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浅析高层建筑结构的隔震设计
摘要:在高层建筑结构中加入隔震设计有助于降低建筑物在地震中的影响,近年来随着对地震的研究越来越深入,关于隔震技术的研究与应用取得了很大进展。本文通过对高层建筑结构隔震设计体系的阐释,分析了高层建筑结构震时不因上部结构的移动而带来其它问题,为方便检查和更换隔震装置使设备适应隔震层的位移和变形,常采用柔性连接或球型接点,但要注意考虑安放装置及检修的空间。隔震建筑物与其它建筑物之间的联系通道要适应相对变形,确保畅通无阻。
在高出建筑基础以上的中间楼层设置隔震层,下部结构同普通建筑物一样直接与地基接触。因此,它不存在基础隔震建筑的底部体积和墙体数量问题,但隔震层以下的楼层需要做抗震处理。在场地不太宽裕时可把隔震层设计在地面以上,在空中变形有利于节约用地,同时也能有效减少地基的挖土量。 采用中间层隔震,设计上应注意为适应隔震层的移动变形,该部分的建筑外墙应设水平缝,要考虑防水、隔音、防火等,也要注意立面的协调美观。解决楼梯、电梯井、机器升降、设备管线等贯穿隔震层的问题,并考虑防火区间的划分,便于检查、更换隔震装置及耐火材料等。
隔震装置布置和选取的一般原则为隔震层具有适当的水平度,在强风作用下隔震层具有足够的初始度,在较大地震作用时,隔震层产生柔性变形,能大大减小水平地震作用。隔震层的水平度中心宜与上部结构的质心基本一致,隔震装置具有足够的竖向承载力和水平变形能力,在发生大震时,可安全稳定地支撑建筑物,不会出现失稳破坏。隔震装置具有良好的自动复位功能,在发生大震后,可基本复位到初始位置,当发生余震时,可继续有效发挥隔震作用。隔震装置具有较大的竖向度,在设计竖向荷载作用下,竖向位移被控制在允许值以内。隔震装置具有较好的稳定性,在可能出现的荷载范围以内,确保其变化较小,并且具有良好的耐久性,具有良好抗徐变性特点,在建筑物的使用期内能有效发挥隔震作用。
隔震建筑在振动性能和抗震性方面提高了建筑结构的附加价值,因此,与以往建筑比较时应考虑进行综合评价。在考虑隔震建筑的造价时,不仅要考虑其初始造价,还要考虑其使用阶段期间遭受地震损坏的维修、重建、内部物品的损坏和经济损失。在此意义上,关于高层建筑结构的隔震设置调整研讨具有重要的使用意义。
、新的施工技术和施工体系
隔震技术不仅在新建工程中获得应用,而且已用于现有建筑的抗震加固改造。隔震装置可安装在结构的防火层或设备层,隔震层可设置在结构的不同部位,如基础、中间层等,也可设置在房屋的顶层,同时起到结构加层和抗震加固的目的。由于传统的加固改造技术对结构震后的性能和不可靠程度缺乏准确地了解,故较难达到强度和延性的合理匹配。采用隔震技术对结构进行加固改造,通过在隔震层设置刚度很小的隔震装置,将地震变形集中到隔震装置上,相对于依靠结构本身的较高强度和较低变形来吸引地震能量而言,隔震结构的周期和阻尼都有很多的提高,故加速度和位移反应明显降低。同时,耗能减震加固改造技术,以及吸振减震加固改造技术,开辟了高出建筑隔振改造的新途径。
工程技术人员一直在用标准规范进行结构安全控制,同时又不断地修正标准、规范和探索新的方法。我国结构设计安全系数的演变经历