擦擺系統等。目前工程最常用的是疊層像膠支座隔震系統。這種隔震系統.性能穩定可靠,采用專門的疊層橡膠支座作為隔震元件,該支座是由一層層的薄鋼板和橡膠相互盛置,經過專門的硫化工藝粘合而成,其結構、配方、工藝需要特殊的設計,屬于一種橡膠厚制品。目前常用的橡膠隔震支座有:天然橡膠支座、鉛芯橡膠支座、高阻尼橡膠支座等。

5 高層基礎隔震技術原理

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