浅谈房屋建筑基础隔震结构设计
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图1减弱建筑物地震反应 的途径 综上所述 ,延长结构周期 、给予适 当阻尼使结构 的加速度反应大大 减弱。同时,让结构的大位移主要 由结构底部与基础之 间的隔震系统提 供 ,而不是 由结构 自身的相对位移承担 。这样一来 , 结构在地震过程中 发生的变形非常之小 ,甚至像 刚体那样轻微的平动 ,从而为结构的地震 防护提供更加 良 的安全保 障。这就是建筑结构基础隔震的基本原理。 好
参 考 文 献 [] 1刘文 光, . 橡胶 支座 拉伸性 能 的计算 模型 与评 价标 准f . 韩强 建筑 J 沈阳建 筑大 】
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I■筑基础啊震结构设计
1 隔震支座布置与选型。如果在底层车库层的柱底设置隔震支座 , ) 因为是半地下车库 , 房屋 四周需 留较大的空 间 , 给橡胶垫变形空间。故
4 结语 总之 , 在房屋 的基础顶面设置柔性 的隔震层 ,不仅 可以增大结构 的 自 振周期 , 使其远离与场地发生共 振的频率段 ,从而减少结构对水平地 震 的反应 ,尤其对于砖混结构 ,隔震技术能放宽土地立体空 间的利用限 制 ,降低楼 面地价 ,对于 中低层建筑来说 ,另外 , 采用 隔震技术在经济 上是可行 的。
1 基础 隔震 结构 概要 1 基 础 隔震 结 构 的基 本概 念 。 隔震 的本 质 作用 就 是使 结 构和 ) ( ) 或 部件与可能引起破坏 的地震地面运动分离开来 ,这种分离或解耦 是通过增加 系统的柔性 和提供 适 当的阻尼来 实现的 。在许 多 ( 但非所 有) 应用 中,隔震系统是安装在结构下面的 ,因而称为 “ 基底隔震 ”。 建筑结构基础隔震的基本原理是在建筑物的上部结构与地基之间设置隔 震系统 。基础隔震结构主要机理是通过延长结构 的基本周期使得进入上 部结构的加速度大大降低从而达到隔离地震作用的 目的。 2 基础隔震系统 的优点 。与 目 的建筑 物相 比 ,隔震结构具有以 ) 前 下优点 :提高了地震 时结构 的安全性 ; 设计 自由度增大 ;明显有效地减 轻结构 的地震反应 ;降低房屋造价 :防止 内部物品的振动、移动 、翻倒 ( 防止次生灾害 );防止非结构构件 的破损 ;抑制了振动时不适感 ( 提 高了安定感和居住性 );可 以保持机械 、器具的功能 : 震后修复方便或 无需修复。 3 叠层橡胶支座隔震系统 的应用现状 。叠层橡 胶支 座隔震 体系是 ) 将 整个上部结构放 置在叠层橡胶 支座上 ,由橡胶 支座构成 隔震层 ,以 减少地震能量向上部传递 口。现在 ,常用 的叠层橡胶支座有标准橡胶支 座、铅芯橡胶支座、高 阻尼橡胶支座等多种 。它是一项较成熟的 、可以 广泛推广应用 的隔震技术 。
拟在底层车库顶板下设置 隔震支座 ,隔震支座 布置在车库层柱的柱顶 。 结构隔震设计的基本 目 标是使上部结构所受 的地震作用尽可能减小 ,同 时,将隔震层在罕遇地震作用下的变形控制在容许范围之内。 2 水平 向减震系数 的规定 。所谓 “ ) 减震 系数”是指 :和不采用 隔 震技术 的情况 比较,建筑物采用隔震技术后描述起地震作用降低程度 的 个系数 。减震 系数通过结构隔震与非 隔震两种情况下各层最 大层 间剪 力 的比 。 值 ‘ 表 1确定水平向减震系数的比值划分
2 0 年的51汶川大地震及2 1年41玉树大地震造成了重大的人员 08 . 2 O0 . 4 伤亡和经济损失。建筑物的抗震设计成 了房屋建筑设计必须要考虑的问 题 。随着建筑物高度 的增加 ,如何保证结构因地震 或风载作用引起的震 动摇晃不超过居住者所能承受 t L , 理压力 ;在强震作用下如何最大限度 地确保结构的安全 ,不致使人民生命财产遭受重大损失 ,这些都是结构 工程技术人员面临的一个现实而重大的问题 。
一
水平 向减震 系数 的取值不宜低于0 5 . ,且隔震后结构的总水平地震 2 作用不得低 于非 隔震结构在6 度设 防时的总水平地震 作用 。表 1 中水平向 减震系数是最大层间剪力 比值除0 。按照新规范隔震层以上结构设计方 . 7 法 ,结构 隔震后 ,隔震层以上结构 的水平地震作 用,仅为该结构对应于 减震系数 的水平地震作用的7 %。这意味着 , 0 按本规范减震系数进行设 计 ,隔震层 以上结构的水平地震作用和抗震验算 、构件承载力总留有 大 致0 个设防烈度的安全储备。 . 5 计算隔震与非隔震两种情况的层间剪力 , 宜采用多遇地震作用下 的 时程分析 ,采用时程分析法研究水平 向减震系数一般原则为 :用时程分 析法计算层 间剪力时 ,可采用剪切型结构模型。若上部结构体型复杂 , 宜计人扭转变形影响。输入地震波的反应谱特性 和数量 ,宜符合 《 建筑 抗震设计规范》的有关规定 。 3 隔震结构 的构造设计 。隔震 层设 计应根据预期的水平 向减震系 ) 数 和位移控制要 求 ,选择适 当的隔震支座 、阻尼器 以及 为抵 抗地基微 振动 与风荷载提供初刚度 的部件组成。为了保证隔震层能够整体协调工 作 ,隔震层项部应设置平面 内刚度足够大的粱板体系 。隔震支座上方 的 纵横梁体系应为现浇,为增大隔震层顶部梁板 的平面内刚度 , 需加大粱 的截面尺寸和配筋 。隔震支座附近的梁 、柱受力状态复杂 , 地震时还会 受到 冲切 ,因此应加密箍筋 :必要时 , 可配置 网状钢筋。考虑到隔震层 对竖 向地震作用没有隔震效果 ,上部结构 的构造 比水平向换算烈度的要 求有所加强 。还应注意连接点的设计。
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浅谈房屋建筑基础隔震结究 院有 限公司 ,浙江杭州 3 0 0 ) 107
摘 要 分析房 屋建筑基础 隔震原理 ,并探讨设计 要点 。
关键 词 基础隔震 ;结构设计 ;原理 中圈 分 类号 T 321文 献标 识码 A U5. 文 章编 号 17— 6 1( 1) 10 6— 1 639 7一 000 —02 0 2 5
一
2 基础 隔震 结构 的 设计原 则
般 中低层建筑物刚性大 、周期短 ,所以进入建筑物 的加速度大 , 而位移反应小 ,如图 1 点所 示 。如延长建筑 物周 期 ,而保持阻尼不 中A 变 ,则加速度反 应大大 降低 ,但 位移反应 却有所增 加 ,如 图 中B 点所 示 。要是再加大结构的阻尼 , 加速度反应继续减弱 ,位移反应得到明显 的抑制 , 这就是 图中的c 。 点
【] 2高小 旺, 礼, 宇, 方民. 筑抗震 设计 规范 理解 与应用 [ . : 国 龚思 苏经 易 建 M] 北京 中
建 筑工业 出版社 , 0 : 4 3 4 2 23 — 4 . 0 3 [ 文 广译. 本 建筑学 会. 3 日 隔震结 构设计 【] 京: 出版社 , 0. M. 北 地震 2 6 0
房屋建筑工程隔震结构设计技术探讨
房屋建筑工程隔震结构设计技术探讨摘要:基础隔震技术作为建筑工程设计的重要内容之一,在减震控制、防灾减灾、社会效益和经济效益等方面具有显著优势。
隔震结构的设计是近几年来备受关注的问题。
本课题的研究将提高隔震结构设计的实际水平,有效地优化建筑工程的整体效果。
本文对建筑工程中的隔震结构设计进行了分析和探讨。
关键词:居住房;建筑工程;隔震;结构设计前言近年来,建筑工程的隔震要求得到了有效的提高,对隔震结构的设计进行研究具有重要的意义。
建筑物的抗震能力和抗震性能越来越受到人们的重视,其目的是最大限度地减少地震期间和震后对生命财产的破坏,这是设计者所承担的重要任务。
因此,在建筑结构的设计中,有必要对建筑物的抗震问题进行深入的分析,并采取有效的抗震措施,尽可能地保护人们的人身安全和财产安全。
一、隔震设计综述隔震技术主要是指减少地震对建筑物本身、建筑物结构和建筑物内家具、家居装饰品、家用冰箱、彩电等家用电器以及家用电器造成的破坏和破坏程度的技术。
它可以保护建筑物内外的结构,减少地震中人员的经济损失。
在建筑结构设计中,根据建筑物内外结构的不同位置,对建筑物进行保护。
目前,延性结构体系仍是主要的抗震设计对策。
通过增加构件的截面尺寸,加强钢筋,依靠主体结构的抗震性能消耗地震能量,实现了建筑结构在规范规定的突发性地震中不被破坏。
在建筑防震要求保持稳定时,这是被动的和被动的“硬抗力”。
这将导致两种不利后果:一是结构主要构件截面过大,钢筋过多,以及材料成本过高,增加了结构成本,二是构件截面和钢筋增加。
整个结构的强度不一样,在振动中吸收的余震会大大增加,从而有效地减少危险的发生。
由此可见,材料的变形可以有效地扩散和降低强度压力,导致结构在震级过大时会产生严重的破坏,造成严重的后果。
工程结构隔震控制系统采用了调整结构动力特性的新方法,不同于传统地震体系的“硬抗力”概念。
地震发生时,隔震层将上部结构与子结构隔开。
阻尼隔震层的大变形会消耗大量的能量。
2024年建筑结构隔震与减震设计研究
2024年建筑结构隔震与减震设计研究随着地震活动的不断增多和人们对建筑安全性能要求的提高,建筑结构隔震与减震设计成为了一个重要的研究领域。
本文将从隔震技术原理、减震技术方法、结构设计要点、地震动力学分析、安全性评估、工程实例分析以及未来发展趋势等方面进行详细探讨。
一、隔震技术原理隔震技术是一种通过在建筑基础与上部结构之间设置隔震装置,以隔离地震波对建筑结构的直接作用,从而减少地震对建筑的破坏。
隔震装置主要包括橡胶隔震支座、滑动隔震支座和混合隔震支座等。
这些隔震支座具有良好的弹性和阻尼性能,能够在地震时吸收和分散地震能量,降低结构的振动幅度,保护建筑免受地震破坏。
二、减震技术方法减震技术主要是通过在建筑结构中安装减震装置,以减少地震时结构的振动响应。
常见的减震装置包括阻尼器、减震支撑和隔震沟等。
阻尼器可以通过消耗地震能量来减少结构振动,减震支撑则通过改变结构的动力特性来降低地震响应。
而隔震沟则通过在建筑周围设置一定深度的沟槽,利用沟槽的变形来吸收地震能量,从而减少结构的振动。
三、结构设计要点在进行建筑结构隔震与减震设计时,需要考虑以下几个要点:首先,要合理选择隔震与减震装置的类型和参数,确保装置能够有效地发挥隔震和减震作用;其次,要优化结构的动力特性,使结构在地震时具有较低的自振频率和较大的阻尼比,从而减少地震响应;最后,要加强结构的整体性和连续性,确保结构在地震时具有良好的整体受力性能。
四、地震动力学分析地震动力学分析是建筑结构隔震与减震设计的基础。
通过对地震波的传播规律、结构的地震响应以及隔震减震装置的动力性能进行深入分析,可以为结构设计提供科学的依据。
地震动力学分析包括时程分析、反应谱分析和能量分析等方法。
这些方法可以帮助设计师预测结构在地震时的动力响应,从而优化结构设计,提高结构的抗震性能。
五、安全性评估安全性评估是建筑结构隔震与减震设计的重要环节。
通过对结构在地震作用下的受力性能、变形情况和破坏机理进行全面评估,可以确定结构的安全性能水平。
浅谈房屋建筑基础隔震结构设计
浅谈房屋建筑基础隔震结构设计摘要分析房屋建筑基础隔震原理,并探讨设计要点。
关键词基础隔震;结构设计;原理2008年的5.12汶川大地震及2010年4.14玉树大地震造成了重大的人员伤亡和经济损失。
建筑物的抗震设计成了房屋建筑设计必须要考虑的问题。
随着建筑物高度的增加,如何保证结构因地震或风载作用引起的震动摇晃不超过居住者所能承受的心理压力;在强震作用下如何最大限度地确保结构的安全,不致使人民生命财产遭受重大损失,这些都是结构工程技术人员面临的一个现实而重大的问题。
1基础隔震结构概要1)基础隔震结构的基本概念。
隔震的本质作用就是使结构和(或)部件与可能引起破坏的地震地面运动分离开来,这种分离或解耦是通过增加系统的柔性和提供适当的阻尼来实现的。
在许多(但非所有)应用中,隔震系统是安装在结构下面的,因而称为“基底隔震”。
建筑结构基础隔震的基本原理是在建筑物的上部结构与地基之间设置隔震系统。
基础隔震结构主要机理是通过延长结构的基本周期使得进入上部结构的加速度大大降低从而达到隔离地震作用的目的。
2)基础隔震系统的优点。
与目前的建筑物相比,隔震结构具有以下优点:提高了地震时结构的安全性;设计自由度增大;明显有效地减轻结构的地震反应;降低房屋造价:防止内部物品的振动、移动、翻倒(防止次生灾害);防止非结构构件的破损;抑制了振动时不适感(提高了安定感和居住性);可以保持机械、器具的功能:震后修复方便或无需修复。
3)叠层橡胶支座隔震系统的应用现状。
叠层橡胶支座隔震体系是将整个上部结构放置在叠层橡胶支座上,由橡胶支座构成隔震层,以减少地震能量向上部传递口。
现在,常用的叠层橡胶支座有标准橡胶支座、铅芯橡胶支座、高阻尼橡胶支座等多种。
它是一项较成熟的、可以广泛推广应用的隔震技术。
2基础隔震结构的设计原则一般中低层建筑物刚性大、周期短,所以进入建筑物的加速度大,而位移反应小,如图1中A点所示。
如延长建筑物周期,而保持阻尼不变,则加速度反应大大降低,但位移反应却有所增加,如图中B点所示。
浅析建筑结构设计中的隔震措施
浅析建筑结构设计中的隔震措施在建筑行业不断发展的过程中,需要高度的重视隔震技术的应用,为人们营造安全的居住环境,同时提高建筑的使用性能。
此外,隔震技术是在不断的发展的,因此,在未来的工作中,还应该对隔震技术进行有效的创新,并且将其应用于建筑结构当中,提高建筑的隔震性能,确保建筑结构的稳定性,实现建筑企业的良好发展。
标签:建筑结构;设计;隔震措施在建筑结构设计中,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、建筑结构的隔震、减振原理传统建筑结构设计中,通常以“大震震不倒,设防烈度可修,小震震不坏”为建筑防震设计的标准。
但一般而言,建筑结构主要依靠结构吸收变形,来消减地震造成破坏的力量。
根据设防标准设计建筑结构,对于中小型地震,可通过变形设计抵消地震破坏力量,此方法具有可行性,而遇到大地震,则无法确保建筑结构的安全。
这也是专家工程师研究新结构设计的根本原因所在。
1.1隔震原理建筑结构防震系统通常是在隔震层设计的,其将建筑结构分为下部结构、隔震层和上部结构3部分。
此种结构设计可降低地震破坏力,将下部结构力量传到隔震层,并经隔震层后的抗震装备,消耗和吸收掉大部分的破坏能量,并将另外一小部分能量转移至上部结构。
在设计建筑结构中隔层时,需对上部结构做出一定改变,以应对可能由地震而引起的一系列反应,确保建筑上部结构遭遇强烈地震时处于弹性状态,不至于被破坏。
1.2减振原理耗能减震结构是指建筑结构抗侧力装置,经过有效耗能部件设置进一步实现减振。
在建筑结构遭受地震侵袭时,耗能装置与部件可产生弹塑性,通过产生变形来吸收、消耗地震所带来的巨大能量波,使其不能造成巨大的破坏,从而达到有效控震、减振的目标。
基础隔震结构设计及施工指南
基础隔震结构设计及施工指南一、概述基础隔震技术是一种有效的结构抗震方法,通过在建筑物基础和上部结构之间设置隔震层,减小地震对建筑物造成的破坏。
本指南将就基础隔震结构的设计和施工进行详细介绍,旨在提供一套全面、实用的指导方案。
二、基础隔震原理基础隔震技术的基本原理是通过增加建筑物的柔性和阻尼,减小地震对上部结构的冲击力。
在隔震层中,通常采用橡胶隔震支座、阻尼器等元件,以实现减震、隔震的效果。
三、隔震结构选型根据建筑物的类型、高度、地震烈度等因素,选择适合的隔震结构类型。
常见的隔震结构有:基础隔震框架、基础隔震剪力墙等。
在选型过程中,应充分考虑结构的抗震性能、施工难度、经济性等因素。
四、隔震系统设计1. 隔震支座设计:根据上部结构的重量、地震力等参数,选择合适尺寸和承载能力的橡胶隔震支座。
2. 阻尼器设计:根据地震烈度、结构类型等条件,选择适合的阻尼器类型,并进行详细的结构设计。
3. 整体结构设计:在满足功能需求的前提下,优化整体结构布局,提高结构抗震性能。
五、关键部件设计1. 支座设计:确保支座具有足够的承载能力和稳定性,能够承受地震作用下的剪力和压力。
2. 阻尼器设计:选择适合的阻尼器类型,并进行详细的结构设计,以确保其能够有效地吸收地震能量。
3. 连接节点设计:确保连接节点具有足够的刚度和强度,能够承受地震作用下的剪切力和拉伸力。
六、施工工艺流程1. 基础施工:按照设计要求进行基础施工,确保基础结构和尺寸符合要求。
2. 安装隔震支座:将隔震支座安装在基础顶部,确保支座位置准确、平整。
3. 安装阻尼器:将阻尼器安装在相应的位置,确保安装牢固、稳定。
4. 上部结构施工:在隔震层上方进行上部结构的施工,确保结构稳定、安全。
5. 连接节点施工:对连接节点进行施工,确保节点连接牢固、稳定。
6. 验收与测试:完成施工后进行验收和测试,确保隔震结构符合设计要求。
七、施工质量控制1. 材料质量控制:确保使用的材料符合设计要求,具备相应的质量证明文件。
浅析高层建筑结构的隔震设计
浅析高层建筑结构的隔震设计摘要:在高层建筑结构中加入隔震设计有助于降低建筑物在地震中的影响,近年来随着对地震的研究越来越深入,关于隔震技术的研究与应用取得了很大进展。
本文通过对高层建筑结构隔震设计体系的阐释,分析了高层建筑结构隔震结构的减震原理。
另外,分析了高层建筑结构隔振设计的多质点体系,同时对高层建筑结构的隔振设计进行了验证,得出了影响高层隔震效果的主要因素是减震结构体系的科学化准确应用。
关键词:高层建筑隔震技术隔震设计高层建筑隔震技术基本上可分为两大类,即弹性隔震和基础滑动隔震。
在弹性隔震中,叠层钢板橡胶垫隔震技术应用最多。
这类隔震方案主要是在房屋层与基础顶面之间增设一个隔震层,使在地震过程中整个结构体系的周期变长,变形集中在底层,对于竖向震动则几乎没有隔离作用,另一方面,这种隔震体系实际上是在地震时对上部结构起着低通滤波的作用,地震中的高频成分全部可以滤掉,但不能完全避免结构共振。
一.高层建筑结构隔震建筑设计的形式分析高层建筑隔震结构控制理论是一种新的隔震设计理论,结构控制主要研究结构工程中控制装置的设计理论和实施方法,控制结构是根据给定的条件将结构和控制装置作为一个整体进行优化设计。
1.高层建筑结构基础性隔震设计所谓基础隔震,就是在建筑物的基础与上部结构之间增设高度很矮但具有足够可靠性的隔震层,控制地面运动向上部结构传递,地震时其能量可反馈到地面或由隔震层吸收,以大大减小结构及构件的地震反应,确保建筑物的整体安全。
内部设备不发生破坏或丧失使用功能,室内人员不遭受伤害也不会有强烈震感。
同时,还可防止结构内部的次生灾害,主震后无需避震疏散,即使发生罕遇大震隔震房屋也不会倒塌。
基础性隔震是一种建筑抗震新技术,大量试验研究及多次强震实践表明,基础性隔震以其极少的投资换取很大的安全系数。
基础滑动隔震效果受地面运动频率特性的影响较小,几乎不会发生共振现象。
其中使用的橡胶隔震垫不仅有良好的隔震性能,而且该技术在造价方面也有其优越性。
浅谈隔震建筑结构设计
5科技资讯科技资讯S I N &T N OLOGY I N FORM TI ON 2008N O.13SCI ENC E &TEC HNO LO GY I N FO RM A TI ON 建筑科学隔震技术是近一、二十年来出现的新的建筑耐震技术,传统建筑主要依靠建筑结构本身的强度与韧性来抵抗地震力,而隔震建筑则是用隔震装置将地震时建筑物的摆动转换为建筑物对地面的横向位移,并吸收地震能量。
经过大量的上程实践证明,隔震技术是防震减灾的有效手段。
1隔震建筑技术基本原理隔震建筑是结构减震控制技术运用的其中一种,在日本叫“免震建筑”,其原理为:采用隔震装置改变建筑物与地基之间连接方式。
首先,通过在建筑物底部和基础顶面之间设置隔震装置,延长结构的自振周期,使结构避开地震波的高能频带;其次,提供适当阻尼使建筑物的地震反应大大减弱。
简单来说,就是用隔震装置将地震时建筑物的摆动转换为建筑物对地面的横向位移,地震能量由隔震装置自身的变形来吸收。
如此隔震建筑物就大大的降低扭曲及弯曲,也会明显的降低摇摆程度(地震加速度),因而降低构造及设备的破坏。
隔震技术主要应用于使用功能有特殊要求的建筑及抗震设防烈度为8、9度的建筑。
其主要特征是地震时继续保持建筑物的性能,即地震时不仅要确保建筑结构上的安全,还要使作用于建筑物上的水平重力加速度尽可能小,避免室内设施、器具、物品等移动翻倒。
由此可见,此类建筑是更注重于建筑使用功能的维持,其设防目标高于“小震不坏,中震可修,大震不倒”的规定。
2隔震建筑构成与设计如何响应隔震上部结构在地震时产生的大的位移,是隔震建筑在设计上最重要的概念。
关于设计位移的确定,一般地质条件(I 、Ⅱ类场地),隔震建筑外周侧通常留40c m 的活动空间(设计位移约25c m )。
然而,实际设计位移仍需结构设计人员进行确认。
2.1空间构成2.1.1上部结构上部结构位于隔震层的上方,地震时产生大的位移,此位移量取决于设计,方向是前后左右全方位的。
浅谈隔震结构设计
浅谈隔震结构设计摘要:本文简述了隔震建筑的发展趋势及原理、隔震层设计及选用原则,介绍了隔震结构的设计步骤。
关键词:隔震;隔震层;隔震设计Abstract: this paper briefly describes the base-isolated building development tendency and the principle, isolation layer and the selection principle of design, this paper introduces the design procedures of the isolated structure.Keywords: isolation; Isolation layer; Isolation design1 引论传统的结构抗震设计思想以“小震不坏、中震可修、大震不倒”三水准为设防目标, 建筑结构依靠结构的变形来吸收并消耗地震能量。
传统的抗震设防目标,已经不是一种完善的抗震设计理念,而采用建筑结构隔震技术,在大震下结构不损坏或者仅有轻微损坏,从而保证了罕遇地震发生时人员、设备、仪器的安全,符合现阶段基于性能的抗震设计思想,有良好的发展和应用前景。
2隔震原理传统结构抗震设计理论认为:地震的全部能量作用于建筑物的基础,并由基础传递给上部结构,上部结构应具备足够的刚度、延性和承载能力抵御地震,从而达到“小震不坏、中震可修、大震不倒”的设防目的。
这是目前我国和世界各国普遍采用的方法,立足点是“抗”。
20 世纪70 年代初,出现了结构振动控制技术,该技术与传统的方法有很大的不同,对地震由“抗”变“导”,是一种积极主动的减震方法。
结构振动控制技术包括很多方面,其中发展最成熟的是“隔震技术”,隔震就是隔离地震对建筑结构的作用。
隔震层的作用是使隔震层上部结构与下部结构分离,通过隔震体系隔离地震波向上部结构的输入,延长结构基本周期,降低建筑物地震反应,使结构加速度反应减小,让隔震系统承担地震能,起到减震作用。
谈建筑结构隔震设计
谈建筑结构隔震设计谈建筑结构隔震设计摘要:隔震技术的基本原理是:“以柔克刚”,在房屋的第一层以下的适当位置增设隔震层,在地震时,由于隔震层的刚度与上部刚度相差很大,整个结构体系的地震水平变形将集中在隔震层,阻隔地震能量上向下部传递,因而上部结构的地震作用大大减小,建筑物本身运动相对较小且处于整体平动状态,使建筑物有更高的可靠性和安全性。
本文将从隔震结构的优点、设计方法及隔震结构经济性等几个角度分析隔震结构的特点。
关键词:隔震原理基础隔震隔震试用范围隔震稳定经济性建筑隔震减震技术是通过在建筑物底部或某高度处设置侧向刚度较小且变形能力大的隔震装置,以减小地震对上部楼层的能量输入,从而减小上部楼层的地震响应。
1.建筑隔震的原理建筑隔震就是在建筑物的基础或下部结构和上部结构之间设置隔震装置(或系统),形成隔震层,以达到阻隔地震时地面振动向上部结构传递地震力(或振动能量),降低结构在地震下的振动反应的目的。
建筑结构采用隔震措施后,与相同的非隔震结构相比,将具有较长的周期(通常是原周期的2~3倍)。
根据反应谱理论,层数较少的非隔震结构周期较短,地震作用较大,而隔震建筑的周期明显延长,使得地震作用显著减小。
这是目前对隔震建筑原理的一般解释,并由此认为隔震建筑一般适用于层数用隔震技术,我国也开始高层建筑隔震的研究和应用。
但传统的基于延长周期的隔震原理似乎无法解释隔震技术在高层建筑中应用的合理性,而实际高层建筑隔震的动力分析结果又表明高层建筑隔震仍具有明显的减震效果。
隔震技术在高层建筑中应用的合理性来源于多个方面,其中比较主要的方面在于隔震层同时也是绝好的消能减震层,结构的大部分变形集中在隔震层,使得隔震层中阻尼器的消能作用具有更高的效率。
除此之外,即使只考虑隔震本身,高层建筑隔震仍具有其他优势,主要体现在上部结构绝对加速度响应的降低。
2.隔震建筑的形式2.1 基础隔震所谓基础隔震,就是在建筑物的基础与上部结构之间增设高度很矮,具有足够可靠性的隔震层,控制地面运动向上部结构传递,地震时其能量可反馈到地面或由隔震层吸收,以大大减小结构及构件的地震反应,确保建筑物的整体安全,其内部设备不发生破坏或丧失使用功能,室内人员不遭受伤害也不会有强烈震感。
隔震结构设计方法
隔震结构设计方法在隔震结构的设计中,应通过对结构的整体特性、结构布置、结构刚度的分布等情况进行合理设置,控制结构在地震发生时的反应性能,达到减小地震反应的目的,一般需要遵循以下原则:1.隔震建筑的设防目标一般应高于传统建筑。
合理设计的隔震建筑均可达到“小震不坏,中震不坏或轻微破坏,大震不丧失使用功能”的设防目标。
2.隔震建筑结构的定型基本规则。
应该控制隔震支座的布置及结构的刚度,使其分布均匀。
尽量使结构刚度中心与上部结构的质量中心的偏移小一些,这样做可以保证结构不致因为太大的扭转作用而发生意外破坏。
3.基础隔震技术对低层多层建筑最为适合,隔震建筑的房屋高度和层数应符合有关设计技术规范中的相应规定。
4.由于建筑隔震技术的特点,隔震建筑一般更适合于I、II、III类建筑场地,并且在结构设计中选用刚性较好的基础类型,以保证隔震层的稳定性和在地震中运动的一致性。
5.一般来说,隔震建筑隔震层的抗拉能力比较薄弱,根据剪切型结构的特点,为了保证隔震结构的稳定性,确保隔震结构的倾抗覆能力及地震时有效防止上部结构与隔震层之间的距离,应对隔震结构的高宽比加以控制。
隔震结构的高宽比应满足下表的要求。
当高宽比不满足要求时,应进行罕遇地震下的抗倾覆验算。
隔震建筑最大高宽比:烈度 6 7 8 9最大高宽比 2.5 2.5 2.5 2.0同时还应对非地震作用的水平荷载(如风荷载)加以限制,一般说来,应控制非地震作用的水平荷载不超过结构总重力的10%。
这样做也可以有效保证隔震建筑的舒适性。
6.合理设置隔震结构的基本周期,避开场地周期和上部结构的周期,有效地发挥隔震技术的效用。
7.基础隔震层一般应设置在结构第一层以下的部位,隔震层在罕遇地震下应保持稳定,且不出现不可恢复的变形。
控制隔震结构的节点构造,保证隔震层在地震时有效发挥作用。
8.穿过隔震层的设备配管和电器、通信系统的配线,应采用挠曲柔性连接等适应隔震层罕遇地震水平位移的措施;采用钢筋或钢架接地的避雷设备,应设置跨越隔震层的接地配线。
