隔震技术在高层建筑结构中基础应用论文
建筑结构隔震技术的研究和应用
建筑结构隔震技术的研究和应用摘要：经过多年来地震灾害的灾后表现能够看出地震具有极强的破坏力，地震严重危害着人们的生命和财产安全。
所以，建筑设计中的安全性和抗震性日益受到人们的重视。
当前，能够有效降低地震对建筑破坏程度的有效措施即隔震与消能减震，在建筑结构设计中运用隔震与减震技术，对于降低地震造成的破坏效果十分显著，尽管运用该种技术手段会在一定程度上增加建筑成本，但是伴随着时代的改变与我国市场经济的不断提升，对于隔震减震技术的必要性与可应用型也在不断凸显。
回顾过往建筑工程实施案例能够发现，消除器的使用可以有效加强建筑结构的阻尼，通过效能器使风荷载作用下的结构震动得以缓解，从而实现建筑消能减震的目标。
此外，通过研究国外强震经验分析得出，通过延伸建筑结构的自振周期的隔震手段可以很大程度上减缓结构的水平地震效用。
下文即对隔震减震具体操作手段进行叙述。
关键词：建筑结构；隔震技术；应用1隔震结构的基本原理建筑物结构隔震体系是通过在结构底部或层间位置设置隔震装置形成的，该体系主要包含了下部结构、隔震层以及上部结构。
隔震技术主要原理是利用隔震层将建筑结构上下两部分有效分离，避免地震作用通过结构向上传递。
利用隔震层较大的阻尼来吸收地震能量，减轻建筑物上部结构受到的作用力，确保建筑结构处于弹性工作性能，增加建筑物安全性能。
另外，隔震层具有较小的水平刚度，能够很好延长建筑物自身基本周期，在地震中减小其加速度反应，从而保证结构的安全。
通过设置合理的隔震层，不仅可以避开地震波的主频带范围，减小地震作用传递到隔震结构上部，还能耗散大部分的地震能量，使得上部结构相对形变减弱，而确保建筑物的安全。
并且，通过设置阻尼器，可以有效改善建筑的抗震性，使其具备更强的抗震性能，而且可以有效抵消外界的冲击力，提升建筑物的安全性和可靠性。
2建筑结构主要隔震措施2.1地基隔震地基处于建筑和地震能量的夹层，和地面直接接触，表明地震来临时，地基将直接遭受地震波的冲击。
隔振技术在高层建筑中的应用
基础隔震技术在高层建筑中的应用摘要：基础隔震技术目前越来越多地应用于高层建筑，主要是由于隔震技术可以显著地降低结构的绝对加速度。
本文首先介绍了基础隔震系统的组成和基础隔震系统的基本原理，然后通过列举实际工程对高层建筑基础隔震设计的有效性来进行验证，最后指出在高层建筑基础隔震设计中一些需要注意的事项。
关键词：基础隔震隔震层高层建筑Application of Base Seismic Isolation in High-rise Buildings Nanjing GaoKe Construction and development Co., Ltd Yan Shuai Abstract: Base seismic isolation has been applied to more and more high-rise buildings, as it can significantly reduce the absolute acceleration of structures. This paper presents composition and fundamental principles of base seismic isolation firstly. Several practical engineerings were enumerated to verify the efficiency of base seismic isolation in high-rise building design. Some cautions in isolation design were proposed finally.Keywords: base seismic isolation; isolation layer; high-rise building1 引言对于地震作用，一般都是基于传统的抗震设计理念。
隔震技术在高层建筑中的设计和应用
隔震技术在高层建筑中的设计和应用摘要：高层建筑层数多，产生的压力大，对其建设工程要求高，尤其是防震技术必须高标准、高精度，切实为保证住户的安全着想。
文章在相关理论知识的引导下，对我国的高层建筑进行了实际考察，指出了有关问题并作出相应的对策，为以后的发展提供了借鉴意义。
关键词：高层建筑；施工技术；防震设施；问题对策1 关于高层建筑高层建筑是经济和城市化发展到一定程度的产物，它是世界各个城市生产和消费发展到一定程度后，为了各方面因素限制的原因，必须要做出调整。
高层建筑的好处有很多：第一，它可以集中人口，充分利用建筑本身的特性，建筑里的房间多、人口多、而且交通方便，方便人们交流和帮助，提高经济效率；第二，由于城市化进程过快，建筑使用的土地需求上升，高层建筑可以节省土地资源；最后，高层建筑的地基数量少，可以减轻建筑工人的压力，缩短建筑工期，提高建筑效率。
高层建筑的设计方案：当高层建筑的层数和整体高度达到标准高度时，它的功能、适应环境和人群、技术应用以及经济可行方面都是建设者和设计者共同关注的话题，因此，相关的专业人员必须再这些方面多下工夫，切实解决现实问题。
（1）建筑设计方面：第一，因为高层建筑的高度高，层数多，总平面设计要注意防火间距，一旦发生火灾危险，要减少损失，为人口疏散和车辆安全设计相关的通道和地方；第二，在功能满足程度上要符合统一化、规范化的要求，满足住户的需要；最后，要注重风力、地震温度等自然和人为环境对高层建筑的影响，提高它们的寿命。
（2）结构设计方面：第一，要充分考虑到高层建筑因为遇到大风和地震力时带来的水平侧向力，导致建筑物整体发生倾斜的几率加大，因此要严格控制高层建筑高度和宽度比例，保证其稳定性。
第二，使建筑平面、体型、立面的质量和刚度尽量保持对称和匀称，使整体结构不出现薄弱环节。
妥善处理因风力、地震、温度变化和基础沉降带来的变形节点构造。
考虑在重量大、基础深的地质条件下如何保证安全可靠的设计技术和施工条件问题。
隔震减震控制技术在建筑结构设计中的应用
隔震减震控制技术在建筑结构设计中的应用摘要：地震灾害在世界各地频繁发生，严重地破坏了人们的生命财产安全，威胁着人类生存和发展。
因此，抗震设计是每个建筑设计人员的重要内容之一，随着人们对地震破坏规律认识的逐渐提高，多种抗震措施也在实际工程中运用，其中隔震减震技术是当前世界各国的研究热点之一，在传统的建筑结构设计中，设计人员需要考虑建筑结构设计是否满足抗震设防要求，在新形势下，为降低地震灾害带来的损失，抗震性能成为了建筑结构设计的重要指标。
本篇文章主要对隔震减震控制技术进行了介绍，分析隔震减震控制技术在建筑结构设计中的重要性，探究隔震减震控制技术在建筑结构设计中的应用，以提高设计人员对隔震减震控制技术的认识。
关键词：隔震减震控制技术；建筑结构设计；应用；探究一、隔震减震控制技术概述隔震减震控制技术是近年来发展起来的一种新的结构抗震技术，主要包括在建筑结构中设置隔震层、在建筑结构中设置阻尼器和其他的控制装置，以减小地震作用下建筑物的位移和内力。
隔震减震技术是通过改变建筑结构的固有特性而达到隔震、减震目的，并不会改变建筑结构本身的刚度和强度。
隔震减震技术的优点主要体现在以下几个方面：（1）可以有效降低建筑物的地震反应，减少地震带来的危害；（2）可以大幅度减少地震给建筑物带来的破坏，特别是对高层建筑物具有更为显著的作用；（3）可以减轻由于房屋遭受强烈地震而造成的巨大经济损失。
（4）隔震减震技术是一种有效、可行和安全的减少建筑物地震破坏损失、提高建筑物抗震性能的方法。
从我国目前对隔震减震控制技术在建筑结构中应用的研究现状看，隔震减震控制技术还在不断总结提高阶段，对一些隔震减震的方法还要进一步的研究和分析，比如隔震层设计的位置、阻尼器受力是否合理、隔震支座制作工艺是否完善、隔震结构分析软件是否符合实际情况等。
虽然目前还有不少问题亟待解决，但随着对隔震层研究深入和技术发展，以及抗震设计规范修订工作的进行，隔震减震技术在我国建筑结构中将会有更为广泛和重要的应用[1]。
隔震措施在高层建筑结构设计中的应用
4.下部结构与基础构件设计
基于上部结构整体进行隔震层顶盖计算，将地下室顶板作为嵌固部位计算，由此可得出，X方向、Y方向的嵌固刚度比计算结果分别为2.04和2.07。值得注意的是，中震和大震中的地下室结构设计存在等效模型底部总剪力计算结果略大于非线性时程分析平均值的情况，这种情况的出现源于上部结构进入弹塑性未被纳入考量，因此，支承构件的配筋、抗剪承载力验算需要按中震组合下内力设计值进行，同时还需要采用隔震前中震和大震对应的α max（地震影响系数最大值）作为模型计算中采用的地震影响系数最大值。
一、隔震措施在建筑结构设计中的应用
（一）工程概况
某项目32层，其隔震层设置在3.2m层高的非机动车夹层，塔楼屋面高度为93.07m、最大建筑总高度为99.75m，抗震设防烈度为8度、场地类别为Ⅱ类、地面粗糙度为B类，基本风压取0.33kN/m2，采用基础隔震措施。
（二）结构计算与分析
该建筑的抗震设计目标为“小震不坏，中震即用，大震可修”，因此，设计人员在设计之初明确了如下抗震性能目标：①隔震层以上结构。多遇地震下“弹性”、设防地震下“除连梁外，保持不屈服且层间位移角≤1/800”、罕遇地震下“除连梁外，个别抗侧构件屈服层间位移角≤1/500”。②隔震层。隔震装置在多遇地震下“弹性”、设防地震下“正常工作”、罕遇地震下“不丧失功能且剪应变≤250%”，支墩保持“弹性”。③地下室直接支承构件。在多遇地震、设防地震下“弹性”，罕遇地震下“抗剪弹性”。整体抗震目标为水平向减震系数小于0.4，因此，设计人员采用了布置铅锌橡胶支座（LRB）、天然橡胶支座（LNR）的隔震支座布置设计，其中铅锌橡胶支座与天然橡胶支座共计26个。
隔震措施在建筑结构设计中的作用研究论文
隔震措施在建筑结构设计中的作用研究论文隔震措施在建筑结构设计中的作用研究论文在建筑结构设计中，能否充分地考虑到抗震问题，并且使用有效的措施达到抗震的目的，对于建筑结构的安全性和稳定性有着十分重要的影响，长期以来，建筑设计人员在设计建筑的时候，都是坚持小震不塌，大震能修的原则，在设计方面使用了很多措施进行抗震工作，但是，由于各种因素的影响，这方面的工作还是存在一定的问题，本文对于建筑设计中抗震措施进行分析，希望能够起到一定的作用。
1 建筑结构的主要隔震措施在对建筑进行抗震设计的过程中，设计人员一般使用的方式是对地基进行相关处理、对建筑上部结构进行防震设计以及安装抗震的装置，这些方法通常是相互结合使用的，设计人员需要根据各个地区地震构造具体情况以及建筑本身结构进行设计，在关键部位需要设置隔震层，根据隔震层位置的不同，可以将建筑物隔震设计分成以下几种。
1. 1 建筑地基采用特殊材料隔震建筑基础隔震，指的是通过对于建筑基础进行特殊的处理，减轻地震时建筑受到的地震的作用，从而减少地震对于建筑造成的损害。
以往是在建筑的基础位置交替铺上砂子与粘土，或者直接设置砂子或者粘土垫层。
在建筑的基础位置安装垫层，能够有效降低地震对于建筑造成的损害。
近些年来，相关部门已经加强了对于这个方面的研究，研发出一种使用沥青为原料的材料，使用这种材料进行隔震层设置，能够起到的良好的隔震效果。
1. 2 建筑基础设置隔震装置减震指的是在建筑的基础位置和上部建筑之间安装特殊装置，从而减轻地震向上传递的作用，其最高能够减少地震对建筑传递的三分之二的能量，但是，装置减震措施不适合使用在高层建筑设计中，由于在高层建筑中，设置装置会增加建筑结构的自振周期，造成无法达到减震的效果。
一般使用的有粘弹性隔震、摩擦滑移隔震等几种，设置装置有橡胶垫装置、混合隔震装置等。
1. 3 建筑层间隔震措施层间隔震这种方法比较适合对破旧的建筑进行改造，在施工方面有着操作简单、易于上手的优点。
基础隔震技术在高层建筑结构中的应用
结构工程师以及工程技 术人员 ， 严格按 照建筑 的功能要求 、 建
筑 目的、 工程现场 的实际情况 、 外力作用条件 、 施工条件 以及施 工效率等方面进行分析 ， 促使 所设计 出 的建 筑方案满 足经济 、 合理 、 美观的要 求。
３ 高层 建 筑 结构 设 计 中存 在 的 特殊 性
度 减少 的柔 性 底 层 结 构 体 系 方 向发 展 。最 后 发 展 至 现 阶段 世
界范围内所广泛运用的延性结 构抗震 体系 ， 通过发展 ， 传统 抗 震技术沿用至今 ， 从 而形成 具有较 为完善 的抗 震 防灾 技术 ， 并 在许 多情况下发挥着有效的作用 。
１ ． ２ 建 筑 工 程抗 震技 术的 现 状
１ ） 高层建筑结构设 计 的决定 因素是水平荷 载。主要表 现 为： 首先 ， 在竖构件 中， 楼房 自重及楼 面使用荷载形 成的轴力及 弯矩的数值 与建筑高度的一次方成正 比。在竖构件 中， 结构受 到水平荷载形成 的倾覆力矩 和轴力 与建 筑高度 的两次 方成正 比。其次 ， 在大体上对 于具有一定 高度 的建 筑物 ， 其竖 向荷载 通常属于定值 ， 而水平荷 载 中的分 荷载 以及 地震作 用 ， 会 由于 结构动力特性 的不 同， 其素质也会出现较大的变化 。 ２ ） 高层建筑结构设计 中的关键是结 构侧移 。随着 楼房高 度 的进一步提升 ， 水平荷载作用下会有较大的结构侧移变形现 象发生 ， 促使在水平荷载 的作用 下 ， 应 在某一 限度 内将 结构位
移进行制约。
步将人们受到 自然灾害 的影响降至最低 。
１ 建 筑 工 程 抗震 技 术 的 发 展 及 现状 １ ． １ 建 筑 工程 抗 震 技 术 的 发展
从２ Ｏ世纪初开始 ， 工程抗震防灾技术在 日本 被提出 ， 主要 从静力理论逐渐向柔性结构体系发展 ， 促使结构体系 的刚度得 到有效 的减少 。随后又逐渐 向上部结构强度增大 、 结构底层 刚
冰杰现代隔震减震技术在高层建筑中的应用
现代隔震技术在高层建筑中的应用摘要：对比传统的抗震技术，隔震技术能够在地震中更有效的保护建筑结构。
隔震技术通过设置隔震层，延长建筑物的基本周期，降低建筑物的地震作用。
本文从结构隔震的原理出发，介绍了隔震技术的适用范围以及隔震系统的组成和类型、隔震结构的设计要求，探讨了隔震技术下上部结构的地震作用，得出隔震结构的优点，得出隔震技术应在高层建筑中得到广泛的推广的结论。
关键词：高层结构，隔震原理，地震作用，层叠橡胶支座The Application of The Base-Isolation In High-Rise BuildingsZhang BingjieAbstract:The base-isolation is more effective than traditional anti-seismic technology in protecting construct in an earthquake.The base-isolation can lengthen the fundamental period of the construct with isolation layer to reduce seismic action.This article introduces the scope of base-isolation application, the component and type of the base-isolation, the design requirements. These all base on the principle of the base-isolation. Reaching several advantages of base-isolation through the seismic action of the super-structure with base-isolation. At last, we can get a conclusion that the base-isolation should be popularized in high-rise buildings. Key words: high-rise buildings, base-isolation, seismic action, cascade rubber bearings.1 引言地震是危及人民生命财产的突发势自然灾害, 全世界每年大约发生 500 万次地震, 大多数地震都需灵敏的仪器才能测量到, 而人能直接感知的也就约占 1%左右[1]。
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隔震技术在高层建筑结构中的基础应用【摘要】本文结合高层建筑的结构设计及特点，对高层基础隔震系统纽成和隔震原理进行了研究，并详细分析高层膈震体系的特殊性，为高层建筑抗震领域的研究提供指导和帮助。
【关键词】高层建筑；结构设计；隔震体系；技术
建筑的诞生之初就被认为是技术与审美融合的产物。
这就意味着一个好的建筑，它必经得起适用性、经济性与美观性这三重考验。
而伴随着高层建筑在我国的迅速发展和建筑高度的不断增加，高层建筑的安全性，坚固耐用性亦成为人们所追求的目标。
1.高层隔震体系的特殊性
高层、超高层陨震体系与常规的隔震体系相比，具有特殊性。
首先对高层隔震建筑，上部结构不能满足刚体运动的假定，高振型反应分量的影响不能忽视，不能简单地以结构第一振型为主确定上部结构反应；二是由于高层、超高层结构的水平地震力产生的倾覆力矩比较大，在较大地震和强风作用下，隔震支座可能会有拉应力的出现，如何避免和控制隔震支座的拉应力是一个问题。
三是高层、超高层的自振周期都比较长，所以必须进一步延长高层、超高层隔震建筑的基本周期，以达到更好的隔震效果。
低弹性、大变形能力的隔震支座的开发和性能研究是在强震和强风作用下的各种分析，具有较高的研究价值和重大的工程意义。
2.高层基础隔震系统组成
基础隔震建筑体系通过在建筑物的基础和上部结构之间设置隔
震层，将建筑物分为上部结构、隔震层和下部结构3部分。
地震能量经由下部分结构传到隔震层，大部分被隔震层的隔震装置吸收，仅有少部分传到上部结构，从而大大减轻地震作用，提高隔震建筑的安全性。
经过人们不断的探索，如今基础隔震技术已经系统化、实用化，它包括摩擦滑移系统，叠层橡胶支座系统、摩擦摆系统等。
目前工程最常用的是叠层像胶支座隔震系统。
这种隔震系统．性能稳定可靠，采用专门的叠层橡胶支座作为隔震元件，该支座是由一层层的薄钢板和橡胶相互盛置，经过专门的硫化工艺粘合而成，其结构、配方、工艺需要特殊的设计，属于一种橡胶厚制品。
目前常用的橡胶隔震支座有：天然橡胶支座、铅芯橡胶支座、高阻尼橡胶支座等。
3.叠层橡胶垫体系的隔震原理
对建筑物地震反应有重要影响的主要因素有两个：一个是结构的周期，一个是阻尼比．普通非隔震中低层建筑物的刚度大、周期短，其基本周期正好在地震输入能量最大的频段上．因此相应的加速度反应比地面运动放大得多，而位移反应却较小，如果延长建筑物的周期，而保持阻尼不变，则加速度反应被大大降低，但位移反应却有所增加，如果继续加大结构的阻尼，加速度反应则继续减弱，且位移反应也得到明显降低，这就是说，通过延长结构的周期并给予较大的阻尼，就可使结构上的加速度反应大大降低．同时，对结构产生的较大位移可由上部结构底部和基础顶部之间设置的隔震
层来提供，而不由上部结构自身的相对位移来承担．这样，上部结
构在地震过程中就会发生接近平移的运动，大大提高了上部结构的安全度。
叠层橡胶垫基础隔震体系的隔震层是由若干个隔震器所组成．隔震器包括叠层橡胶垫和阻尼器，分普通叠层橡胶垫、铅芯橡胶垫和高阻尼橡胶垫．这种隔震体系的周期长、阻尼比大，隔震效果明显．尤其采用后两种隔震器，不需再另外附加阻尼器，便于施工。
4.叠层橡胶垫基础隔震体系的性能评价
在诸多基础隔震体系中，通过大量的实验和研究，根据国际上对隔震体系的评价标准，叠层橡胶垫隔震体系有下面一些性能优势：
（1）该体系的竖向承载力大。
一般单个的隔震器竖向承载力设计值可达数千吨，极限承载力可达上万吨。
（2）该体系的隔震层具有稳定的弹性复位功能，能在多次地震中自动瞬时复位．这是摩擦滑移隔震体系所完全不能相比的。
（3）隔震器的耐久性好，抗低周疲劳性能、抗热空气老化、抗臭氧老化、耐酸性、耐水性均较好．通过对产品试件的各类性能测试，其使用寿命在60～80年．最近日本曾将一幢使用了10年之久的叠层橡胶垫基础隔震楼中的隔震器更换下来进行各类性能测试，结果发现，其各类指标与10年前相比，几乎没有什么变化。
（4）隔震效果明显，其加速度反应大大低于非隔震结构，且理论分析结果与实验结果比较吻合。
（5）与其它隔震体系相比，隔震器受地基不均匀沉降的影响并不十分明显，且构造简单、安装方便，传力方式简单明确。
尽管叠层橡胶垫隔震结构有诸多明显的优点，但在研究过程中发现，该体系在动力性能方面要求相当严格，不论从设计还是到施工，都与传统的非隔震结构有很大的区别．为了保证分析与计算结果的可靠性，分别采用4条途径分析了不同类型的4种结构体系的动力响应，发现：
1）叠层橡胶垫基础隔震结构的动力特性，不但随结构体系的类型不同而变化，而且与隔震器安装位置的不同也有很大关系．因此，在设计时不但要对其进行专门的概念设计，而且应从多角度进行动力分析，合理、准确地把握其动力响应，才能保证做出安全、可靠的设计。
2）在隔震结构中，为了真正实现上部结构与地面的“隔离”，还需注意一些关键部位的构造处理．如底层楼梯与主体结构的隔离处理，上下水、煤气、供暖及配电管道穿越隔震层时的柔性化问题等，有一方面疏忽都会在地震中带来巨大的灾难。
3）除此之外，叠层橡胶垫基础隔震体系的隔震层对施工的要求是比较严格的．隔震层的位移不能受任何原因的干扰和约束，施工时不能损伤隔震器及其附件，并要求隔震器安置有较高的水平度，以确保地震时隔震层能发生水平位移并瞬时复位。
5.结论
（1）由于叠层橡胶垫隔震体系具有竖向承载力大、弹性复位功
能强、隔震效果明显等性能优势，因此在设计中，对传统楼房的高度限值和安全距离等限制条件均可适当放宽。
（2）研究结果表明，叠层橡胶垫基础隔震体系上部结构的设防烈度可降低1～2度，且仍有较大的安全储量。
（3）虽然隔震体系要增加一层隔震层，似乎造价有所增高．但随上部结构设防烈度的降低而节约的造价，可用于建造隔震层．因此，对整个隔震建筑的工程造价来说，和同类非隔震建筑相比，造价会在—5～+5之间浮动．如果把建筑物全寿命及地震时建筑结构的破坏、内部财产的损失、人员伤亡以及建筑物损坏造成的停工停产所带来的损失加起来，该基础隔震体系的经济效益和社会效益十分巨大，是一种极具推广和应用的新技术。
【参考文献】
［１］姚亚雄.建筑创作与结构形态[d].哈尔滨:哈尔滨工业大学,2000.
［２］美国高层建筑和城市环境协会.高层建筑设计[m].北京:中国建筑工业出版社,1997．
［３］雷春浓.现代高层建筑设计[m].北京:中国建筑工业出版社,1997.。