浅谈建筑隔震与消能减震设计

李岩松

（太原理工大学 山西 太原 030024 太原王孝雄建筑设计院有限公司 山西 太原 030024）

浅谈建筑隔震与消能减震设计

李岩松

（太原理工大学 山西 太原 030024 太原王孝雄建筑设计院有限公司 山西 太原 030024）

随着我国城市化建设项目的不断推进以及经济、科技水平的不断提高，提升建筑物的隔震与消能减震设计水平是保障建筑工程设计施工的关键环节。本研究通过阐述建筑隔震与消能减震设计的适用范围、科学理念、设计目标、标准要求以及设计工作的相关知识及其必要性，分析了现阶段我国建筑隔震与消能减震设计工作的现状与前景，并就此提出了相应的创新设计方法和解决对策，希望给相关建筑设计人员提供借鉴。

建筑；隔震；消能减震

近些年来，随着我国经济和建筑行业的飞速发展，建筑隔震与消能减震设计成为了建筑结构设计的一个重要环节。由于我国属于地震多发地带的国家，因而随着建筑产业规模不断扩大以及建筑技术水平的不断提高，人们对建筑工程的量要求日益严格。发展和改进我国建筑隔震与消能减震设计技术对保障建筑物的整体质量和安全十分关键。因此，创新和改进建筑隔震与消能减震设计对我国新型城市化建设的不断推进，促进我国建筑结构隔震与消能减震设计思路不断创新具有十分重要的意义。研究建筑的隔震与消能减震设计原则和合理改善建筑物隔震、减震设计方法，对完善我国建筑工程的建设质量管理体系和加快推进我国城市化的发展进程也具有重要的现实意义。

1　建筑隔震与消能减震设计的概述

1.1完善建筑隔震与消能减震设计的必要性

隔震与消能减震设计，具体来讲，就是利用隔震与消能减震装置，通过改变建筑结构的力学性能来实现更好的抵抗地震作用的效果。随着建筑行业的飞速发展和城市化建设的推进，人们对建筑物的质量状况和抗震性能日益重视，因而完善建筑隔震与消能减震设计既有利于保证建筑抗震设计工作的正常进行，确保抗震建筑的施工质量，又有利于设计人员能够不断提高建筑隔震与消能减震的设计水平和设计效率。设计人员应当采用可靠的隔震与消能减震设计方案和先进的隔震与消能减震设备，提高建筑的抗震性能。完善建筑隔震与消能减震设计有利于提高建筑物抗震的有效性，使设计人员能够与时俱进，更好的洋为中用，促进我国的建筑隔震与消能减震设计不断走向新的发展阶段。同时完善建筑隔震与消能减震设计方案还能够引导结构设计人员不断改进建筑结构设计技术，实现建筑隔震与消能减震结构设计工程造价的降低。这不仅有利于改善建筑隔震与消能减震结构的设计质量，加快我国建筑隔震与消能减震结构设计的进展，还有利于为建筑隔震与消能减震结构设计工作提供良好的建设环境和氛围，进而提高我国建筑企业的市场竞争力。

1.2建筑隔震与消能减震设计的适用范围研究

中国建筑行业应当提高建筑结构隔震、消能减震设计水平，因而，将建筑隔震与消能减震设计工作列为建筑行业可持续发展的主题目标十分必要。各级政府也可以采用政策激励和引导建设相关方的设计人员对建筑结构隔震与消能减震设计方案进行深入的完善和研究，这不仅有利于提高建筑结构的隔震、消能减震功能，还有利于实现建筑设计单位和施工单位的经济效益和社会效益。近年来，建筑隔震、消能减震技术的适用范围在不断扩大，不仅包括医院、通讯处、警察办公地、银行、消防大队、保险公司、电力公司等重要建筑物，还包括政府机构的一些办公楼、紧急事务指挥处、国家政府重要物资储存地，也包括国家公共设施场所，比如极具纪念性意义的建筑物、博物馆、图书馆和一般的工业区或者居民住宅区的建筑等，这些场所都需要建筑隔震、消能减震设计技术。只有这些建筑物的隔震、消能减震设计成果经过相关部门严格的论证审核和批准后，才可以真正投入到建筑物的建设当中，有效保证其建筑功能的具体实现。

1.3建筑隔震与消能减震设计的注意事项

设计人员在进行建筑隔震与消能减震设计的过程中，应当在设计方案制定前主动明确建筑结构隔震与消能减震设计管理的具体内容，并且融合不同种类的建筑材料资源，充分考虑我国建筑领域的基本国情和经济学规律，尤其要融合生态资源于建筑结构隔震与消能减震设计的实践之中，实现我国建筑工程隔震与消能减震设计工作的精细策划和有效监控，进而提高建筑结构隔震与消能减震设计质量和建筑企业效益。设计人员应当重视建筑隔震与消能减震设计的注意事项，比如对于建筑结构设计应当推广比较合适的隔震与消能减震设计方案，可以借鉴日本和美国的建筑隔震设计经验，最好选择隔震基本周期小于110s的隔震建筑结构设计效果，提升建筑的隔震设计方案。设计人员在进行建筑隔震与消能减震的设计过程中，应当将建筑结构假定为刚性，将地震视为一个时间过程，对建筑物抗地震力的大小进行准确推定，并选取精准的建筑地震动加速度系数作为建筑隔震与消能减震的输入数据，实现对每一刻建筑抗震能力的细致观测。设计人员也应当确保隔震建筑高宽比的精确度，以期能够保障建筑结构隔震与消能减震设计的科学性和合理性。

2　建筑隔震和消能减震设计要点分析

2.1建筑隔震设计要点

建筑隔震的设计过程主要包括分部设计、上部结构设计和隔震层设计三个环节。分部设计主要是将建筑的整个隔震结构体系以隔震层为中心分成建筑隔震层以上的结构和隔震层以下的结构这两部分，再根据实际的建筑施工需要分别进行隔层设计。上部结构设计主要是采用科学的水平向隔震系数对建筑上层结构进行隔震设计，尤其要严格按照水平向隔震系数和抗震设防烈度执行，综合考虑建筑结构的隔震因素、非隔震因素以及建筑结构层间的剪力比等因素。对建筑物整层设置隔震装置的部位可称为隔震层，隔震层设计实际上就是研究隔震层对整体结构力学性能的影响。设计人员应当适时选择科学的建筑隔震设计方案，增强建筑物的整体隔震效果。同时，在建筑的隔震层设计环节建筑施工单位的技术测量人员还应当通过精确计算建筑隔震环节的具体系数，不断完善建筑的隔震体系。设计人员应当结合建筑结构的综合情况不断完善科学合理的建筑隔震结构设计简图，并创建出建筑隔震的合理结构模型，实现建筑隔震层顶部的梁板结构和建筑钢筋混凝土结构的完美结合，进而避免出现重复计算隔震系数的问题。建筑物的隔震设计过程中应当对建筑物水平向的隔震系数进行合理科学的取值，严格设立建筑物的隔震设防目标，明确建筑物水平向的隔震系数，实现建筑层间剪力值合理的区段控制，降低建筑隔震设计的取值误差。此外，设计人员应当精确计算上部结构隔震系数，降低建筑隔震系数的最大值与最小值之间的误差，减少地震等自然灾害给建筑结构带来的不利影响。建筑设计人员也应当重视建筑物的平动状态，根据不同的动态数据采取灵活的应对措施，进而实现建筑隔震设计的矩形分布，提升建筑的隔震效果。

2.2建筑消能减震设计要点

建筑消能减震的设计环节要求具体有以下几点：①建筑消能减震设计人员应当有效控制建筑物消能部件的使用情况，防止建筑结构在强烈的震动下出现扭曲变形的情形。在进行建筑消能减震设计过程中，设计人员应当严格按照实际测量人员提供的实地数据调查情况，实现建筑消能器阻尼、数量的合理分配和布置，整体分析建筑的减震结构，实现建筑结构变形的有效控制要求，实现建筑消能部件及建筑主体结构的有效连接。②设计人员应当采用建筑结构的消能器、墙体、斜撑、梁或者节点等消能减震部件实现建筑结构的抗震设计工作目标。设计人员应当综合分析建筑消能器的不同类型，综合考虑建筑消能减震的速度、位移、主轴部件的不同位置，实现建筑不同阻尼数量的计算和确定工作，进而科学实现建筑消能减震的设计目标。③设计人员要严格按照建筑消能减震的实际要求和具体情况沿着建筑的两个主轴方向进行消能减震装置的设置，提升建筑结构的整体消能减震能力，并根据建筑消能减震设计工程的强扩张性构建出科学合理的建筑消能减震受力体系。④设计人员要重视消能减震装置与原始结构的连接节点设计，要保证地震来临时连接节点不能先于消能减震装置破坏。⑤设计人员应当将各消能装置准确定位，搭建起本体结构与消能装置共同作用的力学模型，实现建筑消能减震设计环节的不断完善。⑥管理人员要重视建筑消能减震设计的质量管理、设计进度管理、安全管理和投资管理这几个方面，积极引导设计人员不断提升建筑结构的消能减震设计技术，提高建筑结构消能减震设计的效率和建筑企业市场的综合竞争力。

3　完善建筑隔震、消能减震结构设计的措施

为了改善建筑隔震、消能减震结构设计方案，设计人员应当通过建筑隔震、消能减震装置布置位置的不同进行对比，分析其不同布置位置对建筑整体力学性能的改变，从而选择最优秀的设计布置方案，实现建筑钢筋混凝土结构、砌体结构、钢结构与隔震、消能减震装置的完美结合。设计人员还应当根据测量人员的实际检测数据，不断完善建筑隔震、消能减震设计方案。设计人员在进行建筑隔震、消能减震结构的设计工作中尤其要综合考虑混凝土的抗震效果因素、建筑材料因素和建筑物所处的地理环境因素，不断创新建筑隔震、消能减震结构设计方案，使得建筑物隔震、消能减震结构设计更加具有合理性。在进行建筑结构的抗震设计中，设计人员要严格按照建筑隔震、消能减震设计的具体标准，保持建筑结构刚心与质心的一致性，进而降低地震对建筑物的破坏。如果在进行建筑隔震、消能减震结构设计过程中，建筑材料的隔震、消能减震质量得不到有效的保证，那么建筑物受到地震的破坏就会变强，所以，设计人员在关注建筑隔震、消能减震结构设计细节的同时也应该注意建筑材料的质量，进而提升建筑的抗震效果。

4　结语

综上所述，建筑行业作为我国国民经济发展的支柱产业，建筑隔震、消能减震设计水平与建筑物的抗震性能具有十分重要的联系。设计人员通过明确建筑隔震和消能减震的设计要点、设计原则、注意事项和适用范围，可以不断完善建筑的隔震和消能减震设计体系。设计人员也应当结合建筑结构的综合情况不断完善科学合理的建筑隔震、消能减震设计简图，并创建出建筑隔震、消能减震的合理结构模型，更好的应用到实际工程的建设中去，促使我国的建筑发展水平能够与国家经济建设的步伐相适应，降低自然灾害对国家经济和人民财产造成的损失。

[1]唐家祥.建筑隔震与消能减震设计[J].建筑科学，2012（12）：75～79.

[2]何仁杰.建筑物隔震与消能减震设计的发展[J].中国建筑学报，2014（15）：112～113.

TU352.1

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1673-0038（2015）42-0087-02

2015-10-1