建筑隔振消能减震技术分析

文/杨剑波 红河州抗震防震指挥部办公室 云南蒙自 661199

1、引言

据统计表明，在世界范围内每年发生五百多万次地震，虽然其中绝大部分的地震对人们的生活不会造成很大的影响，但是每年也存在十几至二十几次能对人类造成严重危害的地震。由于现阶段的科技水平并不能对地震进行准确的预测，为了减少地震对人们的危害，必须更加重视提升建筑的抗震性能，做好地震防御工作。建筑隔振消能减震技术作为一种建筑物防震技术，将其运用到建筑工程设计中，能够有效的提升建筑物的抗震性能，提升建筑物的安全性和稳定性。

2、建筑隔振消能减震技术概述

建筑隔振消能减震技术的基本思想是将建筑物基础部分的结构和房屋的上部分结构进行分离，在地震时，将地震能量向建筑物的传输路径进行隔离，从而实现在发生地震时地动而建筑物的基本不动的目的，保证建筑物的安全性和可靠性。

隔震技术是指通过运用隔震装置，将建筑物与地震所带来的冲击相隔离的技术，该种技术通过在建筑物的底部位置或者结构层之间安装隔震装置，对结构体系进行软化，隔震装置将地震地质条件传来的能量进行吸收和转化，阻值地震能量向上方的建筑物传输，降低将主结构的变形，从而达到减少地震对建筑物影响的目的。根据隔震支座安装位置的不同，可以将隔震技术分为基础隔震和层间隔震两种类型。

消能减震技术是与隔震技术相对应的一种建筑防震技术，该种技术主要是将建筑物结构中的支撑或者剪力墙等构件设置成消能构件，或者在结构物中的连接位置或者节点位置安装阻尼器，当发生地震时，消能构件和阻尼器将建筑物的工作状态进行改变，主要是由弹性状态转化为塑性状态，消能构件和阻尼器对地震能量进行吸收，从而减少建筑主体结构的变形情况，保证建筑物的安全性和可靠性。在建筑物中采用消能减震技术，具有灵活性较强和减震效果较好的优点，对建筑物的正常使用具有较小的影响，不会对建筑主体结构造成不必要的破坏。

3、建筑隔振消能减震技术中存在的问题

建筑隔振消能减震技术虽然在我国的建筑结构设计中得到了普遍的应用，但是由于多种因素的影响，其中还存在着一些问题，本文从以下几个方面，对建筑隔振消能减震技术中存在的问题进行具体分析。

（1）竖向地震荷载的减震效果较差。现阶段，大部分隔震装置针对水平地震力，能够获得较为良好的减震效果，但是由于竖向地震荷载作用对高耸、悬臂结构或者跨度较大的建筑物，具有较大的影响，隔震装置针对竖向的地震荷载并不能获得较为明显的减震效果。因此，为了提升建筑物的抗震性能，保证建筑物的安全性，必须对该方面的内容继续进行深入的分析和研究。

（2）造价较高。在建筑结构中安装隔震装置，就必然会提升建筑工程的造价成本。因此，将隔震装置广泛的应用于建筑工程中具有一定困难。因此，必须研制出一种经济性和减震性、隔震性较高的隔震装置，降低隔震装置安装的造价成本。

（3）应用范围较小。现阶段的建筑隔振消能减震技术大都应用于多层或者低层建筑中，将其运用于高层或者超高层建筑中并不能获得良好的防震效果。因此，必须加强对建筑隔振消能减震技术应用于高层或者超高层建筑中的研究和创新，提升高层或者超高层建筑的安全性。

4、建筑隔振消能减震技术分析

将建筑隔振消能减震技术应用于建筑结构中，能够获得较为明显的防震效果，本文从以下几个方面分析建筑隔振消能减震的方法。

4.1 采用粘弹性阻尼结构进行减振

大量的实验表明，在建筑结构中采用粘弹性阻尼结构，能够获得良好的减振效果。例如，在进行地震模拟振动台试验和粘弹性阻尼结构的风洞试验，对其试验结果进行研究和分析可知，采用粘弹性阻尼结构能够降低由大风和地震带来的百分之四十至百分之八十的反应，可以提升建筑物在大风状态下的舒适度，确保建筑物在地震和强风状态下的安全性和可靠性。例如，某地区的一座高层建筑在没有采用粘弹性阻尼结构之前，在大风状态下该高层建筑的最顶部几层具有较为明显的不舒适感，当采用粘弹性阻尼结构以后，该高层建筑的最顶部几层的舒适感明显提升。如果采用提升高层建筑刚度的方式，来提升建筑在强风状态下的舒适感，将会很大程度的提升建筑物的造价，如果采用粘弹性阻尼结构，将可以大大的节省造价成本。在我国北京的某建筑中也采用了粘滞阻尼器，具有良好的减震效果。因此，实践证明，在建筑中采用粘弹性阻尼结构，能够明显的降低由于强风和地震对建筑物造成的影响。

4.2 采用吸能减震技术

吸能减震技术是指通过利用附加子结构，促使建筑物主体结构的振动发生相应的位移，将主体结构的振动能量重新分配在原结构和子结构中，从而降低主体结构的振动。现阶段，吸能减震装置包括调谐质量阻尼器、悬吊质量摆阻尼器、调液（柱）阻尼器和质量放大器等等。

4.3 运用金属阻尼器进行减振

金属阻尼器是指在常规荷载的情况下，通过在框架中安装屈曲约束支撑，对结构进行支撑，当发生地震时，金属支撑发生塑性变形，对地震所释放的能量进行消耗，从而降低地震对建筑物主体结果的影响，保证建筑物的整体性能。因此，通过运用金属阻尼器，将屈曲约束支撑应用于建筑工程中，能够大大的提升建筑支撑框架在地震中的抗震性能。

4.4 运用冲击减震方法

将冲击减震运用于建筑结构中，能够获得良好的减震效果。冲击减震技术是指，通过运用附加活动的质量和结构之间的非完全弹性碰撞，从而达到交换动量和耗散动能，从而降低地震反映。在实际中运用冲击减震技术时，通过在建筑结构中某个位置悬挂摆锤的方式，当发生地震时，摆锤对结构进行撞击，从而降低地震对结构带来的振动。

4.5 建筑隔振消能减震技术效果分析

将建筑隔振消能减震技术运用于建筑结构设计中，具有明显的效果，本文对建筑隔振消能减震技术效果进行具体分析。

（1）有利于降低建筑结构的地震反应。通过运用建筑隔振消能减震技术，将建筑物的基础结构和上部结构进行分离，对地震释放的能量和建筑之间进行隔离，降低地震对建筑物造成影响，保证建筑物的安全性。

（2）能够保证建筑物的安全性和可靠性。将隔振消能减震技术运用于建筑结构设计中，在发生地震时，建筑物的上部结构仍然可以处于正常的弹性工作状态下，能够保证建筑物的安全性和可靠性。

（3）可以有效的降低建筑工程的造价。实践证明，在建筑结构中运用隔振消能减震技术，相对于传统的建筑防震技术，能够大大的节省工程的造价。

（4）抗震措施比较简便。在建筑结构中运用隔振消能减震技术，改变了传统建筑物防震技术设计对象较多和结构较为复杂的现象，只需要考虑隔震消能减震装置即可，抗震措施比较简便。

（5）地震后的修复较为简单。在发生地震以后，应该对建筑物中的隔震装置进行检查和更换，并不需要对建筑物的本身进行修复，地震后的修复较为简单。

（6）可以为建筑设计提供较为广阔的空间。将隔振消能减震技术运用于建筑结构设计中，在满足设计的标准和要求的情况下，能够为建筑设计师提供更加广阔的设计空间，提升建筑物的整体性能。

结语：

我国作为一个地震灾害较为严重的国家，如何提升建筑物的抗震性能，对保证人们的生命财产安全具有重要的意义。虽然传统的建筑抗震技术可以获得一定的抗震效果，但由于其造价较高等因素，并不能广泛的运用于建筑工程中。建筑隔振消能减震技术作为一种安全性、灵活性和经济性都较高的建筑物抗震技术，将其运用于建筑结构中，可以有效的降低地震对建筑物的影响，确保建筑物的安全性。