浅谈建筑物减震、隔震研究的现状及展望

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分析建筑结构隔震技术的研究和应用

分析建筑结构隔震技术的研究和应用

分析建筑结构隔震技术的研究和应用建筑结构隔震技术是指通过一定的设计和结构改造手段,使建筑能够在发生地震等外部振动作用时,降低结构受力,减小地震损害,从而增强建筑结构的抗震性能。

隔震技术的研究和应用对于提高建筑结构的抗震能力、减少地震灾害具有非常重要的意义。

本文将分析建筑结构隔震技术的研究现状和应用情况,并探讨其未来发展趋势。

一、建筑结构隔震技术的研究现状建筑结构隔震技术是20世纪60年代中期提出的抗震结构新概念。

早期的隔震技术主要是基于减震和隔震理论,通过设置减震器、隔震支座等装置,来降低地震振动对建筑结构的影响。

随着科学技术的不断发展和进步,建筑结构隔震技术也得到了很大的突破和进展。

目前,隔震技术的研究重点主要集中在以下几个方面:1. 防震设计理论和减震技术的改进:通过对地震波动的分析和理解,对隔震支座、减震器等装置的设计和制造进行改进,以提高其抗震性能和可靠性。

2. 多学科交叉研究:隔震技术的研究不仅需要结构工程领域的专业知识,还需要涉及土木工程、地震工程、材料科学、机械工程等多个学科领域的专业知识。

多学科交叉研究成为隔震技术研究的一个重要趋势。

3. 隔震技术的数值模拟和实验研究:通过数值模拟和实验研究,可以更加深入地了解隔震技术在不同条件下的工作原理和性能特点,为隔震技术的实际应用提供科学依据。

二、建筑结构隔震技术的应用情况隔震技术已经在世界范围内得到了广泛的应用,并取得了显著的效果。

在日本、美国、中国等地,都建造了大量采用隔震技术的建筑。

这些建筑在地震发生时,能够有效地减小结构受力,降低地震破坏,为人们的生命和财产安全提供了有力的保障。

在中国,隔震技术也得到了广泛的应用。

以北京大学陈天华教授的领衔的隔震技术团队为例,他们的隔震支座在北川汶川地震中发挥了重要作用,降低了建筑结构的震害程度,得到了极大的成效。

中国还建造了一系列地震隔震示范工程,如北京全国地震科技示范工程、宁夏隔震建筑示范工程等,这些示范工程在实际应用中积累了大量的宝贵经验,推动了隔震技术的发展和成熟。

浅谈建筑隔震技术在住宅建设中的应用与发展前景

浅谈建筑隔震技术在住宅建设中的应用与发展前景

浅谈建筑隔震技术在住宅建设中的应用与发展前景摘要:关于住宅中建筑隔震技术的应用,我国在多层结构中相对集中,隔震技术在高层住宅中的应用相对较少,当前,针对该技术的应用理念应该有所转变,为了使隔震技术能够在多层住宅中发挥其价值,还是要使其在加固改造等方面加大应用力度,基于此,本文对其具体应用和发展前景展开探索。

关键词:住宅;建筑结构;隔震;橡胶支座近些年来隔震技术在我国实现了有效的研究,这种减少地震破坏作用的技术,在住宅建筑中开始得到了广泛的应用,在日本的住宅建设中,大多数会采用隔震技术,该技术的应用在日本这样的地震频繁国家收获了良好的经济效益,结合当前我国住宅建筑中隔震技术的使用情况,站在经济角度对隔震技术在我国住宅建设中的应用与推广进行深入分析[1]。

一、隔震技术简介当前的隔震技术大多指的是基底隔震,当然也有层间隔震,无论是哪种技术在原理上都是一致的,就是减少隔震以上结构的地震反应。

前者在应用过程中,会在建筑物底部与基础顶面之间设置隔断消能装置,该装置能够吸收并消耗地震能量,这种侧向高度很小的震动控制装置形成一种系统,使整个建筑物的振动周期都能够得到延长,地震所引起的建筑物变形,并会由该隔震装置集中吸收,相当大一部分地震能量在上传的过程中被阻断下来,于是上部结构的地震反应明显减少[2]。

二、隔震体系的优越性隔震体系的优越性十分明显,首先该体系能够有效的减轻结构的地震反应,在一系列的地震模拟实验中可知,隔震体系的结构加速度反应,只有传统结构加速反应的1/10左右,相对于传统抗震结构而言,这样的减震效果优势明显,不仅达到了减震的目的,同时还能够对结构和内部设备进行很好的保护,避免因地震而致使这些结构和设备受损;其次当地震发生时,地面会剧烈震动,这样的条件下,佐证体系仍然能够进行正常的弹性工作,这对于一些重要结构和设备而言是非常有效的保作用。

再次,相对于传统的抗震结构而言不仅在措施上更加简单,而且在设计与施工上也非常明了;最后,地震发生后,对于隔震体系的修复是非常方便的,不需要考虑建筑物本身的修复问题,只需要对隔震装置进行检查与更换即可。

建筑结构隔震技术现状与应用

建筑结构隔震技术现状与应用

建筑结构隔震技术现状与应用1. 引言1.1 背景介绍建筑结构隔震技术是一种应用于建筑领域的重要技术,它可以有效地减轻地震对建筑结构的破坏,提高建筑的抗震性能。

随着科技的不断发展和人们对建筑安全的重视,隔震技术在建筑设计与施工中得到了越来越广泛的应用。

背景介绍部分将从隔震技术的起源和发展历程、隔震技术在世界各国的应用情况以及目前国内建筑结构隔震技术的研究现状等方面进行详细介绍。

隔震技术的起源可以追溯到20世纪60年代,当时日本学者提出了利用隔震技术减轻地震对建筑结构破坏的想法。

随后隔震技术在日本得到了较为广泛的应用,并取得了显著的效果。

随着时间的推移,隔震技术在美国、中国等国家也逐渐引起了重视,并得到了越来越多的研究和探讨。

通过对隔震技术的背景介绍,可以更好地了解隔震技术的发展历程和应用情况,为接下来对建筑结构隔震技术的概述和分类提供更好的理解和基础。

1.2 研究目的研究目的是为了探讨建筑结构隔震技术的现状与应用,深入分析隔震技术在建筑领域中的重要性和作用机制,明确隔震技术的分类和原理,通过案例分析展示隔震技术在实际工程中的应用效果,并对隔震技术的未来发展趋势进行探讨和展望。

通过本研究,旨在为更好地推动建筑结构领域的科学发展,提高建筑结构的抗震性能和安全水平,为城市建设和人民生活的安全提供更为坚实的保障。

通过梳理和总结现有的研究成果与实践经验,希望能够为相关领域的研究者、设计师和工程师提供参考和借鉴,促进隔震技术在建筑工程领域的广泛应用和推广,促进建筑结构的可持续发展和进步。

1.3 研究意义建筑结构隔震技术的研究意义主要体现在以下几个方面:隔震技术可以有效提高建筑结构的抗震性能,减轻地震对建筑物的破坏程度,降低地震造成的人员伤亡和财产损失。

在地震频发的地区,隔震技术的应用可以大大提升建筑物的抗震能力,保障人民生命财产安全。

隔震技术可以改善建筑结构的舒适性和安全性,提高建筑物的使用性能。

通过隔震技术,可以减少地震时建筑结构的振动和变形,减轻人员的恐慌情绪,提高建筑物的使用舒适度,延长建筑物的寿命。

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

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。

建筑结构隔震与减震设计问题之研究探讨

建筑结构隔震与减震设计问题之研究探讨

建筑结构隔震与减震设计问题之研究探讨地震破坏力非常强,在对建筑物使用造成影响的同时,还会威胁到人们的生命、财产安全。

随之,建筑整体安全、抗震性能已成为建筑工程项目设计的关键所在。

在现代化建筑结构设计中,隔震、减震技术扮演着关键性角色,其必要性、可应用性日益突显。

因此,本文作者对建筑结构隔震、减震设计问题予以了探讨。

标签:建筑设计;隔震;减震;问题;探讨0 引言随着时代不断演变,环境问题已成为新时期的主要旋律,成为社会大众关注的焦点。

随着生态环境日益恶化,各种自然灾害频繁发生,尤其是地震。

在新时代下,从大型地震灾害发生后的状况来看,我国一些地区建筑物抗震水平比较低下,没有达到相关规定,存在较大的安全隐患,而导致这一现象的因素比较多,比如,建筑原材料质量不合格,建筑结构设计不合理。

为此,需要从建筑工程的设计环节入手,特别是抗震设计方面,为提高建筑物自身的抗震能力,使建筑结构的破坏最小化提供有利的保障。

1 建筑结构隔震设计从某种意义上说,隔震技术是以延长结构自振周期为基点,减少建筑结构地震反应。

隔震技术比较适合对抗震有利的地段,需要避开不利地段。

通常情况下,主要是对这几个方面进行抗震设计,比如,地基、建筑物上部结构。

在具体设计中,需要充分考虑建筑物自身结构、地震结构特点,把隔震层设在建筑物核心位置。

由于隔震层在建筑物中所处的位置不同,隔震设计被分为不同的类型。

图1是建筑物底部设置隔震装置示意图。

(1)隔震地基材料。

在建筑工程建设中,建筑物类型不同,采取的地基材料也各不相同。

对于这方面,可以运用特殊材料来处理建筑物地基,削弱地震波,从而弱化建筑物在地震中的震感。

由于传统建筑物主要采用粘土、砂子进行基础部分垫层,可以应用沥青类型的新型材料设置隔震层,能够起到较好的隔震效果。

(2)基础隔震结构。

它是指在建筑基础部分消耗大量的地震波,可以有效防止地震波传递到建筑上部结构中,能够降低地震对建筑物上部结构的破坏程度。

建筑结构设计中的减震与隔振技术研究

建筑结构设计中的减震与隔振技术研究

建筑结构设计中的减震与隔振技术研究随着人们对建筑安全性要求的提高,减震与隔振技术在建筑结构设计中发挥着越来越重要的作用。

本文将对建筑结构设计中的减震与隔振技术进行研究,并探讨其应用前景和发展趋势。

一、减震技术的研究减震技术是指通过减少地震或其他振动在建筑结构中的传递来降低建筑物受到的振动影响的一种技术手段。

常见的减震技术包括基础减震、沉箱结构、摩擦减震器等。

1. 基础减震技术基础减震技术是通过在建筑底部设置减震装置,减少地震引起的振动传递到建筑物的主要结构中。

常见的基础减震技术包括基础隔震和基础摆隔震。

基础隔震技术是将建筑底部的基础与地基之间设置弹性隔震垫层,通过弹性隔震垫层的吸能作用,减少地震振动传递。

这种技术在日本地震频繁的地区得到了广泛应用。

基础摆隔震技术则是在建筑底部设置了一个摆动的调节装置,通过自由摆动来吸收地震能量,减少地震引起的振动。

这种技术具有结构简单、施工方便等优点。

2. 沉箱结构沉箱结构是一种将建筑底部设置为沉箱的结构形式。

通过设计合理的沉箱结构,可以吸收地震能量,减少地震引起的振动。

这种结构形式在高层建筑和桥梁等领域得到了广泛应用。

3. 摩擦减震器摩擦减震器是一种利用摩擦原理,通过设置摩擦面减少结构振动的技术。

常见的摩擦减震器包括滑动摩擦减震器和球式摩擦减震器。

摩擦减震器具有体积小、自重轻、使用方便等特点,广泛应用于建筑结构设计中。

二、隔振技术的研究隔振技术是指通过在建筑结构和地基之间设置隔振装置,将建筑振动与地基振动分离,达到降低建筑物受到的振动影响的目的。

常见的隔振技术包括弹性支座隔振、橡胶隔振、液体隔振等。

1. 弹性支座隔振弹性支座隔振是在建筑结构与地基之间设置弹性支座,通过弹性支座的变形吸收振动能量,将建筑振动与地基振动隔离。

这种技术具有隔振效果好、使用寿命长等优点,在高层建筑和桥梁等领域得到了广泛应用。

2. 橡胶隔振橡胶隔振是一种利用橡胶材料的弹性特性隔离振动的技术。

建筑结构设计中的隔震减震措施研究

建筑结构设计中的隔震减震措施研究摘要:随着我国城市化进程的加快,建筑行业取得了举世瞩目的成就。

然而,地震等自然灾害对建筑结构的破坏也越来越引起广泛关注。

为了提高建筑结构的抗震性能,隔震减震措施在建筑设计中的应用越来越受到重视。

本文将从以下几个方面对建筑结构设计中的隔震减震措施进行深入研究。

关键词:建筑结构设计;隔震减震;措施1隔震减震措施的原理隔震减震措施是通过减小地震波对建筑结构的传递,降低结构地震响应,从而提高建筑物的抗震性能。

隔震减震措施主要利用隔震器和减震器来实现。

隔震器是一种具有较大变形能力的装置,能有效减小地震波的上传;减震器则是一种能消耗地震能量的装置,降低结构的地震反应。

2隔震减震技术在建筑结构设计中的重要性2.1提高建筑安全性隔震减震技术能够在地震发生时显著降低建筑物的振动响应,从而减小结构的损坏程度。

研究表明,采用隔震减震技术的建筑物在地震中的损坏程度相较于传统结构可以降低50%以上。

这意味着在地震频发的地区,采用隔震减震技术的建筑物可以为居民提供更安全的生活环境。

2.2提高建筑舒适性隔震减震技术不仅能提高建筑物的安全性,还能提升其舒适性。

在地震作用下,采用隔震减震技术的建筑物能够减小结构的加速度响应,降低室内家具、物品的晃动程度。

此外,隔震减震装置还能有效减小建筑物在风、波浪等环境荷载下的振动,进一步提高建筑物的舒适性。

2.3节约能源与可持续发展隔震减震技术在提高建筑安全性和舒适性的同时,还能实现能源的节约和可持续发展。

这是因为隔震减震装置可以降低建筑物的风化和热传递,从而减小供暖、空调等设备的能耗。

此外,采用隔震减震技术的建筑物在地震中的损坏程度较低,减少了维修和重建的频率,有利于延长建筑物的使用寿命,降低资源消耗。

3隔震减震措施在建筑设计中的应用3.1基础隔震隔震设计在建筑物基础部分的运用,已被证实是一种极具成效的提高抗震性能的方法。

这种技术的核心是通过采用先进的隔震支座产品,如隔震橡胶支座和摩擦摆支座等,来实现对地震作用的有效隔离。

建筑结构减隔震及结构控制技术的现状和发展趋势

一、传统的抗震方法地震是由于地面的运动,使地面上原来处于静止的建筑物受到动力作用而产生强迫振动,因而在结构中产生内力、变形和位移。

经过简化后模型的动力学分析,即一次次的震害分析进行修正、补充,得到一些建筑物在地震作用下的反应机理及破坏形式,提出了一些建筑物抗争的计算方法及设计的基本原则。

这些在实际应用中得到了很不错的效果。

1、概念设计的一些原则1)总体屈服机制。

例如强柱弱梁。

2)刚度与延性均衡。

砌体结构中为提高延性设构造柱与圈梁,形成一个较弱的框架。

3)强度均匀。

结构在平面和立面上的承载力均匀。

4)多道抗震防线。

5)强节点设计。

6)避开场地卓越周期区。

2、在此基础上作结构地震反应分析,其分析方法主要有:①地震荷载法;②振型分解法;③动力时程分析法。

现在还发展了push-over法、能力谱等方法。

抗震设防目标也从单一的、基于生命安全的性态标准发展到基于各种性态,强调“个性”设计的设计理念。

3、传统抗震方法的缺点与不足传统抗震结构主要利用主体结构构件屈服后的塑性变形能和滞回耗能来耗散地震能量,这使得这些区域的耗能性能变得特别重要,而一旦由于某些因素导致这些区域产生问题,将严重影响到结构的抗震性能,产生严重破坏,由于破坏部位位于主要结构构件,其修复是很难进行的。

由于传统抗震结构是以防止结构倒塌为目标,其抗震性能在很大程度上依赖于结构(构件)的延性,以往的许多研究也注重于提高结构(构件)的延性方面,却忽略了对结构损伤程度的控制。

4、传统的抗震方法在提高结构性能方面有较多困难。

传统抗震结构的耗能能力主要依赖于主体结构的延性。

既要求主体结构强度高,又要求延性好,很难实现。

1)框架结构许多研究者推荐强柱弱梁体系作为最合适的抗震框架体系。

该体系可将地震输入能量分散在结构的许多部位耗散掉,甚至可以控制塑性铰出现的顺序与部位,延性对于使建筑物在罕遇地震中保存下来固然很重要,但这些预期的塑性铰区在中等程度的地震中也会产生,延性也同时应被看作是一种“破坏”。

建筑结构隔震与减震设计问题分析与措施探讨

建筑结构隔震与减震设计问题分析与措施探讨摘要: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性也在不断凸显。

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;减震设计;问题;措施;引言地震是人类社会所遭受的目前为止具有严重破坏能力的自然灾害之一,如果发生地震,将会对建筑物造成严重的损失,在进行建筑结构设计时,把隔震减震措施考虑进去,这样可以使建筑具有较高的抗震性,当遭遇地震时,可以更好地保护建筑物和人员。

现阶段采取的抗震减震手段一般是在设计建筑结构时对建筑物刚度进行一定的单独设置,这样建筑物结构可以有一些延性,可以做到裂而不倒的状态。

但是,这些传统的减震手段有缺陷,如果地震强度超过了设计承受的强度,整个建筑物就无法有效保证结构的整体安全性,对建筑结构减震防震控制技术的研究,可以使建筑物结构更加具有良好的减震抗震性能。

1建筑隔震减震体系概述在工程减震区域中,隔震技术是应用较为广泛的技术之一。

在相关技术应用过程中,施工人员要在建筑物下端或者某个位置安装控制装置,安装控制装置的目的在于一旦发生地震,能够减少地震对于结构产生的不利影响,通过隔震减震装置的运作,能够吸收一部分能量,从而最大程度降低地震产生的危害。

我国建筑物减震隔震研究现状与发展

我国建筑物减震隔震研究现状与发展吴世跃【摘要】阐述了建筑物减震隔震的研究现状及特点,在论述了基础滑移隔震技术基本原理的基础上,针对目前国内外常见的几种滑移隔震装置的特点进行了分析和总结,介绍了我国滑移隔震的应用情况及隔震构造.根据我国滑移隔震技术研究和应用情况,从理论分析和工程应用等方面进行了综述,表明滑移隔震技术是一种具有很大发展潜力的结构减震形式.应加大研究和技术开发力度,对技术成熟的滑移隔震装置编制相应的行业规范和标准,以利于工程应用.【期刊名称】《山西焦煤科技》【年(卷),期】2010(034)003【总页数】4页(P45-48)【关键词】建筑结构;摩擦;滑移;隔震;现状;研究;应用;发展【作者】吴世跃【作者单位】西山煤电集团公司官地矿【正文语种】中文【中图分类】TD222008年5月12日四川汶川发生8.0级地震,根据地震灾区的信息披露表明,汶川大地震中的人员伤亡,大部分是因为工厂、办公楼、学校、住宅等房屋倒塌造成的,由此可以看出,随着我国城镇化建设发展,城镇聚集的人口密度也在随之上升。

因此,汶川大地震的警示之一,就是应当更加关注建筑物减震隔震的研究应用。

在抗震防灾中,传统方法还是停留在“堵”上,即通过提高结构承载力和延性来抗御地震;而采用“疏”的办法则是近年的事,也就是将地震运动输入的能量部分转移到隔震元件或减震构件上。

目前,房屋抵抗倒塌主要依靠结构自身的累积耗能和损坏来实现。

随着社会进步,即使能减少地震中人员的伤亡,但由结构破坏造成的直接和间接经济损失及其引发的次生灾害变得日益严重和难以承受,它极大地妨碍着社会发展。

近20年来,世界上逐渐转向结构减震隔震的研究应用,已取得较好进展。

试验研究表明,通过适当的减震控制措施,在地震中特别是“大震”作用下,结构的地震作用可大大降低,能有效防御地震灾害。

在地震工程中,走抗震与减震相结合的道路,将是今后的发展趋势。

国内外采用的隔震措施可分为两类:橡胶垫支座隔震和滑移隔震。

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浅谈建筑物减震、隔震研究的现状及展望
作者:张俊强刘志超
来源:《卷宗》2016年第04期
摘要:本文介绍了减震、隔震的方法及其在我国建筑领域的应用情况。

指出了隔震和耗能减震亟待解决的问题
关键词:建筑物;隔震;现状和展望
0 引言
各种震动源,如爆炸、打桩、结构物倒塌与地面撞击、地震等都会引起震动源附近结构物的振动,当振动超过一定程度,会引起结构物开裂,地基沉降等,严重的会导致结构物的破坏,随着人们生活水平的提高对居住环境的要求也更加严格,因此控制地震动的大小是工程施工及设计部门的一大难题。

目前解决地震动问题的方法主要有以下两种,第一种是减少震动源的强度,这是主动防护方法;对工程爆破,在不能减少一次爆破装药量的前提下,采用分段延时爆破技术可有效地减弱地震动,对桩基施工问题,采用静压或钻孔的施工方法来代替锤击或振动沉管的施工方法,这样可有效地控制地震动对结构物的破坏,当减少震动源强度方法仍无法满足附近结构物的振动控制要求或震动源不受人为控制时,常采用第二类方法,即被动防护的方法;其中最常用的主要有设置隔震沟等方法来减弱地震动的大小。

1 结构体系地震反应控制方法
地震发生时,地面的地震反应引起结构物的地震反应。

基础固结于地面的建筑物,如同一个地面地震反应的“放大器”,结构物的地震反应沿纵向从下到上逐级放大,如果结构物某部分的地震反应过大,可使建筑饰面、装修等非结构构件毁坏室内昂贵仪器或设备遭受破坏,甚至使主体承重结构严重破坏或倒塌,为免上述震害,人们必须对结构体系的地震反应进行控制。

目前采用的主要方法有:
刚性结构体系。

它能大大增加结构物的刚度,使结构的地震反应接近地面地震反应。

这种结构体系较难实现,也很不经济。

柔性结构体系。

它能大大降低结构物的刚度,使结构的地震加速度反应减少,地震作用减少。

但这种体系位移过大,使建筑装饰等破坏严重,并且在风荷载或轻微地震作用下刚度不足,影响正常使用,因此在很多情况下这种体系是不现实的。

延性结构体系。

它能适当控制结构物的刚度,使结构构件在地震作用时进入非弹性状态,且具有较大的延性,以消耗地震能量,减轻地震反应,使结构物裂而不倒,这也是目前世界各国普遍采用的抗震方法。

这种方法在很多情况下是有效的,但也存在前述的局限性。

柔性底层结构体系。

它能保证结构上部的刚度,减小结构底层的刚度,使结构底层在地震时进入非弹性状态。

震害表明,这种体系虽能减少上部结构的地震反应,但底层柱列变形过大,破坏严重,甚至倒塌。

随着社会的发展,对建筑物抗震设计的安全性和适用性提出了更为严格的要求,特别是工业向高精度技术发展,采用上述那些传统的抗震设计方法有时不能适应工程的实际需要,这样,隔震体系、耗能减震体系及其它结构控制体系就应运而生了。

2 目前常用隔震方法介绍
2.1 设置隔震沟
工程上常用的隔震沟有两种即硬沟和软沟。

硬沟方法是在要防护方向设置一排桩来减弱地震动,但此方法造价高,故工程上使用较少;软沟是指在主要防护方向上挖掘一条地沟或人为制造的破碎带,用来减弱地震动,此方法简便易行且造价较低,但缺点是开挖时会人为造成边坡失稳及附近土介质沉陷的问题,因此沟深不会太大,从而会影响减震效率。

2.2 设置橡胶垫隔震装置
橡胶垫隔震装置包括天然橡胶垫,标准多层橡胶垫,内包阻尼体橡胶隔震垫,铅芯橡胶隔震垫等。

橡胶垫隔震技术已比较成熟,性能可靠、稳定。

橡胶垫隔震技术既适于新建结构,也适于原有结构物的抗震加固及震后修复;既适于一般民用房屋,也适用于构筑物、桥梁、铁路及地铁等土木工程;既适于砌体结构,也适于框架结构;既适于多层建筑,也适于中高层建筑(≤20 层)。

此外还可用于加层及移位建筑中。

2.3 滑移隔震
在房屋基础底面处设置钢摩擦滑板、石墨、砂料、涂层垫层及聚四氟乙烯(PTFE)等材料形成滑移层,使建筑物遭遇地震时,通过该处不连续介面的滑移错动,部分地切断地震波的传播,限制上部结构的地震反应。

滑移隔震技术具有简单易行、造价低廉、性能稳定、隔震效果受地面运动频率特征影响较小和几乎不会出现共振现象等优点,是一种经济实用的隔震体系,特别适用于多层砌体结构,因而在我国有广阔的发展前景。

2.4 滚动隔震
用高强合金制成的滚珠(滚轴)涂以防锈或润滑层后置于上部结构与基础之间,地震作用下,通过滚珠及滚轴滚动而达到隔震的目的。

滚动隔震主要有双向滚轴加复位消能装置、滚球
加复位消能装置、滚球带凹形复位板、碟形和圆锥形支座等几种形式。

研究表明,设计合理的滚动支座具有良好的稳定性、限位复位功能和显著的隔震效果。

3 隔震和减震亟待解决的问题
隔震和耗能减震都属被动控制系统,不需外部能源,一般只对某种设定的地震动特性进行控制,缺乏跟踪和调节能力。

目前对于隔震及减震亟待解决的问题有:
隔震沟用于地震动的被动防护在工程中有许多问题需要研究解决,如沟的宽度对隔震效率的影响,沟的深度与隔震效率之间的关系,沟的平面形状对隔震效率的影响等等,所有这些问题研究可以通过用理论研究与现场试验方法进行,但现场试验方法介质情况单一,试验过程控制困难,因此探讨有效的理论研究方法将会成为隔震沟隔震机理研究的热点。

隔震装置、耗能减震装置的研究与开发:一方面要对现有的隔震、耗能减震装置进行进一步研究,消除其局限性,扩大其适用范围;另一方面要研究开发新的、有效的、经济效益好的隔震、减震装置
智能材料,如形状记忆合金(SMA)在结构减震中的应用基础研究;智能化结构抗震体系的研究。

隔震、减震装置耐久性安装、维修与更换的研究。

隔震、减震系统可靠性研究。

隔震、减震结构体系的算法、简化方法和设计方法(规程)的研究。

4 结语
对建筑物进行隔震、减震处理将会使得建筑结构体系变得更加有效、安全、适用、可靠,并且可以降低造价,它们在工程中有着广泛的应用前景。

可以预言隔震、减震技术将成为21世纪建筑结构防震、减震的重要手段,必将为减轻不利震动对人类造成的危害作出贡献。

参考文献
[1] 张雪亮,黄树棠等著.爆破地震效应.地震出版社,1981.6
[2] 张延年.建筑抗震设计.北京:机械工业出版社,2011.6
[3] 崔京浩.基础隔震结构设计及施工指南.北京:中国水利水电出版社:知识产权出版社,2007
[4]梁兴文.结构抗震性能设计理论与方法.北京:科学出版社,2011.3。

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