对于房屋建筑工程防震与减震技术探究

发表时间:2020/7/14   来源:《基层建设》2020年第8期   作者:祁丽凝
[导读] 摘要:地震对于人们日常生活会带来极大的财产损失和生命安全危害,也是人类在日常生活中没有办法避免的自然灾害。
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        摘要:地震对于人们日常生活会带来极大的财产损失和生命安全危害,也是人类在日常生活中没有办法避免的自然灾害。文章对我国建筑的发展历程简要论述,并对建筑中的防震的设计原理进行了分析,以供参考。
        关键词:房屋建筑;建筑防震;减震;技术分析
        传统的建筑物防震、抗震主要是以设防烈度为建筑物的设计依据。以对地震的“抗”为主要设计基础,主要通过增加建筑物的结构来增强建筑物的强度,让建筑物的结构在地震过程中保持非弹性状态。同时,保持一定的延伸性,最大程度消耗地震的作用力,减少轻结构对于地震的反应,切实做到建筑物的结构能够处于“裂而不倒”的状态。
        1 建筑房屋防震技术分析
        1.1 房屋建筑中防震方法
        当前我国建筑工程的设计过程中,采取防震的技术方式主要有两种:①通过房屋建筑物的结构设计进行有效防震,主要内容是主动控制减震、悬挂基础隔震、摇摆支架隔震和滑动支架防震等;②房屋建筑结构防震的方式是通过频谱法、时成分析法、随机振动法和阵型分解法等达到建筑物防震的目的。
        1.2 房屋建筑设计中隔震的方法
        (1)层间隔震。隔震装置除了可以设置在建筑的底层结构中,还可以根据实际设计要求置于建筑物的层与层之间,即所谓的建筑物的层间隔震。一种是将隔震层设置于建筑结构一层或中间层的隔震结构;另一种是将 TMD 系统中的弹簧 - 阻尼器用橡胶支架加以代替,用顶层楼板或者隔热层作为房屋建筑的顶层设计。由于此种建筑设计结构的隔震装置都是用于起到防震作用的橡胶支架设计,只是隔震层所应用的位置不同,因此,可以称之为层间隔震。房屋建筑在进行建筑结构的防震设计中,可以采用科学的防震结构设计,此项技术不仅能够保留建筑物的柔性底层结构体系,同时也能保证建筑结构中的相关部件免受破坏。(2)基础隔震。基础隔震的相关技术就当前而言已经基本趋于成熟,并在建筑行业得以广泛运用。它主要是通过在建筑物的底部放置相应的防震控制装置,达到地震时能量向上层建筑传输的目的,从而减少地震带来的损害。基础隔震的方法大致可以分为三种:首先是滑移隔震,通过在建筑物的底层放置滑移层来达到隔震的效果,滑移层的工作原理主要是钢摩擦滑板、砂料和涂层等结构,发生地震时,滑移层在地震的作用下,不会直接接触介面,而建筑物就会发生位移,有效地切断了震波的传播,从而使建筑避免地震带来的危害,达到了抗震的目的;其次是可以在建筑物与基础之间放入一层滚珠,当发生地震时,滚珠可以在地震的作用下进行移动,减少了对于上层建筑的作用力,可以有效避免地震带来的损害;最后,还可以通过安装橡胶垫来进行有效的防震,橡胶垫主要可以分为加铅多层橡胶垫、天然橡胶垫、标准化多层橡胶垫和高阻尼橡胶垫等。(3)地基隔震。地基隔震主要可以分为屏蔽隔震和绝缘隔震,屏蔽隔震主要是通过在建筑物四周埋入屏蔽板,或在建筑物四周开掘一条深沟,以有效来隔断长时间带来剪切波的冲击。绝缘隔震技术主要指通过土地基础来进行隔震,软土基能够有效降低地震加速度功能,这项技术的难点在于建筑地基需要有力支撑地面建筑物重量,且建筑的沉降量需控制在一定范围内,只有达到上述两点要求,才能够起到良好的避震效果。


        2 房屋建筑工程中的减震技术
        2.1 建筑物减震技术的设计原理
        减震技术通过特殊的消能装置可以有效的避免地震对于建筑物的结构作用,同时,为了保证建筑物在地震时能够最大程度避免其带来的损害,可以在建筑物的抗侧力结构中安装相应的耗能装置,而这种减震装置则对于建筑物的结构基本上不会产生不利影响。地震发生过程中,会导致建筑物内部的结构发生变形、扭曲,然而能够减少地震过程中对于上层建筑物的作用力,达到减震的目的。房屋建筑的抗震结构与传统的房屋相比较而言,并没有进行大幅度改变,但是经过提升增强了建筑结构的防震安全性,减少了建筑的损伤程度。
        2.2 建筑物减震技术方法及特点
        (1)吸能减震。吸能减震技术通过附加子结构使结构的震动情况发生位移,使初始结构的振动能量在原结构和子结构之间重新进行分配,从而起到减震的效果。(2)技术阻尼器。金属框架中增加约束支撑,常规荷载下可以起到一定的支撑作用。而在地震过程中金属支撑能够通过自身的塑形变形来减耗地震的能量,起到保护建筑主体结构的作用,并且这一技术也在建筑减震技术中得到普遍运用。(3)冲击减震。冲击减震是依据附加活动质量与结构之间的非完全弹性的碰撞进行能量的交换,从而消耗地震动能的技术。实际建筑应用中,一般在结构的顶层悬挂摆锤。结构发生震动时,摆锤会撞击建筑结构使其震动能量降低。减震结构技术是可以通过消能构件减少结构的地震作用,降低主体结构的地震反应,减少建筑主体的截面和配筋,减少结构承受的荷载力,从而进一步节省造价,还可以提高抗震安全。
        2.3 建筑物设计的减震技术要求
        房屋建造过程中,可以采用钢筋混凝土结构,以减少地震中的水平位移,并采用消能抗震设计达到建筑物抗震的要求。建筑物的减震设计要求、消能元件及具体应用标准在发生地震灾害时可能出现的位移状况来进行制定。具体消能元件选择过程中,需要能够提供较大的附加阻力,发生地震时切实能起到应有的控制作用。当前建筑业中消能元件的种类较为繁杂,如不锈钢丝绳减震器、封闭型减震器和橡胶隔震减震器等。而当消能元件在两个主轴的方向设置时,可以将消能元件安装在层与层之间可能发生变化相对较大的位置,然后经过综合的分析最后确定元件的具体安装位置。房屋的建筑结构设计过程中,与消能元件相连接的结构元件,能够将消能软件的能量分散于建筑物的四周,发生地震时起到抗震的效果,减少其对于建筑物的破坏。
        2.4 房屋建筑安全的评估要求
        当前我国在房屋的设计过程中,加入防震、减震技术的工程并不占多数,还主要停留在防震、减震技术的概念上。由于我国对于防震、减震技术的建筑设计技术部不够完善,因此,具体到实际工程中防震、减震技术的运用还需要依赖于国外的抗震建筑设计经验来进行。
        3 结束语
        随着科学技术的快速发展,我国的防震、减震工程的设计也有了一定程度的提高。具体到实际建筑设计中,建筑设计人员还需要具体分析建筑设计的结构、准确把握住设计的各项要求和原理,尽最大可能设计出建筑结构科学、合理和建筑的抗震效果突出的现代化建筑工程。
        参考文献
        [1] 陈哲 . 建筑结构抗震设计关键问题分析 [J].住宅与房地产 ,2017(35):90.
        [2] 徐艳娟 , 刘卫卫 . 隔震技术的应用及发展[J]. 考试周刊 ,2014(15):193-194.
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