减震隔震技术下高层建筑消能减震结构概念设计

摘要：全国各地常会遇到地震现象，不仅对当地环境及其经济造成影响，还会造成人员伤亡事件，因此，做好隔震减震策略是非常有必要的。随着时代的发展，各类材料与技术不断创新，为了满足经济及人们居住安全，就要对隔震减震方法进行优化。通过提升整体水平，降低地震造成的影响，保障人们居住安全性，促进我国经济的稳定提升。

关键词：高层建筑;结构设计;隔震减震

1高层建筑结构设计中隔震减震概述

高层建筑物内部阻尼大小对于能量消耗产生直接影响，隔震减震要充分利用这一特点，通过阻尼提升吸取地震的能量，以增加主体结构的稳定性，减少地震造成的危害。在高层建筑中，隔震技术得到广泛应用，尤其是汶川地震以后，出现更多的隔震高层建筑物。在设计选材过程中，由于与传统设计存在着较大的差异性，且与传统设计对比，在高层高层建筑设计过程中，存在着较大的难度。隔震策略受到时间的限制，不仅可应用于新建结构，还在工程建成以后，通过阻尼的提升来达到减震的目的。对于适用部位来说，减震方法得到广泛应用，不管是上部结构还是夹层，都得到有效应用。而结合消能减震技术，提升结构的阻尼比，从而避免结构变形现象，结合附加装置，提升结构稳定性，使主体结构在遇到地震灾害的时候，不会产生较大的破坏。据相关数据统计可以知道，消能减震结构能够有效提升抗震性。

2高层建筑结构设计中隔震减震的有效策略

2.1完善隔震策略

第一，特殊材料的合理使用。对于地基来说，是高层建筑物中直接与地震相接触的，也是震波直接的受力区，所以说，做好隔震策略能够有效提升其效果。经过有效处理，同时铺设垫层，能够有效降低地震波对高层建筑物造成的影响，提升高层建筑物的安全性能。在对垫层进行制作过程中，大都使用黏土与砂子，而现阶段人们往往使用沥青为重要隔震材料，且取得较好的效果，在今后隔震中取得广泛使用;第二，基础隔震。此种方式是将隔震装置在基础及其上部高层建筑间合理进行设置，但受到隔震层位置的不同，基础隔震方法能够降低地震波的传递，这是较为传统且广泛应用的方式之一。在具体进行施工时，也会存在着一些问题，因此种方式适合多层或低层的高层建筑，但在高层高层建筑中进行使用的话，往往无法取得很好的隔震效果，且还会延长高层建筑物资的自震周期，增加高层建筑物的自身重量，对隔震效果造成不利影响。目前，使用较为广泛的方式是摩擦滑移隔震以及滚轴滑移隔震。在对隔震方式进行选择过程中，要根据高层建筑物的实际情况，提升整体隔震效果;第三，构造策略与维护。高层建筑结构策略中，包含支座的设置、防炎策略、隔震结构连接等因素。目前，随着高层建筑行业的不断发展，高层高层建筑涌现，在设计过程中，要重视防震缝以及水平隔离缝的设置，特别是电梯与楼梯等的设置，其隔震设计是非常关键的。第四，完善维护与保养方法。为了确保对于隔震支座性能提供重要依据，在使用过程中或者震后外观产生损坏等，就要对隔震做好完善的检查与维护策略，对其定期进行维护。在隔震楼梯间、高层建筑物出入口处，设置警示标志，提醒相关人员对其做好维护说明，同时对于使用时堆放的杂物以及妨礙其移动的行为进行明确。

2.2优化减震策略

对于减震来说，与隔震策略有所不同，高层建筑方法通常是合理利用高层建筑物以外的所有部件，加大高层建筑物自身阻力，将地震能量进行消耗，以减少地震对于高层建筑物的损害。高层建筑无件由于存在着一定的多样性，其中，最为关键的是效能器与阻尼器，通常将这些装置分为滞回器与粘滞器，在施工中得到广泛应用。一是对于新建高层建筑物结构设计时采用减震策略。受到自然灾害的影响，人们安全意识不断提升，同时产生了新的高层建筑理念。为了满足社会发展的实际需求，人们也更加重视减震设计，在设计时，要对基础位置进行有效处理，从而达到减震的目的。多数减震装置是为了完善后期工作而准备的，同时也对后期防震能力进行有效补充;二是对高层建筑物强化抗震加固方案，同时完善减震策略，在具体施工过程中，要在没有施工前进行，若超出此阶段就无法取得较好的减震效果。对于已成型的高层建筑物进行加固，就要减弱抗震效果，因此，就要采用消能减震的方式达到减震的目的，但此种方式会增加成本，还会使施工变得更加复杂。

2.3强化试验研究力度，完善检测

目前，我国高层建筑结构抗震设计方式仍处于发展阶段，对其实际应用较少，且隔震性能没有得到过验证。对于隔震结构进行设计时，模型计算仅是其中一方面，在计算时，采取模拟设定，在应用过程中，往往采取的是分极法，只有水平地震影响进行了考虑，因此，在结构设计过程中，受力情况存在着一定的局限性，计算与模式能否在地震中发挥出真正的效果仍是个未知数。导致地质灾害的因素较多，在对高层建筑结构进行设计过程中，要对各区域不同的因素进行综合分析，所采取的隔震技术在实际过程中没有明确的资料进行参考，难以对抗震性能进行有效把控。特别是实际遇到地震灾害的时候，抗震结构不仅只对水平地震的影响进行承受，还存在着竖向以及复杂地形造成的地震作用。所以，目前隔震装置的应用仍存在着较大的局限性，相关人员在应用此技术的时候，要不断进行完善与监测，为设计提供科学的基础。

2.4高层建筑场地的合理选择

对于高层建筑来说，抗震设计与施工过程中，我国出台了相关策略对其做出明确规定，在项目筹备与设计时，对于可能出现自然灾害的区域，还要做好地震评价，结合评价结构完善抗震工作，确保高层建筑的抗震结构。对于高层建筑场地进行选择过程中，避免在软弱地基以及靠近地震断层带等区域，在项目施工前，要结合地质条件与水文实际，做好调查。为了降低自然灾害对于经济所造成的影响，保障人民居住安全，尽可能不在地震多发区域进行选择，同时要不要危险区域建设工业基地。高层建筑具体进行施工时，砖混结构以及钢筋混凝土是较常使用的结构类型，结合设计要求，选择适合的施工方法。目前，使用较为广泛的是钢筋混凝土，其承载力高且不容易变形，在抗震设计中，此技术具有较多优势。高层建筑防震设计过程中，还要结合各地的方案进行最终确认，避免盲目开展，同时还要结合高层建筑的性能以及抗震水平合理进行选择。

结语

总而言之，高层建筑施工过程中，隔震减震是不可忽略的关键问题之一，想要提升抗震水平，就要在结构设计过程中，进行合理设计。同时结合隔震减震问题，制定完善的抗震策略，降低高层建筑物的损害程度，提升结构设计的整体质量水平，促进高层建筑行业的稳定健康发展。

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作者简介：尤咏梅（1991– ），女，助理工程师，硕士，主要从事岩土和结构研究和设计工作。