建筑结构基础隔震技术的应用分析
2019-11-29王庆元
王庆元
(安徽省机械工业设计院有限公司,安徽 合肥 230000)
在建筑的结构设计工作中,当前已经开发了多种隔震技术,在这些技术的共同作用下,能够承受高烈度的地震。我国当前针对不同功能的建筑,要求能够承受的地震等级不同,大型公共建筑的要求很高,需要应用隔震技术确保建筑的运行安全性。
1 建筑机构基础隔震技术类型
建筑结构设计中,应用的基础隔震技术有两种,其一为建筑主体结构中的抗震措施,常用的方法为设置隔震缝和伸缩缝,其二为在建筑地基中设置隔震层,在地震发生时,这两项技术都能够发挥重要的吸能作用,降低地震对建筑的影响。
建筑中的隔震缝和伸缩缝设置区域为建筑的主体结构,尤其是对于建筑中的各个连接处,设置伸缩缝和隔震缝能够防止地震发生时建筑各个结构之间的碰撞,提高建筑的安全性[1]。地基的隔震层在应用过程中发挥的作用为,通过应用抗震支座、设置低密度层级等措施吸收地震产生的能量。
2 建筑结构基础隔震技术应用方法
2.1 地下支撑系统设计
在很多公共建筑的设计中,由于建筑下方具有地铁等公共交通系统,针对这类建筑来说,需要重视对支撑系统的建设,尤其是对于一些地上建筑与地下建筑衔接的建筑类型,尤其需要重视地下支撑系统的设计方法,地上建筑的支撑构件需要能够与地下的硬件设施有效衔接,提高支撑构件的抗震强度。
例如在乌鲁木齐机场航站楼的设计中,为了提高交通便利性,将地上航站楼与地铁系统进行衔接,通过对航站楼周边地质环境的勘察,结合对当前制定标准的研究,发现该建筑的抗震性能需要达到Ⅷ级,在工作的具体开展中,发现航站楼中的一些区域位于地铁系统的正上方,为提高整个系统的运行质量,该部分的支撑结构搭建在地铁的箱体结构上,同时在真个系统的中,保证航站楼中的支撑系统能够穿越吸震层,降低地震对地上建筑的影响效果。另外在施工中,需要在基础桩体之间设置拉梁和隔水板,提高整个系统的隔震水平。
2.2 伸缩缝阻尼器设计
在一些建筑设计中,为了能够进一步提升建筑的抗震性能,会在伸缩缝和隔震缝中设置阻尼器,为降低建筑的施工成本,并降低建筑结构的复杂程度,建筑中的阻尼器通常应用建筑中现存的机构替代,提升建筑的施工效率。
在阻尼器设计中,一种方式为在伸缩缝中直接设置阻尼器,这种方式有较低的施工成本,但是这种方法中的阻尼器容易被损坏,建筑的维护成本上升明显。另一种方法为建成阻尼器机构,在这种方式的应用中,不但能够提高伸缩缝和隔震缝的作用质量,一些阻尼器还能够发挥机构调整的作用[2]。
例如某建筑在设计中,通过在地板区域设置阻尼器的方式提高建筑的隔震能力,在地板施工中,将地板铺设到专用的箱体上,这类箱体之间之间具备弹簧性能的阻尼器,而靠近墙体的地板下方连接件与墙体相连,这种阻尼器能够提高地板的抗震性能,有利于地震发生时的人员疏散。
2.3 隔震支座设计
在建筑地基隔震层的设计中,一个重要内容为设置隔震支座,隔震支座起到对建筑的直接支撑作用,在地震发生时,隔震支座能够大量吸收地震产生的能量,满足建筑隔震设计的相关要求。
隔震支座的设计内容包括两个方面,其一为隔震支座类型选择,在当前的建筑行业中,开发出的隔震支座有三种,包括铅芯橡胶隔震支座、普通橡胶隔震支座和滑板支座,这些支座发挥的作用不同,前两种制作起到对建筑的全面支撑作用,滑板支座的作用为让建筑恢复原状,在隔震支座系统的设计中,通常会同时应用这三种隔震支座,完成对建筑的高效支撑。
其二为隔震支座的布局设计,在该项工作的开展中,要从隔震支座的性质和建筑整体布局情况两个角度完成设计工作。由于铅芯橡胶隔震支座具备更高的承力性能,所以将其设置在建筑对承力要求更高的区域,普通橡胶隔震支座设置在非重点承力区域,通常情况下,建筑的桩体上会安装铅芯橡胶隔震支座。另外在建筑地基的外侧,需要设置滑板支座。
2.4 隔震层设计施工
在隔震层的施工中,包括的工作包括地基填方工作和支护系统建设工作。地基填方工作的开展重点为确保工作人员按照设计要求开展工作。例如在某工程的施工中,设计人员最终确定需要回填的地基最大深度为7m,回填的建材为圆砾石。在具体施工中,由地质勘察人员完成土质强度分析工作,当发现该区域的土质不能满足强度要求时,需要进一步开展低强度土质清除工作,在回填工作的开展中,需要保证对相关系统的夯实质量,在本文研究的建筑工程中,需要确保压实系数不低于0.97。
支护系统建设工作要完全按照设计要求完成钻孔、施工材料应用等工作,在该工作的开展中,需要保证钻孔质量,要求施工人员保证孔洞的倾斜度、深度、直径等参数满足设计要求,对于不能短时间内投入使用的孔洞,要做好这些孔洞的封堵措施。另外在支护系统建设中,还需要观察施工现场是否出现渗漏、土层变形等工作,当发现存在这一问题时,需要及时排查存在的施工问题。
3 结语
综上所述,在建筑结构基础隔震技术体系中,常用的两种技术为伸缩缝设计工作和隔震层设计工作。隔震缝设计中,在按照相关要求确定伸缩缝参数的基础上,需要合理设置阻尼器。隔震层设计技术的应用中,一方面正确选择和分布隔震支座,另一方面重视隔震层施工质量控制工作,确保隔震层能够发挥应有作用。