試論建筑結(jié)構(gòu)減隔震技術(shù)應(yīng)用實踐
來源: | 作者:優(yōu)嘉抗震支架 | 發(fā)布時間: 2022-01-20 | 1532 次瀏覽 | 分享到:
地震屬于無法避免的一個重大自然災(zāi)害,一旦發(fā)生幾乎無法挽回,雖然如此,但可以在發(fā)生前就采取有效措施處理,最大限度減少人身財產(chǎn)損失,以保證人們生命健康安全。因此,為了有效減少地震損失,就必須從建筑結(jié)構(gòu)中入手,加強(qiáng)建筑結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性與抗震能力,合理應(yīng)用減隔震技術(shù),增強(qiáng)建筑抗震功能,基于此,此次就建筑結(jié)構(gòu)減隔震技術(shù)應(yīng)用實踐展開探討。

地震屬于無法避免的一個重大自然災(zāi)害,一旦發(fā)生幾乎無法挽回,雖然如此,但可以在發(fā)生前就采取有效措施處理,最大限度減少人身財產(chǎn)損失,以保證人們生命健康安全。因此,為了有效減少地震損失,就必須從建筑結(jié)構(gòu)中入手,加強(qiáng)建筑結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性與抗震能力,合理應(yīng)用減隔震技術(shù),增強(qiáng)建筑抗震功能,基于此,此次就建筑結(jié)構(gòu)減隔震技術(shù)應(yīng)用實踐展開探討。

一、減隔震技術(shù)論述

(一)減隔震基本概念

通常情況下,針對建筑結(jié)構(gòu)來書,只要合理提高結(jié)構(gòu)件變形能力,并增強(qiáng)自身強(qiáng)度,則能夠?qū)Φ卣鸱磻?yīng)進(jìn)行一定的防御,取得一定減震效果,但是這抗震能力仍然不足夠有效抵抗地震,必須要合理安裝減隔震裝置,通過減隔震裝置,可以在地震發(fā)生時,促使結(jié)構(gòu)件和地震地面運(yùn)動或者支座運(yùn)動有效分離,從而可以降低大量能量給建筑結(jié)構(gòu)造成的破壞,最終有效保護(hù)建筑主體結(jié)構(gòu)。另外,結(jié)構(gòu)減隔震技術(shù)不單單可以加強(qiáng)建筑抗震能力,還可以在一定程度上減少工程造價。

(二)減隔震技術(shù)應(yīng)用原理

減隔震技術(shù)應(yīng)用原理主要是為了確保建筑物主體結(jié)構(gòu)在地震發(fā)生過程中,可以將能夠給建筑結(jié)構(gòu)造成破壞的運(yùn)動進(jìn)行有效分離,因此有效延長結(jié)構(gòu)周期,并在指定范圍內(nèi),盡可能避開地震卓越周期,降低地震能量,讓較少能量傳入至建筑主體結(jié)構(gòu),以取得降低地震作用效果。但是有研究表明,當(dāng)合理延長結(jié)構(gòu)周期時,結(jié)構(gòu)位移也會發(fā)生一定反應(yīng),所以給結(jié)構(gòu)設(shè)計帶來巨大挑戰(zhàn),同時因為結(jié)構(gòu)柔性特點,所以導(dǎo)致正常狀態(tài)下也可能會產(chǎn)生一些有害振動,因此需要有效控制有害振動,最大限度預(yù)防結(jié)構(gòu)減小變形,同時還可以有效應(yīng)用結(jié)構(gòu)阻尼作用,對地震能量進(jìn)行合理吸收,以減輕建筑結(jié)構(gòu)受到地震反應(yīng)。

(三)減隔震應(yīng)用方法分類

針對減隔震技術(shù)一般可以從三個途徑上來實現(xiàn)減隔震作用,所以根據(jù)途徑將減隔震技術(shù)分成三類:

第一類是地基隔震,其中以絕緣和屏蔽為常用方法,通過有效降低地基中地震波來發(fā)揮減震功效,絕緣法使用途徑主要是應(yīng)用高剛性基礎(chǔ)、軟弱地基或者是應(yīng)用地基逸散衰減方法。屏蔽則主要是通過將屏蔽板埋入至建筑物周圍,或者是在建筑物周圍挖深溝,以有效隔斷地震表面波,但是無法有效屏蔽直下型輸入波。

第二類是基礎(chǔ)隔震,主要是在建筑基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)間準(zhǔn)確設(shè)置隔震裝置,方法上有能量吸收、延長周期等,基礎(chǔ)隔震技術(shù)通過合理應(yīng)用相應(yīng)裝置,促使建筑結(jié)構(gòu)周期得到延長,也就是延長周期方法;能量吸收主要是應(yīng)用減震裝置來有效降低建筑結(jié)構(gòu)變形情況,確保建筑物在地震發(fā)生結(jié)束后可以快速停止振動。

第三類是上部結(jié)構(gòu)隔震,主要指的是在建筑地基和上部結(jié)構(gòu)間有效設(shè)置隔震裝置,方法上主要分成附加振動和能量吸收附加振動兩種,在建筑結(jié)構(gòu)任意層上進(jìn)行振動體設(shè)置,以合理建立全新振動體系,促使建筑主體結(jié)構(gòu)振動可以充分轉(zhuǎn)移至新振動體系中,從而對地震能量進(jìn)行消耗,減少地震作用。能量吸收形式則主要是將阻尼器合理設(shè)置在建構(gòu)任意層中,對地震能量進(jìn)行合理吸收,以取得抗震效果

二、減隔震技術(shù)適用范圍

減隔震技術(shù)并不是任何建筑結(jié)構(gòu)都可以適用,例如土質(zhì)相對較軟,穩(wěn)定性差的結(jié)構(gòu)借助,則無法應(yīng)用減隔震技術(shù),并且如果建筑結(jié)構(gòu)周期延長后,也十分容易促使建筑物產(chǎn)生共振,所以同樣不適合應(yīng)用減隔震技術(shù)。如果需要將減隔震技術(shù)應(yīng)用在橋梁設(shè)計中,則需要先考慮減隔震技術(shù)是否可以應(yīng)用在橋梁結(jié)構(gòu)中,一般來說,只要具備以下幾個條件,則能夠應(yīng)用減隔震技術(shù):①用于能量集中高頻波;②應(yīng)用高度不規(guī)則橋梁;③地區(qū)地表運(yùn)動較為頻繁。

三、減隔震技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用進(jìn)展

現(xiàn)階段大多數(shù)減隔震建筑中應(yīng)用的都是摩擦隔震元件、橡膠隔震支座與鉛芯橡膠隔震支座等機(jī)構(gòu),而這些機(jī)構(gòu)一般都只可以對橫向地震發(fā)揮出作用,針對豎向地震無法發(fā)揮出減隔震作用,而在實際地震發(fā)生過程中,豎向地震也會給建筑結(jié)構(gòu)造成極大破壞,所以也需要提高重視,所以當(dāng)前研究上不斷探討能夠有效對水平與豎向地震發(fā)揮出減隔震的技術(shù)與元件。

當(dāng)遭受到近震源地震作用時,在斷層破裂法相會產(chǎn)生一個較大程度位移脈沖和速度,而這會給建筑結(jié)構(gòu)帶來嚴(yán)重的損壞,所以在針對減隔震結(jié)構(gòu)合理設(shè)計時,一定要充分考慮上述情況,不可隨意應(yīng)用附加阻尼器方法,由于這種方法不能夠完全保證可以全面保護(hù)建筑結(jié)構(gòu),所以減震效果上也無法取得保證。因此,針對這種情況,一般需要采用摩擦擺系統(tǒng)或者混合減隔震系統(tǒng)。

根據(jù)相關(guān)研究表明,當(dāng)一些較為特殊情況發(fā)生時,下滑移隔震系統(tǒng)中產(chǎn)生的高摩擦力可能會促使上部建筑結(jié)構(gòu)發(fā)生位移,并且屬于永久性位移,但是經(jīng)過合理設(shè)置電流變阻尼器,則可以針對近源地震作用的隔震結(jié)構(gòu)中給予有效保護(hù)。另外,在給予近震源地區(qū)隔震系統(tǒng)合理分析結(jié)果中發(fā)現(xiàn),近震源地區(qū)在合理應(yīng)用EDF隔震系統(tǒng)時,能夠在一定程度上減少地震損失。

針對近震源地區(qū)所應(yīng)用的滑移隔震結(jié)構(gòu)抗震性研究上發(fā)現(xiàn),滑移隔震系統(tǒng)可以合理借助大脈沖、長周期平行與法線方向分量運(yùn)動作用,雖然建筑基礎(chǔ)合位移大多都是由地震動法向分量進(jìn)行提供,所以在摩擦系數(shù)與系統(tǒng)相對速度上所具有的相關(guān)性不會給系統(tǒng)峰值造成顯著反應(yīng),但是如果嚴(yán)重忽略摩擦力雙向相互作用,則可能會低估基礎(chǔ)滑動位移作用。因此,研究中針對多種近震源地區(qū)產(chǎn)生的地震作用應(yīng)用混合隔震建筑控制研究中發(fā)現(xiàn),采用電磁摩擦阻尼器和變剛度阻尼器可以對建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行有效保護(hù)。

總結(jié):

地震作為生活中比較突發(fā)的一種自然災(zāi)害,會給現(xiàn)實生活帶來巨大影響,導(dǎo)致人們生命財產(chǎn)出現(xiàn)巨大損失,所以必須要合理進(jìn)行抗震,盡可能減少地震發(fā)生時損失,保護(hù)人身安全,而為了實現(xiàn)這一目的,就必須要合理建立牢固房屋建筑,確保建筑結(jié)構(gòu)具有較高抗震作用。近幾年以來,國內(nèi)外研究人員針對建筑結(jié)構(gòu)減隔震技術(shù)開展大量研究,且取得良好成果,但是仍然無法滿足當(dāng)前實際需求,依然需要加大研究力度,并將減隔震技術(shù)有效應(yīng)用在建筑結(jié)構(gòu)中,提高建筑結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性與抗震能力。


相關(guān)產(chǎn)品:金屬阻尼器