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建筑減隔震技術(shù)范文第1篇

關(guān)鍵詞：隔震技術(shù)；建筑；應(yīng)用

中圖分類號： TU3 文獻標(biāo)識碼： A

前言

在傳統(tǒng)的建筑中，主要依靠建筑物自身的強度以及韌性來抵抗地震的影響，效果并不是很好，隨著科技的發(fā)展，逐步出現(xiàn)了隔震技術(shù)，隔震建筑則是用隔震裝置將地震時建筑物的擺動轉(zhuǎn)換為建筑物對地面的橫向位移,并吸收地震能量。經(jīng)過大量的工程實踐證明,隔震技術(shù)是防震減災(zāi)的有效手段。

1、隔震技術(shù)的基本原理

這里要闡述的是橡膠墊基礎(chǔ)隔震技術(shù)，這種技術(shù)在建筑物的基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)之間，通過設(shè)置一個隔震層以實現(xiàn)阻隔地震能量向上部結(jié)構(gòu)進行傳導(dǎo)。關(guān)于隔震層，其主要的組成部件是疊層鋼板橡膠墊。其作用為增大結(jié)構(gòu)的自震周期，從而遠(yuǎn)離地震輸入的卓越周期，實現(xiàn)降低隔震層的上下部結(jié)構(gòu)間所存在的地震傳導(dǎo)。隔震層應(yīng)當(dāng)滿足以下幾點要求：

1.1、具有足夠的豎向承載力以及足夠的豎向剛度，確保在正常使用下建筑物可以承受結(jié)構(gòu)的豎向荷載。

1.2、具有比較小的水平剛度以及充分的變形能力，使結(jié)構(gòu)的自震周期得到增大，實現(xiàn)良好的減震效果。

1.3、具有比較大的阻尼以及比較強的復(fù)位功能，阻擾與長期的地震形成共振反應(yīng)。有足夠的初始剛度，保證在風(fēng)荷載和輕微地震作用下建筑物仍然能夠保持穩(wěn)定。

2、隔震系統(tǒng)和隔震設(shè)計對結(jié)構(gòu)的要求

2.1、層間隔震結(jié)構(gòu)的原理

通過在建筑的上部某兩層間設(shè)置隔震層，在隔離震動的水平成分對于隔震層上部結(jié)構(gòu)的傳遞，降低地震對于結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的影響，并且通過隔震層上部結(jié)構(gòu)與下部結(jié)構(gòu)的耦合作用，減低地震對于隔震層下部結(jié)構(gòu)的反應(yīng)，提高建筑物整體的穩(wěn)定性。層間隔震結(jié)構(gòu)的工作機理與基礎(chǔ)隔震結(jié)構(gòu)和TMD系統(tǒng)（調(diào)諧質(zhì)量阻尼系統(tǒng)）的工作機理不同。

2.2、隔震設(shè)計對結(jié)構(gòu)的要求

2.2.1、隔震層應(yīng)提供必要的側(cè)向剛度、阻尼及足夠的豎向承載力。

2.2.2、非地震作用的其他水平荷載(如風(fēng)荷載)標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的總水平力不宜超過結(jié)構(gòu)總重力的10%。

2.2.3、工程經(jīng)驗表明:地震波的中、高頻分量易被軟弱場地濾掉，若在其上建造隔震房屋，延長結(jié)構(gòu)周期將增大而不是減小其地震反應(yīng)。因此《規(guī)范》要求隔震結(jié)構(gòu)建筑場地宜為Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ類等硬土場地，并應(yīng)選用穩(wěn)定性較好的基礎(chǔ)類型。當(dāng)在Ⅳ類場地建造隔震房屋時，應(yīng)進行專門研究和專項審查。

2.2.4、根據(jù)橡膠隔震支座抗拉屈服強度低的特點，《規(guī)范》要求隔震結(jié)構(gòu)最大高度應(yīng)滿足規(guī)范非隔震結(jié)構(gòu)的要求，變形特征接近剪切變形，高寬比宜小于4，且不應(yīng)大于相關(guān)規(guī)范規(guī)程對非隔震結(jié)構(gòu)的具體規(guī)定。采用隔震設(shè)計時應(yīng)對高寬比大于4或非隔震結(jié)構(gòu)相關(guān)規(guī)定的結(jié)構(gòu)進行專門研究。

2.2.5、隔震設(shè)計應(yīng)注意有待解決的問題

（1）對高寬比大、不符合《規(guī)范》要求的結(jié)構(gòu)，在進行隔震設(shè)計時需進行整體抗傾覆驗算，防止支座壓屈并控制支座拉應(yīng)力不超過1MPa。驗算隔震支座拉、壓力時，應(yīng)按罕遇地震作用計算并留有適當(dāng)余地。

（2）地震波在軟弱(夾層)場地的傳播特性尚不明確，軟弱場地、場地有軟弱夾層、下部結(jié)構(gòu)變形過大的情況下應(yīng)慎用隔震技術(shù)。

（3）計算隔震上部結(jié)構(gòu)水平地震作用時，隔震系統(tǒng)力學(xué)性能與水平向減震系數(shù)兩者之間變化規(guī)律有待深入研究。

（4）目前的隔震系統(tǒng)對豎向地震作用無隔離效果，隔震裝置在豎向地震作用下的反應(yīng)還有待進一步探討。

3、基礎(chǔ)隔震技術(shù)的主要分類

3.1、橡膠支座的基礎(chǔ)隔震技術(shù)

對于橡膠支座基礎(chǔ)隔震技術(shù)而言,其支座通常上使用的有普通的疊層橡膠支座、鉛芯的疊層橡膠支座、較高阻的尼疊層橡膠支座等等。這些支座大都利用了疊層橡膠支座對阻尼材料有相應(yīng)的約束力這一作用，使建筑結(jié)構(gòu)產(chǎn)生剪切變形，這樣就能夠充分的發(fā)揮阻尼材料的良好吸收性能，從而更有效地吸收發(fā)生地震時發(fā)出的能量。雖然此技術(shù)的隔震效果很好，結(jié)構(gòu)又比較簡單，性能還很穩(wěn)定，但是這種技術(shù)的造價很高。

3.2、滑動摩擦的基礎(chǔ)隔震技術(shù)

滑動摩擦的基礎(chǔ)隔震技術(shù)指的是在建筑隔震的結(jié)構(gòu)中添加相應(yīng)的摩擦阻尼器再進行隔震作用。這種技術(shù)是在基礎(chǔ)面上邊設(shè)置滑動層，通過滑動層的作用使得建筑結(jié)構(gòu)與基礎(chǔ)解耦之間產(chǎn)生一定的摩擦力。在建筑物發(fā)生很小的地震時，這種摩擦力就可以很好的對上部的結(jié)構(gòu)起到一個阻力作用；而當(dāng)建筑物發(fā)生很大的地震時，滑動層受到的地震作用就很大，甚至比摩擦力還要大，這樣就使得滑動面會出現(xiàn)滑移現(xiàn)象，通過這種滑移現(xiàn)象就能夠有效的消耗并且阻止了地震能量的傳輸，從而有效的起到了隔震的作用。

3.3、復(fù)合型的基礎(chǔ)隔震技術(shù)

復(fù)合型的基礎(chǔ)隔震技術(shù)主要分為并聯(lián)型復(fù)合基礎(chǔ)隔震技術(shù)和串聯(lián)型復(fù)合基礎(chǔ)隔震技術(shù)兩種類型。這兩種類型都是由滑動摩擦基礎(chǔ)隔震體系和橡膠支座的基礎(chǔ)隔震體系進行并聯(lián)和串聯(lián)組成的。這種基礎(chǔ)隔震技術(shù)充分的體現(xiàn)了前面兩種隔震技術(shù)的優(yōu)點，隔震的結(jié)構(gòu)比較簡單，隔震的效果很強。因此被廣泛的應(yīng)用。

4、隔震結(jié)構(gòu)的適用范圍

4.1、建筑方面

隔震層中，上部結(jié)構(gòu)的層間位移比較小，一般都是鋼體運動，擴大了上部結(jié)構(gòu)在建筑設(shè)計上的自由度，大大緩解了結(jié)構(gòu)設(shè)計對于建筑設(shè)計的限制約束，可以說隔震結(jié)構(gòu)中上部結(jié)構(gòu)的設(shè)計并沒有什么特別的限制。

4.2、結(jié)構(gòu)方面

隔震結(jié)構(gòu)也沒有特別的限制，可以說，適合各種類型的結(jié)構(gòu)設(shè)計。與傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計相比，隔震結(jié)構(gòu)在對上部結(jié)構(gòu)的偏心、非結(jié)構(gòu)構(gòu)件和設(shè)備的抗震構(gòu)造措施、結(jié)構(gòu)和構(gòu)件的延性等方面，其限制都比較寬松，使得隔震層上部建筑的結(jié)構(gòu)形式可以有更為靈活的選擇。不過，由于隔震技術(shù)是通過增大結(jié)構(gòu)自振周期來實現(xiàn)結(jié)構(gòu)地震反映的降低，因此，那些周期小而場地特征周期比較短的建筑，將會得到更佳的隔震效果。隔震技術(shù)如果應(yīng)用在砌體房屋一級中低層混凝土建筑結(jié)構(gòu)中，減震效果將更具優(yōu)越?！督ㄖ拐鹪O(shè)計新規(guī)范》中做了明確規(guī)定，砌體房屋、鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土框架――抗震墻結(jié)構(gòu)中，都可以采用隔震的結(jié)構(gòu)設(shè)計方案，房屋的高度和總高度應(yīng)當(dāng)符合規(guī)定要求：

5、隔震建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計步驟

5.1、確定隔震結(jié)構(gòu)的上部結(jié)構(gòu)方案和結(jié)構(gòu)布置

這些設(shè)計內(nèi)容和非隔震建筑結(jié)構(gòu)是一樣的。那些偏心比較明顯的建筑平面設(shè)計方案，采用隔震技術(shù)的話，會更加容易進行設(shè)計。在抗震建筑結(jié)構(gòu)中，其上部結(jié)構(gòu)和地基直接相連，將會產(chǎn)生一定的溫度應(yīng)力。隔震建筑，則不會和地基接觸，其溫度應(yīng)力將伴隨隔震層的變形而被釋放。

5.2、布置、設(shè)計隔震的支座

隔震層的各橡膠隔震支座，在永久荷載和可變荷載組合作用下產(chǎn)生豎向平均壓應(yīng)力，其設(shè)計值不應(yīng)當(dāng)超出下表的規(guī)定要求；而在罕遇地震作用下，不應(yīng)當(dāng)有拉應(yīng)力的存在。

5.3、確定隔震建筑的上部結(jié)構(gòu)的水平換算烈度以及地震作用

水平換算烈度，應(yīng)當(dāng)通過隔震結(jié)構(gòu)和非隔震結(jié)構(gòu)的層間剪力最大值的對比分析后再做確定。層間剪力的對比分析，應(yīng)當(dāng)采用多遇地震作用下的時程分析。如果隔震后的結(jié)構(gòu)各層的層間剪力小于降低烈度但不隔震的對應(yīng)結(jié)構(gòu)的各層最大層間剪力的80％時，可以取降低后的烈度作為水平換算烈度。

6、結(jié)束語

因此在進行對抗震結(jié)構(gòu)的具體設(shè)計時，要把地震的作用力看作是一種額外的荷載，然后再和作用在建筑結(jié)構(gòu)上的其它荷載進行更好的結(jié)合，從而使設(shè)計出來的隔震結(jié)構(gòu)能夠滿足高層建筑的相關(guān)要求。而現(xiàn)代的隔震技術(shù)中，對于高層建筑而言，在其建筑結(jié)構(gòu)中加入了用來使建筑結(jié)構(gòu)變形以及對地震時所產(chǎn)生的巨大能量的吸收裝置。例如前面提到的橡膠隔震支座和相應(yīng)的阻尼器，這樣就可以給建筑結(jié)構(gòu)提供良好的豎向承載能力、彈性能力以及變形能力等。

參考文獻：

[1]劉昱彤基礎(chǔ)隔震技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用探討山西建筑2011/09

建筑減隔震技術(shù)范文第2篇

關(guān)鍵詞：村鎮(zhèn)建筑、橡膠墊隔震支座、纖維橡膠隔震支座

中圖分類號：TS958文獻標(biāo)識碼： A

1、引言

根據(jù)近年來地震災(zāi)害引起的人員傷亡及倒塌的房屋，數(shù)據(jù)顯示有近九成的房屋倒塌和人員傷亡發(fā)生在村鎮(zhèn)，如2008年5月12日汶川8.0 級特大地震，奪去了近10萬同胞的寶貴生命，直接經(jīng)濟損失近萬億人民幣。地震中倒塌的房屋536.25萬間，超過9成為村鎮(zhèn)建筑；2010年4月14日青海玉樹7.1 級地震，州府所在地九成房屋倒塌，地震造成2698人遇難, 失蹤70人, 受傷12135人；等等。而大多人員傷亡由房屋倒塌引起，故加強村鎮(zhèn)房屋的隔震勢在必行。

2、村鎮(zhèn)建筑的特點及破壞形式

2.1村鎮(zhèn)建筑的特點：①村民自行出資建設(shè)，具有單體規(guī)模小、就地取材、造價低等特點;②一般不進行正規(guī)的設(shè)計;③由當(dāng)?shù)亟ㄖそ嘲磦鹘y(tǒng)習(xí)慣進行施工的。

2.2村鎮(zhèn)建筑常見的破壞形式如下圖所示：

圖1 木屋架普遍破壞坍塌

圖2 預(yù)制板屋頂塌落

圖3 老舊砌體房屋破壞嚴(yán)重，大部分倒塌

圖4砌體房屋沿樓梯發(fā)生裂縫

村鎮(zhèn)建筑的特點及其常見的破壞形式致使其缺乏經(jīng)濟、有效、適合于各類村鎮(zhèn)建筑的實用的抗震技術(shù)。

3、隔震技術(shù)分析

3.1現(xiàn)有的橡膠墊隔震支座

現(xiàn)有的橡膠墊隔震支座如圖5所示

圖5現(xiàn)有橡膠墊隔震支座

此支座性能雖然較好，但價格高昂，在村鎮(zhèn)較難推廣。

村鎮(zhèn)隔震技術(shù)要求：⑴具有足夠豎向剛度和豎向承載能力；⑵具有足夠小水平剛度；⑶確保震后房屋不需人工復(fù)位；⑷構(gòu)造簡單，造價低廉；⑸具有足夠的耐久性；⑹隔震系統(tǒng)不需進行針對性設(shè)計；⑺施工不需大型起重機械，手工操作即可；⑻操作技術(shù)要求簡單。

3.2新近的纖維橡膠隔震支座

纖維橡膠隔震支座的結(jié)構(gòu)圖及隔震磚如圖6、7、8所示

1――橡膠層2――纖維層3――保護層

正方形纖維橡膠支座(SFRB)

長方形纖維橡膠支座(RFRB)

圖6 新近的纖維橡膠隔震支座

圖7 隔震磚（1g） 塑料板橡膠隔震支座

圖8隔震磚（2g） 塑料板橡膠隔震支座

塑料板橡膠隔震支座的特點：⑴ 塑料板作為加勁層平面外剛度更大；⑵承載力及水平極限變形能力改善明顯；⑶支座上下部采用凹槽設(shè)計；使結(jié)構(gòu)能更好地嵌固該隔震支座；

3.2工程塑料板的類型與力學(xué)性能試驗

圖9 （a）方格玻纖布+樹脂

圖9（b）方格玻纖布+不飽和聚酯

對兩種板材進行彎曲和拉伸性能試驗，試驗結(jié)果如下列表1、表2、表3、表4所示。

表1 樹脂工程塑料板彎曲實驗報告

表2 不飽和聚酯工程塑料板彎曲試驗報告

表3樹脂工程塑料板拉伸實驗報告

表4不飽和聚酯工程塑料板拉伸試驗報告

試驗測試結(jié)果表明：樹脂和不飽和聚酯工程塑料板的彎曲強度和拉伸強度均滿足隔震支座對加勁材料的力學(xué)性能要求，可作為加勁板替代普通疊層橡膠支座中的鋼板。

4、結(jié)語

現(xiàn)有的橡膠墊隔震支座由于此支座價格高昂，農(nóng)村較難推廣。而新近的纖維橡膠隔震支座和塑料板橡膠隔震支座價格較低，制作簡單，合理的設(shè)計，力學(xué)性能亦能滿足要求，故而能在村鎮(zhèn)廣泛推廣，對村鎮(zhèn)房屋的抗震減災(zāi)可起到巨大作用。

參考文獻

[1] 曹萬林,周中一,王卿,董宏英,張建偉. 農(nóng)村房屋新型隔震與抗震砌體結(jié)構(gòu)振動臺試驗研究[J]. 振動與沖擊. 2011(11)

[2] 潘從建,孟履祥,張吉柱. 汶川地震中砌體結(jié)構(gòu)樓梯間震害分析[J]. 工程抗震與加固改造. 2009(06)

[3] 尚守平主編.結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計[M]. 高等教育出版社, 2003

建筑減隔震技術(shù)范文第3篇

關(guān)鍵詞：高層建筑；結(jié)構(gòu)設(shè)計；隔震體系；技術(shù)

建筑的誕生之初就被認(rèn)為是技術(shù)與審美融合的產(chǎn)物。這就意味著一個好的建筑，它必經(jīng)得起適用性、經(jīng)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(fā)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(biāo)。當(dāng)今世界自然環(huán)境生態(tài)平衡被嚴(yán)重破壞，自然災(zāi)害不加發(fā)生，為了人們生活安定，家園和諧，我們專門對高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計特點做了分析，并對高層基礎(chǔ)隔震體系做了研究，為高層建筑抗震領(lǐng)域的研究提供的指導(dǎo)和幫助，以減少自然災(zāi)害對人類所造成的傷害。

一　高層建筑的結(jié)構(gòu)與設(shè)計理念

現(xiàn)代的高層建筑變得越來越纖細(xì)，產(chǎn)生更大側(cè)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(chǎn)生的重力荷載、風(fēng)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(jié)構(gòu)作用成為高層建筑設(shè)計的一個重要方面。高層建筑對側(cè)向荷載的動力反應(yīng)，可以通過改進結(jié)構(gòu)系統(tǒng)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(jié)構(gòu)的有效性有關(guān)，這也就決定了建筑的經(jīng)濟性。建筑的結(jié)構(gòu)性能可以定義為建筑承受荷載以及抵抗側(cè)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(xiàn)為空間方面的概念的形式是表現(xiàn)總體環(huán)境的。對于某個建筑物最初方案設(shè)計．建筑師考慮更多的是它的空間組成特點，而不是詳細(xì)地確定它的具體結(jié)構(gòu)。但是，關(guān)于空間形式的整體設(shè)想，也要求建筑師必須考慮建筑形式中有關(guān)荷載與抗力之間關(guān)系的某些準(zhǔn)則．即結(jié)構(gòu)概念。這包括以下幾方面：一是所設(shè)想的空間形式應(yīng)當(dāng)固定在地面上。二是所設(shè)想的空間形式必須能抵抗水平風(fēng)力作用的地震作用。所以，在進行高層建筑設(shè)計時，建筑師的基本任務(wù)是；一方面要與結(jié)構(gòu)工程師及其他工程技術(shù)人員協(xié)調(diào)合作，另一方面要根據(jù)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(jīng)濟、合理、美觀的建筑方案。

二　高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的特殊性

(一)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(gòu)件中所引起的軸力和彎矩的數(shù)值，僅與樓房高度的一次方成正比，而水平荷載對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的傾覆力矩，以及由此在豎構(gòu)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(fēng)荷載和地震作用，其數(shù)值是隨結(jié)構(gòu)動力特性的不同而有較大幅度的變化。

(二)軸向變形不容忽視。高層建筑中，豎向荷載數(shù)值很大，能夠在柱中引起較大的軸向變形，從而會對連續(xù)粱彎矩產(chǎn)生影響，造成連續(xù)梁中間支座處的負(fù)彎矩值減小，跨中正彎矩之和端支座負(fù)彎矩值增大，還會對預(yù)制構(gòu)件的下料長度產(chǎn)生影響，要求根據(jù)軸向變形計算值，對下料長度進行調(diào)整。另外對構(gòu)件剪力和側(cè)移產(chǎn)生影響，與考慮構(gòu)件豎向變形比較，會得出偏于不安全的結(jié)果。

(三)側(cè)移成為控制指標(biāo)。與較低樓房不同，結(jié)構(gòu)側(cè)移已成為高樓結(jié)構(gòu)設(shè)計中的關(guān)鍵因素。隨著樓房高度的增加，水平荷載下結(jié)構(gòu)的側(cè)移變形迅速增大，因而結(jié)構(gòu)在水平荷載作用下的側(cè)移應(yīng)被控制在某一限度之內(nèi)。

(四)結(jié)構(gòu)延性是重要設(shè)計指標(biāo)。相對于較低樓房而言，高樓結(jié)構(gòu)更柔一些，在地震作用下的變形更大一些。為了使結(jié)構(gòu)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(gòu)造上采取恰當(dāng)?shù)拇胧瑏肀ＷC結(jié)構(gòu)具有足夠的延性。

三　高層隔震體系的特殊性

高層、超高層隕震體系與常規(guī)的隔震體系相比，具有特殊性。首先對高層隔震建筑，上部結(jié)構(gòu)不能滿足剛體運動的假定，高振型反應(yīng)分量的影響不能忽視，不能簡單地以結(jié)構(gòu)第一振型為主確定上部結(jié)構(gòu)反應(yīng)；二是由于高層、超高層結(jié)構(gòu)的水平地震力產(chǎn)生的傾覆力矩比較大，在較大地震和強風(fēng)作用下，隔震支座可能會有拉應(yīng)力的出現(xiàn)，如何避免和控制隔震支座的拉應(yīng)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(dá)到更好的隔震效果。低彈性、大變形能力的隔震支座的開發(fā)和性能研究是在強震和強風(fēng)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。

四　高層基礎(chǔ)隔震系統(tǒng)組成

．

基礎(chǔ)隔震建筑體系通過在建筑物的基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)之間設(shè)置隔震層，將建筑物分為上部結(jié)構(gòu)、隔震層和下部結(jié)構(gòu)3部分。地震能量經(jīng)由下部分結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)，從而大大減輕地震作用，提高隔震建筑的安全性。經(jīng)過人們不斷的探索，如今基礎(chǔ)隔震技術(shù)已經(jīng)系統(tǒng)化、實用化，它包括摩擦滑移系統(tǒng)，疊層橡膠支座系統(tǒng)、摩擦擺系統(tǒng)等。目前工程最常用的是疊層像膠支座隔震系統(tǒng)。這種隔震系統(tǒng)．性能穩(wěn)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(jīng)過專門的硫化工藝粘合而成，其結(jié)構(gòu)、配方、工藝需要特殊的設(shè)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。

五　高層基礎(chǔ)隔震技術(shù)原理

建筑減隔震技術(shù)范文第4篇

中國大部分地區(qū)地處環(huán)太平洋地震帶上，每年發(fā)生大地震機率甚高，因此建筑物之耐震設(shè)計非常重要。傳統(tǒng)建筑物采用耐震設(shè)計規(guī)范設(shè)計建筑結(jié)構(gòu)物，主要考慮強度與韌性，5.12地震后，由業(yè)界引進兩種耐震新技術(shù)，一為隔震，另一為消能。其技術(shù)由研究階段邁入實際應(yīng)用階段。此兩種耐震新技術(shù)在日本阪神地震發(fā)生后，蓬勃發(fā)展；中國大部分地區(qū)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(fā)生后，國內(nèi)采用隔震消能新技術(shù)的建筑物案例與日俱增，規(guī)范也適應(yīng)時勢所驅(qū)，于耐震規(guī)范中列入專章包括了有關(guān)隔震與消能設(shè)計的規(guī)定。

1.1 耐震建筑物

耐震建筑物耐震設(shè)計之基本原則，系使建筑物結(jié)構(gòu)體在中小度地震時保持在彈性限度內(nèi)，設(shè)計地震時容許產(chǎn)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(dá)規(guī)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(fā)生的機率相當(dāng)高，因此要求建筑物于此中小度地震下結(jié)構(gòu)體保持在彈性限度內(nèi)，使地震過后，建筑物結(jié)構(gòu)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(biāo)?？刂破淠驼鹪O(shè)計。

1.1.2 設(shè)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(chǎn)生嚴(yán)重?fù)p壞，以避免造成嚴(yán)重的人命及財產(chǎn)損失。對重要建筑物而言，其對應(yīng)的回歸期更長。于設(shè)計地震下若限制建筑物仍須保持彈性，殊不經(jīng)濟，因此容許建筑物在一些特定位置如梁之端部產(chǎn)生塑鉸，藉以消耗地震能量，并降低建筑物所受之地震反應(yīng)，乃對付地震的經(jīng)濟做法。為防止過于嚴(yán)重之不可修護的損壞，建筑物產(chǎn)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(shè)計目標(biāo)在使建筑物于此罕見之烈震下不產(chǎn)生崩塌，以避免造成嚴(yán)重之損失或造成二次災(zāi)害。因為地震之水平已經(jīng)為最大考慮地震，若還限制其韌性容量之使用，殊不經(jīng)濟，所以允許結(jié)構(gòu)物使用之韌性可以達(dá)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(shè)置隔震層。該隔震層系由側(cè)向勁度很低的隔震組件構(gòu)成，讓整體隔震建筑物之周期大幅拉長，藉以降低作用在結(jié)構(gòu)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(tǒng)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(dá)成。lrb消能的特性很穩(wěn)定，雖經(jīng)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(jié)構(gòu)軟了許多，因此當(dāng)其受地震水平力作用時，隔震層的相對變位很大，而上部結(jié)構(gòu)的相對變位很小。因此有時為簡單計，可以將上部結(jié)構(gòu)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(dá)到耐震的目的。依據(jù)耐震設(shè)計規(guī)范10.2節(jié)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(xiàn)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(yīng)需與速度及激振頻率無關(guān)。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(tài)與液態(tài)之黏彈性組件及液態(tài)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(yīng))、摩擦.彈簧組件，以及兼具回復(fù)力與阻尼的液態(tài)消能組件。

2 世界各國隔震建筑物發(fā)展現(xiàn)況

各國推展隔震建筑物數(shù)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(qū)集集地震(2008)等，雖然地震造成工程產(chǎn)官學(xué)界痛定思痛之痛楚，但經(jīng)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(yōu)越性。

3 耐震建筑與隔震建筑造價比較

由日本統(tǒng)計數(shù)據(jù)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(jié)構(gòu)造價比較，辦公室隔震建筑物之結(jié)構(gòu)費用約占建筑物費用之18%，旅館建筑隔震建筑物之結(jié)構(gòu)費用約占建筑物費用之13%，醫(yī)院隔震建筑物之結(jié)構(gòu)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(shè)計，結(jié)構(gòu)費用相對最經(jīng)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(chǔ)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(shè)計技術(shù)

超高層隔震建筑物設(shè)計技術(shù)主要有下列關(guān)鍵因素：

5.1 長周期建筑物之隔震效果

隔震建筑物之最優(yōu)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(yīng)譜顯示，兩者加速度反應(yīng)相差有限。但是在增加阻尼比降低地震位移反應(yīng)，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(shè)計時必須考慮拉力作用，因此拉力試驗成為規(guī)范修訂之首要任務(wù)。

5.3 風(fēng)力作用

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

建筑減隔震技術(shù)范文第5篇

【關(guān)鍵詞】高層建筑；結(jié)構(gòu)設(shè)計；隔震體系；技術(shù)

建筑的誕生之初就被認(rèn)為是技術(shù)與審美融合的產(chǎn)物。這就意味著一個好的建筑，它必經(jīng)得起適用性、經(jīng)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(fā)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(biāo)。當(dāng)今世界自然環(huán)境生態(tài)平衡被嚴(yán)重破壞，自然災(zāi)害不加發(fā)生，為了人們生活安定，家園和諧，我們專門對高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計特點做了分析，并對高層基礎(chǔ)隔震體系做了研究，為高層建筑抗震領(lǐng)域的研究提供的指導(dǎo)和幫助，以減少自然災(zāi)害對人類所造成的傷害。

1 高層建筑的結(jié)構(gòu)與設(shè)計理念

現(xiàn)代的高層建筑變得越來越纖細(xì)，產(chǎn)生更大側(cè)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(chǎn)生的重力荷載、風(fēng)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(jié)構(gòu)作用成為高層建筑設(shè)計的一個重要方面。高層建筑對側(cè)向荷載的動力反應(yīng)，可以通過改進結(jié)構(gòu)系統(tǒng)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(jié)構(gòu)的有效性有關(guān)，這也就決定了建筑的經(jīng)濟性。建筑的結(jié)構(gòu)性能可以定義為建筑承受荷載以及抵抗側(cè)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(xiàn)為空間方面的概念的形式是表現(xiàn)總體環(huán)境的。對于某個建筑物最初方案設(shè)計．建筑師考慮更多的是它的空間組成特點，而不是詳細(xì)地確定它的具體結(jié)構(gòu)。但是，關(guān)于空間形式的整體設(shè)想，也要求建筑師必須考慮建筑形式中有關(guān)荷載與抗力之間關(guān)系的某些準(zhǔn)則．即結(jié)構(gòu)概念。這包括以下幾方面：一是所設(shè)想的空間形式應(yīng)當(dāng)固定在地面上。二是所設(shè)想的空間形式必須能抵抗水平風(fēng)力作用的地震作用。所以，在進行高層建筑設(shè)計時，建筑師的基本任務(wù)是；一方面要與結(jié)構(gòu)工程師及其他工程技術(shù)人員協(xié)調(diào)合作，另一方面要根據(jù)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(jīng)濟、合理、美觀的建筑方案。

2 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)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(gòu)件中所引起的軸力和彎矩的數(shù)值，僅與樓房高度的一次方成正比，而水平荷載對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的傾覆力矩，以及由此在豎構(gòu)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(fēng)荷載和地震作用，其數(shù)值是隨結(jié)構(gòu)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(shù)值很大，能夠在柱中引起較大的軸向變形，從而會對連續(xù)粱彎矩產(chǎn)生影響，造成連續(xù)梁中間支座處的負(fù)彎矩值減小，跨中正彎矩之和端支座負(fù)彎矩值增大，還會對預(yù)制構(gòu)件的下料長度產(chǎn)生影響，要求根據(jù)軸向變形計算值，對下料長度進行調(diào)整。另外對構(gòu)件剪力和側(cè)移產(chǎn)生影響，與考慮構(gòu)件豎向變形比較，會得出偏于不安全的結(jié)果。

2.3 側(cè)移成為控制指標(biāo)。與較低樓房不同，結(jié)構(gòu)側(cè)移已成為高樓結(jié)構(gòu)設(shè)計中的關(guān)鍵因素。隨著樓房高度的增加，水平荷載下結(jié)構(gòu)的側(cè)移變形迅速增大，因而結(jié)構(gòu)在水平荷載作用下的側(cè)移應(yīng)被控制在某一限度之內(nèi)。

2.4 結(jié)構(gòu)延性是重要設(shè)計指標(biāo)。相對于較低樓房而言，高樓結(jié)構(gòu)更柔一些，在地震作用下的變形更大一些。為了使結(jié)構(gòu)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(gòu)造上采取恰當(dāng)?shù)拇胧?，來保證結(jié)構(gòu)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(guī)的隔震體系相比，具有特殊性。首先對高層隔震建筑，上部結(jié)構(gòu)不能滿足剛體運動的假定，高振型反應(yīng)分量的影響不能忽視，不能簡單地以結(jié)構(gòu)第一振型為主確定上部結(jié)構(gòu)反應(yīng)；二是由于高層、超高層結(jié)構(gòu)的水平地震力產(chǎn)生的傾覆力矩比較大，在較大地震和強風(fēng)作用下，隔震支座可能會有拉應(yīng)力的出現(xiàn)，如何避免和控制隔震支座的拉應(yīng)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(dá)到更好的隔震效果。低彈性、大變形能力的隔震支座的開發(fā)和性能研究是在強震和強風(fēng)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(chǔ)隔震系統(tǒng)組成

基礎(chǔ)隔震建筑體系通過在建筑物的基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)之間設(shè)置隔震層，將建筑物分為上部結(jié)構(gòu)、隔震層和下部結(jié)構(gòu)3部分。地震能量經(jīng)由下部分結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)，從而大大減輕地震作用，提高隔震建筑的安全性。經(jīng)過人們不斷的探索，如今基礎(chǔ)隔震技術(shù)已經(jīng)系統(tǒng)化、實用化，它包括摩擦滑移系統(tǒng)，疊層橡膠支座系統(tǒng)、摩擦擺系統(tǒng)等。目前工程最常用的是疊層像膠支座隔震系統(tǒng)。這種隔震系統(tǒng)．性能穩(wěn)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(jīng)過專門的硫化工藝粘合而成，其結(jié)構(gòu)、配方、工藝需要特殊的設(shè)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(chǔ)隔震技術(shù)原理