减隔震技术在高层建筑基础方面的应用研究

2018-03-28

四川水泥 2018年2期

(云南旅游职业学院)

为了有效减少地震对于高层建筑产生的影响，传统施工工艺会采取抗震结构体系，主要是借助结构承载力以及变形能力实现能量的消耗，从而保证抗震水平，但是，这只是一种被动的抗震机制，由于地震本身存在不确定性，就使得设计结构也相应的存在误差的可能，造成严重的经济损失和人员伤亡，基于此，高层建筑结构中减隔震技术的应用势在必行。

1 减震技术在高层建筑基础方面的应用研究

近几年，应用范围较为广泛的就是结构减震技术，将非承重构件直接设计为能耗元件，借助元件之间的摩擦以及剪切变形，能有效消耗地震产生的能量，从而一定程度上减少地震对建筑产生的影响，从根本上提高了安全性和稳定性，实现减震抗震的目标[1]。

第一，借助相关手段提升结构的阻尼参数。对于弹性地震反应而言，结构阻尼以及周期函数十分关键，地震反应和两者均呈现出反比例关系。因此，为了满足抗震效果，要一定程度上有效提升材料的阻尼比。一般而言，材料阻尼比主要和材料的结构类型、地基土质以及振动性质相关。因此，高层建筑设计项目要选取阻尼数据较高的结构，或者是设置阻尼器以保证能有效吸收相关地震能力，从根本上减少建筑结构的变形情况。

第二，应用高延性建筑结构构件，在实际管理机制建立和材料管控体系中，为了确保建筑物的耐震效果，要对结构吸收能量和耗散能量的水平予以分析，而这些情况主要的决定性因素就是结构的基础延性。只有保证承载力参数和变形能力均符合标准，才能提高建筑结构的抗震能力。对于地震反应而言，要将重点落实在变形能力的处理方面，尤其是在地震力达到了建筑结构屈服抗力极限值后，相关问题的处理效果就能显现出来。正是基于此，目前多数地区的高层建筑结构中，都会使用强柱弱梁亦或是强节点弱构件与强化梁柱塑性结构的方式，进一步提升整体建筑结构的延性[2]。

第三，要集中敷设耗能的相关装置，为了有效提升高层建筑的抗震水平，就要对耗能减震技术中的结构部位进行集中处理，主要是借助增设耗能器或者是增加耗能部件的方式，确保附加刚度以及附加阻尼参数的形式更加有效。在实际应用后，高层建筑能借助耗能部件对进入到建筑结构的能量进行耗散处理，从根本上优化结构的实际问题处理能力，减少动力反应，确保主结构的安全性和稳定性，从根本上建构有效且安全的工程减震技术，为后续工作的系统化开展奠定坚实基础。目前。使用较为广泛的元件主要包括金属耗能器、摩擦耗能器、粘弹性耗能器以及粘滞耗能器等，能在有效完善其基本功能的同时，提高高层建筑的抗震水平。

2 隔震技术在高层建筑基础方面的应用研究

除了要对减震项目进行集中分析和统筹管控外，也要对隔震技术予以重视，借助有效的处理措施确保高层建筑的整体质量。地震对于建筑物的破坏主要是由于地面的不规则运动对建筑物产生了强烈的振动，由于这种破坏力来自于地面，会借助建筑结构直接向上层建筑框架进行传递，因此，要想从根本上提高建筑结构的减震水平，就要对结构底部的有限滑动能予以处理，确保其能合理减轻上部结构的破坏程度。目前，主要是借助软弱隔震层的变形情况，对地震能量的输入予以分析，从根本上减少地震地面运动的结构影响力，一定程度上避免地震对人身安全以及建筑物破坏程度的影响。

第一，利用软垫式隔震，在具体建筑结构参数处理的过程中，要对整体结构和区域结构予以分析，尤其是在房屋基本结构处理时，要在房屋底部设置带铅芯的钢板橡胶块隔震装置，一定程度上减少地震对高层建筑房屋产生的影响，确保整个高层建筑能在房屋的软垫上，相较于传统的管理机制和地震处理措施，能有效减少楼房底面和地面之间的相对位移，有效提升并延长了房屋的自振周期，将变形都集中在软垫结构上，避免建筑结构和房屋受到侵害[3]。

第二，利用滑移式隔震，在实际隔震管理工作开展过程中，要针对问题进行有效的处理和控制，从而确保处理效果和设置结构都能满足高层建筑的实际应用要求。滑移式隔震主要就是在高层建筑的上部结构和建筑物基础结构之间设置相应的滑移面，应用的主要是一些摩擦系数较小的摩擦材料，能保证在建筑结构遭受地震时能有效形成水平滑动，确保结构和基础之间形成解锁功效，一定程度上隔离了地面和建筑结构上部之间的作用关系，确保整体处理效果更加有效，且整体能量参数也能实现从上向下的传递，保证反馈效果不会对建筑结构产生影响，真正落实减震目标。因此，隔震技术的根本就在于将建筑结构和地面进行分离，确保地震产生的巨大能量不会对建筑结构产生影响，从而维护建筑结构的整体质量，避免经济损失和人员伤亡，这种方式的应用效果较好，需要相关高层建筑施工部门能结合实际情况和地区地理情况进行统筹分析和优化处理。

第三，主要是利用摆动式隔震，这种处理机制需要在高层建筑基础支撑结构上建构有效的摆动框架，主要是短柱群或者是桩基结构，能维护基础设计项目的整体框架，也为后续工作的系统化发展提供保障，确保基础侧面模型为圆形弹簧的阻尼器，维护地震作用的基础上，确保整体结构能符合实际要求，对摆动和运行倾向予以控制，从而维护整体结构的处理水平，只有从根本上延长自振周期，才能在优化其实际应用效果的同时，维护减震水平。除此之外，相关技术人员要对隔震方式的具体情况和基本构件模型予以判定，发挥柔性底层改进效果，实现全面优化。

第四，应用悬吊式隔震，这种隔震方式更加常见，主要是将结构物直接悬挂在高层建筑物内部巨型钢架亦或是建筑内部钢筋混凝土内筒结构中，从而维护结构的协同作用，确保处理效果和整合机制的完善程度贴合实际需求，也能在提升减震惯性力水平的同时，确保建筑楼板管理效果最优化。正是基于其结构优势，在公共建筑以及生活建筑中应用较为广泛。除此之外，多数建筑结构会将层间隔震项目和抗震结构结合在一起，确保减震装置能发挥实际效果，有效落实相关操作的同时，确保减震水平和隔震水平都能有效提升，从根本上提高建筑的整体质量，维护其在地震中的实际应对水平，提高安全性能的同时减少经济损失[4]。