關于我們

在線客服

幫助

24小時客服:010-82326699 400-810-5999

建設工程教育網(wǎng) > 建筑文苑 > 其他相關 > 正文

隔震建筑結構設計

2010-10-08 13:16  來源于網(wǎng)絡  【  【打印】【我要糾錯】

  近代的基礎隔震技術基本上可分為兩大類,即彈性隔震和基礎滑動隔震。在彈性隔震中,疊層鋼板橡膠墊隔震技術應用最多。這類隔震方案主要是在房屋底層與基礎頂面之間增設一個側(cè)向剛度很低的隔震層,使在地震過程中整個結構體系的周期變長,變形集中在底層,上部結構基本上是剛性運動。但主要用于隔震水平地震動,對于豎向震動則幾乎沒有隔離作用;另一方面,這種隔震體系實際上是在地震時對上部結構起著低通濾波的作用,地震中的中高頻成分幾乎全部可以濾掉,但并不能完全避免結構共振。

  1 隔震技術

  隔震技術不僅在新建工程中獲得應用,而且已用于現(xiàn)有建筑的抗震加固改造。隔震裝置可安裝在結構的防火層或設備層,隔震層可設置在結構的不同部位,如基礎、中間層等,也可設置在房屋的頂層,同時起到結構加層和抗震加固的目的。由于傳統(tǒng)的加固改造技術對結構震后的性能和不可靠程度缺乏準確地了解,故較難達到強度和延性的合理匹配。采用隔震技術對結構進行加固改造,通過在隔震層設置剛度很小的隔震裝置,將地震變形集中到隔震裝置上,相對于依靠結構本身的較高強度和較低變形來吸引地震能量而言,隔震結構的周期和阻尼都有很多的提高,故加速度和位移反應明顯降低。同時,耗能減震加固改造技術,智能材料加固改造技術,以及吸振減震加固改造技術等開辟了房屋加固改造的新途徑。

  2 隔震建筑的形式

  2.1基礎隔震

  基礎隔震是建筑抗震新技術家族中的佼佼者,大量試驗研究及多次強震實踐表明,基礎隔震以其極少的投資換取很大的安全系數(shù);A滑動隔震效果受地面運動頻率特性的影響較小,幾乎不會發(fā)生共振現(xiàn)象。

  所謂基礎隔震,就是在建筑物的基礎與上部結構之間增設高度很矮, 具有足夠可靠性的隔震層,控制地面運動向上部結構傳遞,地震時其能量可反饋到地面或由隔震層吸收,以大大減小結構及構件的地震反應,確保建筑物的整體安全,其內(nèi)部設備不發(fā)生破壞或喪失使用功能,室內(nèi)人員不遭受傷害也不會有強烈震感。同時,還可防止結構內(nèi)部的次生災害。主震后無需避震疏散,即使發(fā)生罕遇大震隔震房屋也不會倒塌。

  在其中使用的橡膠隔震墊不僅有良好的隔震性能,而且該技術在造價方面也有其優(yōu)越性。隔震結構與一般結構相比,費用增加的部分包括:隔震構件、隔震層上面的樓面、設備管道的柔性接頭及相應的設計費用和施工費用。如果上部結構仍然按傳統(tǒng)的抗震設計,其總工程費用略有增加。

  采用基礎隔震設計上應注意:(1)在建筑物周邊,隔震層部分要比基礎大一圈,因此場地要寬裕;(2)隔震層的周圍設擋土墻,其上部有墻外狹道等,因此要確保地震時不因上部結構的移動而帶來其它問題;(3)方便檢查和更換隔震裝置;(4)為使設備管線適應隔震層的位移和變形,常采用柔性連接或球型接點,但要考慮安放裝置及檢修的空間;(5)隔震建筑物與其它建筑物之間的聯(lián)系通道要適應相對變形,確保暢通無阻。

  2.2中間層隔震

  在基礎以上的中間樓層設置隔震層,下部結構同普通建筑物一樣直接與地基接觸,因此它不存在基礎隔震建筑的底部體積和墻體數(shù)量問題,但隔震層以下的樓層需要做抗震處理。在市區(qū)場地不太寬裕時,可把隔震層設計在地面以上,在空中變形有利于節(jié)約用地,同時也能有效減少地基的挖土量。

  采用中間層隔震,設計上應注意:(1)為適應隔震層的移動變形,該部分的建筑外墻應設水平縫,要考慮防水、隔音、防火等,也要注意立面的協(xié)調(diào)美觀;(2)解決樓梯、電梯井、機器升降、設備管線等貫穿隔震層的問題,并考慮防火區(qū)間的劃分;(3)便于檢查、更換隔震裝置及耐火材料等。

  隔震裝置布置和選取的一般原則為:(1)隔震層具有適當?shù)乃絼偠龋趶婏L作用下,隔震層具有足夠的初始剛度,在較大地震作用時,隔震層產(chǎn)生柔性變形,能大大減小水平地震作用;(2)隔震層的水平剛度中心宜與上部結構的質(zhì)心基本一致;(3)隔震裝置具有足夠的豎向承載力和水平變形能力,在發(fā)生大震時,可安全穩(wěn)定地支撐建筑物,不會出現(xiàn)失穩(wěn)破壞,能發(fā)揮隔震功能;(4)隔震裝置具有良好的自動復位功能,在發(fā)生大震后,可基本復位到初始位置,當發(fā)生余震時,可繼續(xù)有效發(fā)揮隔震作用;(5)隔震裝置具有較大的豎向剛度,在設計豎向荷載作用下,豎向位移被控制在允許值以下;(6)隔震裝置的剛度和阻尼具有較好的穩(wěn)定性,在可能出現(xiàn)的荷載和溫度范圍以內(nèi),其變化較;(7)具有良好的耐久性,具有良好的抗老化、抗疲勞、抗徐變等性能,在建筑物的使用期內(nèi)能有效發(fā)揮隔震作用。

  3 隔震結構控制理論

  一種新的隔震設計理論—結構控制和控制結構理論。結構控制主要研究結構工程中控制裝置的設計理論、方法及其實施,控制結構是根據(jù)給定的條件將結構和控制裝置作為一個整體進行優(yōu)化設計。

  主動控制由于制約因素多、造價昂貴等原因,應用研究尚處于開創(chuàng)階段。被動控制特別是其中基礎隔震技術的研究,已經(jīng)逐漸成熟,在工程應用中日漸廣泛。所謂基礎隔震,就是在結構底部與基礎頂面之間設置隔震層,使上部結構與固結于地基中的基礎分離,阻隔地震波向上部結構的傳播,使得輸入結構的能量或反饋入地基土層或被耗能元件吸收,從而大大減少結構的地震反應,保證建筑物的安全,乃至正常使用功能。

  4 隔震建筑經(jīng)濟性

  隔震建筑在振動性能和抗震安全性方面提高了建筑結構的附加價值。因此,與以往建筑比較時,應考慮附加價值進行綜合評價。在考慮隔震建筑的造價時,不僅要考慮其初始造價,還要考慮其使用階段期間遭受地震損壞的維修、重建、內(nèi)部物品的損壞和經(jīng)濟損失,在此意義上,隔震建筑具有很好的經(jīng)濟性。

  參考文獻:

  [1]陳旻.建筑結構隔震技術研究[J].山西建筑,2009,(07).

  [2]王成.隔震結構應用設計與研究[J].工程建設與設計,2003,(08).

  [3]彭彤.對建筑抗震結構設計的探討[J].科技創(chuàng)新導報,2009,(02).

  [4]范同順.某工程建筑物自動控制系統(tǒng)方案設計[J].電工技術雜志, 2001,(10).

  [5]安新正.淺談工程抗震隔震技術[J].邯鄲職業(yè)技術學院學報.

延伸閱讀:建筑結構 設計 隔震
收藏分享:論壇
分享到:
相關新聞
  • 特色班
    4大班次+2-3套全真模擬題
    提升學習效果
  • 精品班
    4大班次+2-3套全真模擬題+1套預測試題
  • 實驗班
    3套全真模擬題+2套預測試題+考前沖關寶典
  • 定制班
    3套模擬題+3套預測題+考前沖關寶典+考前重點
  • 移動班
    以知識點為單元授課練習,
    強化重點、難點、考點
版權聲明

  1、凡本網(wǎng)注明“來源:建設工程教育網(wǎng)”的所有作品,版權均屬建設工程教育網(wǎng)所有,未經(jīng)本網(wǎng)授權不得轉(zhuǎn)載、鏈接、轉(zhuǎn)貼或以其他方式使用;已經(jīng)本網(wǎng)授權的,應在授權范圍內(nèi)使用,且必須注明“來源:建設工程教育網(wǎng)”。違反上述聲明者,本網(wǎng)將追究其法律責任。
  2、本網(wǎng)部分資料為網(wǎng)上搜集轉(zhuǎn)載,均盡力標明作者和出處。對于本網(wǎng)刊載作品涉及版權等問題的,請作者與本網(wǎng)站聯(lián)系,本網(wǎng)站核實確認后會盡快予以處理。
  本網(wǎng)轉(zhuǎn)載之作品,并不意味著認同該作品的觀點或真實性。如其他媒體、網(wǎng)站或個人轉(zhuǎn)載使用,請與著作權人聯(lián)系,并自負法律責任。
  3、本網(wǎng)站歡迎積極投稿。