试论建筑结构减隔震技术应用实践
来源: | 作者:优嘉抗震支架 | 发布时间: 2022-01-20 | 1357 次浏览 | 分享到:
地震属于无法避免的一个重大自然灾害,一旦发生几乎无法挽回,虽然如此,但可以在发生前就采取有效措施处理,最大限度减少人身财产损失,以保证人们生命健康安全。因此,为了有效减少地震损失,就必须从建筑结构中入手,加强建筑结构稳定性与抗震能力,合理应用减隔震技术,增强建筑抗震功能,基于此,此次就建筑结构减隔震技术应用实践展开探讨。

地震属于无法避免的一个重大自然灾害,一旦发生几乎无法挽回,虽然如此,但可以在发生前就采取有效措施处理,最大限度减少人身财产损失,以保证人们生命健康安全。因此,为了有效减少地震损失,就必须从建筑结构中入手,加强建筑结构稳定性与抗震能力,合理应用减隔震技术,增强建筑抗震功能,基于此,此次就建筑结构减隔震技术应用实践展开探讨。

一、减隔震技术论述

(一)减隔震基本概念

通常情况下,针对建筑结构来书,只要合理提高结构件变形能力,并增强自身强度,则能够对地震反应进行一定的防御,取得一定减震效果,但是这抗震能力仍然不足够有效抵抗地震,必须要合理安装减隔震装置,通过减隔震装置,可以在地震发生时,促使结构件和地震地面运动或者支座运动有效分离,从而可以降低大量能量给建筑结构造成的破坏,最终有效保护建筑主体结构。另外,结构减隔震技术不单单可以加强建筑抗震能力,还可以在一定程度上减少工程造价。

(二)减隔震技术应用原理

减隔震技术应用原理主要是为了确保建筑物主体结构在地震发生过程中,可以将能够给建筑结构造成破坏的运动进行有效分离,因此有效延长结构周期,并在指定范围内,尽可能避开地震卓越周期,降低地震能量,让较少能量传入至建筑主体结构,以取得降低地震作用效果。但是有研究表明,当合理延长结构周期时,结构位移也会发生一定反应,所以给结构设计带来巨大挑战,同时因为结构柔性特点,所以导致正常状态下也可能会产生一些有害振动,因此需要有效控制有害振动,最大限度预防结构减小变形,同时还可以有效应用结构阻尼作用,对地震能量进行合理吸收,以减轻建筑结构受到地震反应。

(三)减隔震应用方法分类

针对减隔震技术一般可以从三个途径上来实现减隔震作用,所以根据途径将减隔震技术分成三类:

第一类是地基隔震,其中以绝缘和屏蔽为常用方法,通过有效降低地基中地震波来发挥减震功效,绝缘法使用途径主要是应用高刚性基础、软弱地基或者是应用地基逸散衰减方法。屏蔽则主要是通过将屏蔽板埋入至建筑物周围,或者是在建筑物周围挖深沟,以有效隔断地震表面波,但是无法有效屏蔽直下型输入波。

第二类是基础隔震,主要是在建筑基础和上部结构间准确设置隔震装置,方法上有能量吸收、延长周期等,基础隔震技术通过合理应用相应装置,促使建筑结构周期得到延长,也就是延长周期方法;能量吸收主要是应用减震装置来有效降低建筑结构变形情况,确保建筑物在地震发生结束后可以快速停止振动。

第三类是上部结构隔震,主要指的是在建筑地基和上部结构间有效设置隔震装置,方法上主要分成附加振动和能量吸收附加振动两种,在建筑结构任意层上进行振动体设置,以合理建立全新振动体系,促使建筑主体结构振动可以充分转移至新振动体系中,从而对地震能量进行消耗,减少地震作用。能量吸收形式则主要是将阻尼器合理设置在建构任意层中,对地震能量进行合理吸收,以取得抗震效果

二、减隔震技术适用范围

减隔震技术并不是任何建筑结构都可以适用,例如土质相对较软,稳定性差的结构借助,则无法应用减隔震技术,并且如果建筑结构周期延长后,也十分容易促使建筑物产生共振,所以同样不适合应用减隔震技术。如果需要将减隔震技术应用在桥梁设计中,则需要先考虑减隔震技术是否可以应用在桥梁结构中,一般来说,只要具备以下几个条件,则能够应用减隔震技术:①用于能量集中高频波;②应用高度不规则桥梁;③地区地表运动较为频繁。

三、减隔震技术在建筑结构中的应用进展

现阶段大多数减隔震建筑中应用的都是摩擦隔震元件、橡胶隔震支座与铅芯橡胶隔震支座等机构,而这些机构一般都只可以对横向地震发挥出作用,针对竖向地震无法发挥出减隔震作用,而在实际地震发生过程中,竖向地震也会给建筑结构造成极大破坏,所以也需要提高重视,所以当前研究上不断探讨能够有效对水平与竖向地震发挥出减隔震的技术与元件。

当遭受到近震源地震作用时,在断层破裂法相会产生一个较大程度位移脉冲和速度,而这会给建筑结构带来严重的损坏,所以在针对减隔震结构合理设计时,一定要充分考虑上述情况,不可随意应用附加阻尼器方法,由于这种方法不能够完全保证可以全面保护建筑结构,所以减震效果上也无法取得保证。因此,针对这种情况,一般需要采用摩擦摆系统或者混合减隔震系统。

根据相关研究表明,当一些较为特殊情况发生时,下滑移隔震系统中产生的高摩擦力可能会促使上部建筑结构发生位移,并且属于永久性位移,但是经过合理设置电流变阻尼器,则可以针对近源地震作用的隔震结构中给予有效保护。另外,在给予近震源地区隔震系统合理分析结果中发现,近震源地区在合理应用EDF隔震系统时,能够在一定程度上减少地震损失。

针对近震源地区所应用的滑移隔震结构抗震性研究上发现,滑移隔震系统可以合理借助大脉冲、长周期平行与法线方向分量运动作用,虽然建筑基础合位移大多都是由地震动法向分量进行提供,所以在摩擦系数与系统相对速度上所具有的相关性不会给系统峰值造成显著反应,但是如果严重忽略摩擦力双向相互作用,则可能会低估基础滑动位移作用。因此,研究中针对多种近震源地区产生的地震作用应用混合隔震建筑控制研究中发现,采用电磁摩擦阻尼器和变刚度阻尼器可以对建筑结构进行有效保护。

总结:

地震作为生活中比较突发的一种自然灾害,会给现实生活带来巨大影响,导致人们生命财产出现巨大损失,所以必须要合理进行抗震,尽可能减少地震发生时损失,保护人身安全,而为了实现这一目的,就必须要合理建立牢固房屋建筑,确保建筑结构具有较高抗震作用。近几年以来,国内外研究人员针对建筑结构减隔震技术开展大量研究,且取得良好成果,但是仍然无法满足当前实际需求,依然需要加大研究力度,并将减隔震技术有效应用在建筑结构中,提高建筑结构稳定性与抗震能力。


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