隔震设计在高层建筑结构中的应用
建筑结构隔震技术现状与应用
建筑结构隔震技术现状与应用建筑结构隔震技术是指利用隔震装置将建筑结构与地面隔离,减小地震或其他振动对建筑物的影响,保护建筑结构及内部设施的安全。
隔震技术是近年来建筑领域的一个热门研究方向,其应用范围涵盖了高层建筑、桥梁、核电站等多种场所。
本文将就建筑结构隔震技术的现状和应用进行详细介绍。
建筑结构隔震技术是利用专门设计的隔震装置将建筑结构与地基隔离,使建筑在地震或其他振动时保持相对稳定,减少损坏和人员伤亡。
目前,建筑结构隔震技术已经取得了一定的研究和应用成果,主要体现在以下几个方面:1. 隔震装置的设计与制造:隔震装置作为建筑结构隔震技术的核心装置,其设计和制造技术的发展对于隔震效果的提升至关重要。
目前,国内外已经有多家企业和研究机构致力于隔震装置的设计与制造,推动了隔震技术的不断发展。
2. 隔震材料的研究与开发:隔震材料是隔震装置的重要组成部分,其性能直接影响到隔震效果。
近年来,隔震材料的研究和开发取得了一系列成果,如高性能橡胶、形状记忆合金等新型隔震材料的出现,不仅提高了隔震装置的性能,同时也为建筑结构隔震技术的发展提供了新的可能性。
3. 隔震技术的理论研究:隔震技术的不断发展需要有扎实的理论基础作支撑。
近年来,国内外的研究机构对隔震技术的理论进行了深入研究,提出了一系列隔震设计方法和评价指标,为隔震技术的应用提供了理论支持。
二、建筑结构隔震技术的应用建筑结构隔震技术的应用范围非常广泛,涵盖了多个领域,主要体现在以下几个方面:1. 高层建筑:高层建筑是地震影响最严重的建筑类型之一,因此对高层建筑进行隔震设计可以有效减少地震带来的损害。
目前,国内外已经有多个高层建筑项目采用了隔震技术,如日本的东京塔、美国的金门大桥等,都采用了隔震技术进行设计和施工。
2. 桥梁工程:桥梁工程是另一个常见的隔震应用领域。
地震对桥梁的破坏常常导致交通中断,因此对桥梁进行隔震设计可以有效减少地震对桥梁的破坏,确保交通运输的连续性。
高层建筑结构隔震设计关键问题的探究
高层建筑结构隔震设计关键问题的探究随着城市化进程的不断加快,高层建筑在城市中扮演着越来越重要的角色。
在地震频发的地区,高层建筑结构的隔震设计成为一项至关重要的工作。
隔震设计是通过柔性的支撑系统来减少地震对建筑产生的影响,有效保护人员生命和建筑物的安全。
本文将探讨高层建筑结构隔震设计中的关键问题,探讨目前面临的挑战并提出改进方案。
1. 地震力的作用地震是一种具有破坏性的自然灾害,它会给高层建筑结构造成严重的影响。
地震作用会直接作用于建筑物的结构系统,引起建筑物的振动和破坏,严重危及人员生命安全。
地震力的作用成为高层建筑隔震设计中的关键问题之一。
隔震设计必须考虑地震力的大小、频率和方向,合理设计支撑系统的刚度和弹性,以在地震发生时减少建筑物的振动幅度,从而保护建筑物和内部设施的完好性和人员的安全。
2. 隔震系统的设计和选择隔震系统是高层建筑结构隔震设计的核心。
目前,常见的隔震系统包括摩擦隔震、液体隔震、弹簧隔震等。
隔震系统的设计和选择直接影响着建筑物的隔震效果,因此是高层建筑隔震设计中的关键问题之一。
设计者需要考虑建筑物的结构特点、地震力的大小和频率,选择合适的隔震系统并进行适当部署,以确保建筑物在地震发生时能够有效减震并降低破坏程度。
隔震系统的维护和管理是高层建筑结构隔震设计中的另一个关键问题。
隔震系统需要定期进行检测和维护,以确保其正常运行和可靠性。
由于高层建筑的结构复杂性和隔震系统的特殊性,现实中存在着一定的难度和挑战。
如何建立起科学的隔震系统维护和管理机制成为亟待解决的问题。
只有确保隔震系统的正常运行,才能保证高层建筑在地震发生时起到应有的隔震效果。
4. 材料与结构的优化高层建筑结构的材料和结构优化是隔震设计中的重要问题。
一方面,隔震系统所采用的材料必须具备一定的弹性和抗震性能,能够在地震发生时承受地震力的作用;建筑结构的设计也需要考虑到隔震系统的布置和要求,从而实现整体结构的优化。
如何充分利用各种先进材料和技术,设计出满足隔震要求的高强度、轻质、耐震的结构体系,成为当前高层建筑结构隔震设计中需要探讨的关键问题。
高层建筑结构中的减震、隔震设计应用分析
高层建筑结构中的减震、隔震设计应用分析摘要:现阶段,我国的建筑结构设计以隔震和消能减震为主,与此同时,相关统计结果显示,隔震和消能减震在建筑结构设计抵抗地震措施中所占的比重正在逐年的增加。
目前已经逐步通过了各种结构形式来增强建筑的隔震减震效果,隔震减震结构是一种能够通过建筑物内部相关结构吸收地震过程中所产生巨大能量的构造物。
基于此,本文主要对高层建筑结构中的减震、隔震设计应用进行分析探讨。
关键词:高层建筑结构;减震、隔震设计;应用分析1前言在高层建筑建设过程中,能否充分的考虑到建筑本身的抗震问题,并且能够使用有效的措施来使其能够在长时间内抵抗一定强度的地震,是当前高层建筑工程中的重点研究项目之一,这对于建筑结构的安全性和稳定性有着十分重要的影响,因此,针对建筑结构设计隔震和消能减震措施进行研究与探讨是至关重要的,以至于我们基于问题的本质,尽可能的避免建筑受到破坏。
2隔震技术从理论到实践的发展过程与现状上世纪末,有专家学者设想在建筑物上部结构和基础之间设滑移层作为隔离装置,阻止地震能量向上传递。
早期的隔震建筑还有南斯拉夫的贝斯特洛奇小学、新西兰的威廉•惠灵顿大楼等。
美国与日本的有些隔震建筑也分别在洛杉矶北岭的6.8级地震和日本阪神的7.2级地震中经受了考验。
从上世纪60年代我国开始对隔震理论的研究进行关注,目前已取得了很多经验和成果。
目前我国隔震建筑已在多个省市自治区应用,隔震房屋已设计和建成的数量仅次于日本,其中较有代表性的有:北京通惠家园住宅区隔震住宅楼;全国第一座隔震公路桥梁——石家庄石津渠桥(3孔,各14m);汕头全国第一幢隔震住宅楼,被联合国评价为“世界隔震技术发展的第三个里程碑”;全国第一座铁路隔震桥梁——新疆布谷孜大桥(9孔,各32m)等。
3建筑结构中减震措施将建筑物的阻尼依据建筑物之外的部件来加大是减震措施的原理,进而将地震传递给建筑物结构的能量尽可能的消耗掉,防止建筑物因为地震遭受破坏。
结构设计知识:减隔震系统在结构设计中的应用
结构设计知识:减隔震系统在结构设计中的应用减隔震系统在结构设计中的应用减隔震系统是一种可以在地震和其他自然灾害发生时减少建筑物震动幅度,并保护建筑物和其内部设备、内容的系统。
它是通过降低建筑物与地基之间的互动来减轻地震灾害带来的影响。
这个系统已经被广泛用于建筑物和其他结构的设计中,并已成为一种有效的应对地震等灾害的技术。
减隔震系统的基本原理是在建筑物的底部增加隔震层,将地震的能量消耗掉。
隔震层一般由减震器、橡胶承垫或导向架、吸振器、支座等组成。
减震器是隔震层中最为重要的组成部分,因为它可以通过吸收地震能量来减轻地震对建筑的冲击。
隔震层的选择取决于建筑物和周围环境的情况,以确保它们与实际情况相适应。
随着科学技术的不断发展,减隔震系统的应用范围不断扩大。
它已经被广泛用于高层建筑、桥梁、水坝、大型设备等的设计和建设中。
这些结构的抗震能力需要根据实际情况来评估,以确保在地震等自然灾害发生时的安全。
在高层建筑设计中,减隔震系统可以用于不同类型的建筑物,如公寓、办公楼、酒店等。
随着建筑的高度增加,地震灾害的影响也变得更加显著。
因此,在设计高层建筑时,考虑到地震、风等自然因素的影响是非常重要的。
减隔震系统可以提供更好的抗震性能,提高建筑物的可靠性,为人们提供更安全的居住和工作环境。
在大型水坝和桥梁设计中,减隔震系统的应用也越来越受到重视。
这些结构需要在设计和建设过程中经历更大的压力和负荷,因此需要更高的安全性。
隔震技术可以显著减少水坝和桥梁的震动,从而增强结构的稳定性和耐冲击性。
应用减隔震系统的好处不仅在于提高建筑物和其他结构的耐灾性能,同时还可以节省维护和修理成本。
隔震层可以有效地降低地震灾害的影响,从而减轻结构的损坏程度。
这意味着修理和维护费用将减少,对于建筑物和其他结构的长期可持续性来说,这是非常重要的。
总之,减隔震系统在结构设计中的应用是非常重要的。
随着科学技术的不断进步,该技术将不断得到改进和发展,以满足不断增长的安全要求和建设需求。
试论隔震和消能减震在建筑工程结构设计中的应用
建筑与工程Һ㊀试论隔震和消能减震在建筑工程结构设计中的应用马㊀斌摘㊀要:现代建筑结构抗震措施通常应用积极隔震㊁消能减震㊂无论积极隔震还是消能隔震,就是采取在基底和结构之间设置减振器或减振材料㊂隔震和消能减震技术在建筑工程结构设计中应用,需要经过计算,进行多方案比较选择最佳方案㊂关键词:隔震;消能减震;传统抗震;建筑工程结构设计;应用一㊁隔震与消能减震的原理及其方法(一)隔震与消能减震原理的分析隔震与减震的基本原理是在建筑结构构件之间或建筑物与基础之间设置隔震与减震装置,通过隔震与减震装置的耗能特性,减小振动能量向周围环境的传递,达到减小振动对周围环境影响的目的㊂(二)隔震与消能减震的方法1.吸能减震吸能减震是通过附加子结构,使结构的震动发生位移,即使结构的振动能量在原结构与子结构之间重新分配,从而达到减小结构震动的目的㊂目前,工程结构应用的吸震减震装置主要有调谐质量阻尼器(以下简称 TMD ),调液(柱)阻尼器(以下简称 TLD 或 TLCD )悬吊质量摆阻尼器(以下简称 SMPD )和质量放大器㊂屋面上的水箱也起到一定的减震效果,相当于TMD㊂2.黏弹性阻尼结构黏弹性阻尼结构的风洞试验㊁地震模拟振动台试验及大量的结构分析表明,在结构中安装黏弹性阻尼器可减小风振反应和地震反应40% 80%,可确保主体结构在强风和强震中的安全性,并使结构在强风作用下,结构的舒适度控制在规定的范围内㊂3.金属阻尼器是在框架中加屈曲约束支撑,在常规荷载下,起到支撑的作用,而在地震作用下,金属支撑通过塑性变形来消耗地震的能量,从而起到保护主体结构的作用㊂这在抗震加固的工程中得到广泛的应用㊂拟建的首都规划大厦设置了柱间 人 字型支撑,大大减小了地震力的影响㊂二㊁建筑结构的传统抗震方法分析地震具有不可预测性及危害性大等特征㊂过去为了抵御地震灾害,通常的建筑工程结构设计采用的是抗震设计,强调的是 抗 ,即采用 延性结构体系 适当控制结构物的刚度,但容许结构构件(如梁㊁柱㊁墙㊁节点等)在地震时,进入非弹性状态,并且具有较大的延性,以消耗地震能量,减轻地震反映,使结构物 裂而不倒 ㊂这种体系在很多情况下是有效的,但也存在很多局限性:首先,由于结构物的承重构件在地震时进入非弹性状态,对某些重要的结构物是不容许的(纪念性建筑㊁装饰昂贵的现代化建筑㊁原子能发电站等);其次,对于一般性建筑,当遭遇超过设防烈度地震时,由于主体结构已发生严重非弹性变形,在地震后难以修复或在强地震中严重破坏,甚至倒塌,其破坏程度难以控制;最后,随着地震强度的增大,结构的断面和配筋都相应增大,造成经济的 浪费 ㊂三㊁隔震和消能减震在建筑工程结构设计中的应用分析(一)建筑地基采用特殊材料进行隔震地基是建筑物与地震接触的最直接的地带,也是地震的最直接作用区,所以对于地基的隔震设置是达到效果的最直接快速的手段㊂所谓建筑物地基隔震,主要是对建筑物的基础部分进行特殊处理,通过铺设的垫层来削弱地震时的地震波,从而减少地震对建筑物的损害,这种方法是一种历史最悠久的隔震方法,原理在于使地震的力量经过中介被消耗和削弱,达到保护建筑物的目的㊂随着科学技术的发展,近年来,国际上的科研人员和专家在这方面的研究已经取得了突破性进展,经过反复的试验和研究他们发现,以沥青为原料研究出的一种特殊材料设置的隔震层效果最好,所以这种材料将广泛地应用于以后的建筑物的隔震层㊂(二)建筑基础设置隔震装置减震的应用分析基础设置隔震装置减震主要是在建筑物的基础与上部建筑之间设置特殊装置,它与地基隔震的最主要区别就在于隔震层的位置的变化,这种隔震层位置的改变可以减少地震向上传递,最高可减少地震对建筑物传递能量的2/3,这种隔震装置是一种非常传统的防震方法,因其历史悠久且效果优良,所以直到今天,仍被许多工程沿用㊂但是,这种措施的缺陷是不适用于高层建筑,因为在高层建筑设置这种装置会延长建筑结构自身的自振周期,起不到减小地震对建筑物损害的目的,反而增加了建筑物的自重,对隔震造成不利的影响㊂在进行建筑基础的隔震装置的设置时,通常采用的办法有:摩擦滑移隔震㊁黏弹性隔震等几种,设置的装置也比较灵活,不局限于建筑材料,其他材料有橡胶垫㊁混合隔震装置等也可用于做隔震层,可根据建筑物的具体情况进行选择㊂(三)建筑物结构悬挂隔震的应用分析悬挂隔震是将建筑物的大部分或者整个结构悬挂起来,也就是通常所说的悬挂结构,这样,当地震来临时,地震的能量不会传递给悬挂起来的结构,从而达到减小地震损害的目的㊂这种隔震方式最常见于大型钢结构,大型钢结构总是采用钢结构悬挂体系,以此隔震㊂这种结构对于设计师的设计要求比较高,因为要将结构的主体框架和子框架的结合做到完美的结合,才能保证在地震来临时,子结构不受干扰㊂因为它的作用原理是,当地震来临时,主框架会随着地壳运动发生摇摆,但是子框架和主框架之间是能够活动的索链和吊杆,地震的能量到达这个部位的时候就会削弱,不至于传递到子结构产生惯性力,这种结构的优点是防震效果好,可以有效地阻断地震力对于建筑物的伤害,但是缺点是工程造价高,一般的住宅建筑不宜使用,因为大量的钢结构会大大增加建筑的成本㊂四㊁结语综上所述,隔震与消能抗震同传统抗震体系相比,更加有效㊁安全㊁适用㊁可靠,并且可以降低造价,在突发性的地震中不破坏㊁不倒塌,既保护建筑结构本身,又保护建筑物内部设备及人员安全,经济适用,将成为建筑抗震的主体,在建筑工程结构设计中得到广泛应用㊂参考文献:[1]张晓鹏.民用建筑抗震施工构造及防护措施探析[J].现代商贸工业,2017(22).作者简介:马斌,青海省建筑勘察设计研究院股份有限公司㊂941。
隔震技术在高层建筑中的设计和应用
隔震技术在高层建筑中的设计和应用摘要:高层建筑层数多,产生的压力大,对其建设工程要求高,尤其是防震技术必须高标准、高精度,切实为保证住户的安全着想。
文章在相关理论知识的引导下,对我国的高层建筑进行了实际考察,指出了有关问题并作出相应的对策,为以后的发展提供了借鉴意义。
关键词:高层建筑;施工技术;防震设施;问题对策1 关于高层建筑高层建筑是经济和城市化发展到一定程度的产物,它是世界各个城市生产和消费发展到一定程度后,为了各方面因素限制的原因,必须要做出调整。
高层建筑的好处有很多:第一,它可以集中人口,充分利用建筑本身的特性,建筑里的房间多、人口多、而且交通方便,方便人们交流和帮助,提高经济效率;第二,由于城市化进程过快,建筑使用的土地需求上升,高层建筑可以节省土地资源;最后,高层建筑的地基数量少,可以减轻建筑工人的压力,缩短建筑工期,提高建筑效率。
高层建筑的设计方案:当高层建筑的层数和整体高度达到标准高度时,它的功能、适应环境和人群、技术应用以及经济可行方面都是建设者和设计者共同关注的话题,因此,相关的专业人员必须再这些方面多下工夫,切实解决现实问题。
(1)建筑设计方面:第一,因为高层建筑的高度高,层数多,总平面设计要注意防火间距,一旦发生火灾危险,要减少损失,为人口疏散和车辆安全设计相关的通道和地方;第二,在功能满足程度上要符合统一化、规范化的要求,满足住户的需要;最后,要注重风力、地震温度等自然和人为环境对高层建筑的影响,提高它们的寿命。
(2)结构设计方面:第一,要充分考虑到高层建筑因为遇到大风和地震力时带来的水平侧向力,导致建筑物整体发生倾斜的几率加大,因此要严格控制高层建筑高度和宽度比例,保证其稳定性。
第二,使建筑平面、体型、立面的质量和刚度尽量保持对称和匀称,使整体结构不出现薄弱环节。
妥善处理因风力、地震、温度变化和基础沉降带来的变形节点构造。
考虑在重量大、基础深的地质条件下如何保证安全可靠的设计技术和施工条件问题。
隔震减震控制技术在建筑结构设计中的应用
隔震减震控制技术在建筑结构设计中的应用摘要:地震灾害在世界各地频繁发生,严重地破坏了人们的生命财产安全,威胁着人类生存和发展。
因此,抗震设计是每个建筑设计人员的重要内容之一,随着人们对地震破坏规律认识的逐渐提高,多种抗震措施也在实际工程中运用,其中隔震减震技术是当前世界各国的研究热点之一,在传统的建筑结构设计中,设计人员需要考虑建筑结构设计是否满足抗震设防要求,在新形势下,为降低地震灾害带来的损失,抗震性能成为了建筑结构设计的重要指标。
本篇文章主要对隔震减震控制技术进行了介绍,分析隔震减震控制技术在建筑结构设计中的重要性,探究隔震减震控制技术在建筑结构设计中的应用,以提高设计人员对隔震减震控制技术的认识。
关键词:隔震减震控制技术;建筑结构设计;应用;探究一、隔震减震控制技术概述隔震减震控制技术是近年来发展起来的一种新的结构抗震技术,主要包括在建筑结构中设置隔震层、在建筑结构中设置阻尼器和其他的控制装置,以减小地震作用下建筑物的位移和内力。
隔震减震技术是通过改变建筑结构的固有特性而达到隔震、减震目的,并不会改变建筑结构本身的刚度和强度。
隔震减震技术的优点主要体现在以下几个方面:(1)可以有效降低建筑物的地震反应,减少地震带来的危害;(2)可以大幅度减少地震给建筑物带来的破坏,特别是对高层建筑物具有更为显著的作用;(3)可以减轻由于房屋遭受强烈地震而造成的巨大经济损失。
(4)隔震减震技术是一种有效、可行和安全的减少建筑物地震破坏损失、提高建筑物抗震性能的方法。
从我国目前对隔震减震控制技术在建筑结构中应用的研究现状看,隔震减震控制技术还在不断总结提高阶段,对一些隔震减震的方法还要进一步的研究和分析,比如隔震层设计的位置、阻尼器受力是否合理、隔震支座制作工艺是否完善、隔震结构分析软件是否符合实际情况等。
虽然目前还有不少问题亟待解决,但随着对隔震层研究深入和技术发展,以及抗震设计规范修订工作的进行,隔震减震技术在我国建筑结构中将会有更为广泛和重要的应用[1]。
建筑结构隔震技术现状与应用
建筑结构隔震技术现状与应用1. 引言1.1 背景介绍建筑结构隔震技术是一种在建筑结构中应用的重要技术手段,其主要目的是通过减小建筑结构在地震、风灾等外力作用下的震动响应,从而保障建筑及其内部设备、人员的安全。
隔震技术的发展可以追溯到20世纪60年代,随着科学技术的不断进步和实践经验的积累,隔震技术得到了广泛的应用和推广。
在日本、美国等地,已经有大量的建筑采用了隔震技术,取得了较好的效果。
随着全球气候变化和地质灾害频发的趋势,建筑结构隔震技术的重要性日益凸显。
采用隔震技术可以大幅度提高建筑物抗震性能,减轻地震等自然灾害对建筑结构的破坏程度,降低人员伤亡和财产损失。
深入研究和推广建筑结构隔震技术具有重要的现实意义和深远的社会影响。
【背景介绍】1.2 研究意义建筑结构隔震技术是一种应用于建筑工程中的重要技术,其在减少地震对建筑物破坏以及提高建筑物抗震性能方面具有重要意义。
随着地震频率的增加和地震破坏对建筑安全带来的威胁日益凸显,建筑结构隔震技术的研究和应用变得尤为重要。
建筑结构隔震技术的研究意义体现在以下几个方面:隔震技术可以有效减少地震对建筑物的破坏,保护人们的生命财产安全;隔震技术可以提高建筑物的抗震性能,延长建筑物的使用寿命,减少维修和修复成本;隔震技术还可以为地震灾区的抢险救灾工作提供更多时间和空间,减轻地震灾害造成的人道主义灾害。
对建筑结构隔震技术的研究和应用具有重要意义,不仅可以提高建筑物的抗震性能,减少地震灾害造成的损失,更可以保障人们的生命安全和财产安全。
在未来的发展中,隔震技术将在建筑工程中发挥越来越重要的作用,为建筑安全和可持续发展做出更大的贡献。
2. 正文2.1 建筑结构隔震技术概述建筑结构隔震技术是一种通过设置隔震装置来减少地震对建筑物造成的破坏的技术。
在地震发生时,建筑结构隔震技术能够减少地震波传导到建筑结构的能量,从而保护建筑物及其内部设施的安全。
隔震技术的原理是通过设置一定的减震装置,将地震所带来的动态荷载转化为等效静态荷载,减小建筑物的振动幅度。
高层建筑的抗震设计
高层建筑的抗震设计高层建筑是现代城市发展中不可或缺的一部分,它们不仅提供了大量的办公和居住空间,也是城市地标和人们生活的象征。
然而,由于地震的频发和破坏力,高层建筑的抗震设计显得尤为重要。
本文将探讨高层建筑的抗震设计原则、技术以及未来的发展趋势。
一、抗震设计原则1. 结构合理性高层建筑的结构设计应合理,结构形式选择应考虑各种力的影响,如竖向荷载、水平荷载以及地震荷载。
2. 隔震设计隔震设计是高层建筑抗震的关键措施之一。
通过设置隔震装置,能有效减轻地震对建筑物的冲击。
常见的隔震装置包括橡胶隔震支座和钢球隔震装置等。
3. 抗震墙抗震墙是高层建筑中常见的抗震设计手段。
通过将抗震墙布置在建筑的关键部位,可以提高建筑的整体抗震能力。
4. 钢结构设计钢结构在高层建筑中的应用越来越广泛,其强度和韧性使其成为抗震设计的理想选择。
钢结构能够在地震中更好地吸收能量,并分散到整个结构中。
5. 增加结构强度通过增加材料的强度和截面尺寸,可以提高高层建筑的抗震能力。
在设计过程中,应根据地震的烈度和建筑物的高度,选择适当的强度和截面尺寸。
二、抗震设计技术1. 数值模拟数值模拟是高层建筑抗震设计中常用的技术手段之一。
通过计算机模拟地震力对建筑物的作用,可以评估不同结构形式和材料参数的抗震性能。
2. 结构监测与预警系统结构监测与预警系统可以实时监测高层建筑的结构状态,并在地震发生前提供预警信息。
这为人们提供了逃生和避险的宝贵时间。
3. 新型材料的应用随着科技的进步,新型材料如碳纤维复合材料等逐渐应用到高层建筑的抗震设计中。
这些材料具有更好的抗震性能和轻质高强的特点。
4. 钢筋混凝土结构的优化在高层建筑的抗震设计中,钢筋混凝土结构是最常见的结构形式之一。
通过优化设计方法和加强施工质量管理,可以提高钢筋混凝土结构的抗震性能。
三、未来的发展趋势1. 结构柔性化未来的高层建筑抗震设计将朝着结构柔性化发展。
通过使用可调节的结构和材料,在地震发生时,建筑物可以自动调整结构形态,减少地震荷载对建筑的影响。
基础隔震技术在高层建筑结构中的应用
结构工程师以及工程技 术人员 , 严格按 照建筑 的功能要求 、 建
筑 目的、 工程现场 的实际情况 、 外力作用条件 、 施工条件 以及施 工效率等方面进行分析 , 促使 所设计 出 的建 筑方案满 足经济 、 合理 、 美观的要 求。
3 高层 建 筑 结构 设 计 中存 在 的 特殊 性
度 减少 的柔 性 底 层 结 构 体 系 方 向发 展 。最 后 发 展 至 现 阶段 世
界范围内所广泛运用的延性结 构抗震 体系 , 通过发展 , 传统 抗 震技术沿用至今 , 从 而形成 具有较 为完善 的抗 震 防灾 技术 , 并 在许 多情况下发挥着有效的作用 。
1 . 2 建 筑 工 程抗 震技 术的 现 状
1 ) 高层建筑结构设 计 的决定 因素是水平荷 载。主要表 现 为: 首先 , 在竖构件 中, 楼房 自重及楼 面使用荷载形 成的轴力及 弯矩的数值 与建筑高度的一次方成正 比。在竖构件 中, 结构受 到水平荷载形成 的倾覆力矩 和轴力 与建 筑高度 的两次 方成正 比。其次 , 在大体上对 于具有一定 高度 的建 筑物 , 其竖 向荷载 通常属于定值 , 而水平荷 载 中的分 荷载 以及 地震作 用 , 会 由于 结构动力特性 的不 同, 其素质也会出现较大的变化 。 2 ) 高层建筑结构设计 中的关键是结 构侧移 。随着 楼房高 度 的进一步提升 , 水平荷载作用下会有较大的结构侧移变形现 象发生 , 促使在水平荷载 的作用 下 , 应 在某一 限度 内将 结构位
移进行制约。
步将人们受到 自然灾害 的影响降至最低 。
1 建 筑 工 程 抗震 技 术 的 发 展 及 现状 1 . 1 建 筑 工程 抗 震 技 术 的 发展
从2 O世纪初开始 , 工程抗震防灾技术在 日本 被提出 , 主要 从静力理论逐渐向柔性结构体系发展 , 促使结构体系 的刚度得 到有效 的减少 。随后又逐渐 向上部结构强度增大 、 结构底层 刚
浅析高层建筑结构中隔震技术的运用
建筑 的诞 生, 也就 意味着 技术与 审美 融合产物 的 开始 。 这 一个 好的 建筑, 它必经 得起适 用性 、经 济性 与美观 性这 三重 的考 验。但 是, 伴随着 高层 建筑 的迅速发 展, 其高层建筑 的安全性 与坚 固耐用 性也成 为人们所 追求 的主 要 目标 了 。 自然环 境与 生态平 衡 的严重破 坏, 自然 灾害 也不 断发 生 。为 保障 人们 其 生活安 定 、家园 的和谐, 对高 层建 筑的 结构 设计特 点及基 础 隔震体 系很 有必 要进 行研 究 、分 析,以最 大 限度地 减 少 自然 灾害 对 人类 所造 成 的损 害 。
建 筑 与工 程
I ■
浅析高 层建筑结构 中隔震技 术的运用
丰清 良
( 安徽神 源煤化 工有 限公司 工程管理 部 安徽 淮北 2 5 2) 3 16 拍自 要] 本文 浅析 高层建 筑 的结构 设 计的性 能与 特点, 并谈 到其 设计理 念 问题 。最后对 高层 基础 隔震 系统 组成和 基 础隔 震技 术原理 进行 了分 析 、探讨 这有 益 于对 高层 建筑 的 有效 抗震 提 供指 导和 帮助 。 [ 关键 词] 结构 设计 隔震技 术 高层建筑 中图分类号 :U 7 T93 文献标 识码 : A 文章编 号 :0 994 (003 —4 40 10— 1X 2 1)6 06— 1
2高层建 筑结 构的 性能
2 1结构 设计 的特殊 性 . 1 水平荷 载成为 决定 因素。一是 因为楼 房 自重和楼 面使用 荷载在 竖构件 )
中所引 起 的轴 力和 弯矩 的数值 , 与楼 房高度 的一 次方 成正 比 。水平 荷 载对 仅 结构产 生的倾覆 力矩 , 以及 由此在 竖构件 中 引起的轴 力, 都与楼 房高度 的平方 成正 比: 是就某一 定高度 楼房 来说, 向荷载 大体上 是定值 。作为水 平荷载 二 竖
简述高层建筑结构设计中的隔震减震
简述高层建筑结构设计中的隔震减震摘要:隔震减震措施的应用意义在于,能够有效抵抗风荷载作用,减少建筑物位移,建筑物所受来自结构性地震的不利影响得以降低,能够为高层建筑居住者的生命财产安全提供保障。
本文就高层建筑结构设计中的隔震设计、减震原理与技术形式展开分析,进一步探讨高层建筑结构设计中减震优化设计方法,旨在提升高层建筑结构设计水平,仅供相关人员参考。
关键词:高层建筑;结构设计;隔震减震;措施引言由于高层建筑的使用性能与社会群体的生活密切相关,并且关系着社会经济的发展,因而高层建筑的稳定性与抗震性也受到全社会的高度重视。
隔震减震措施的科学化应用,有助于提升高层建筑结构设计水平,促进高层建筑结构稳定性的提升,延长高层建筑使用寿命,为社会群体的生命财产安全提供保障。
在此种情况下,对高层建筑结构设计中的隔震减震措施进行探究,具有一定现实意义。
1高层建筑结构设计中的隔震设计1.1基础隔震结构就高层建筑结构设计情况来看,基础隔震结构主要以建筑基础为支持,来对地震波进行消耗,此种方式下能够有效避免建筑上部结构承受地震波,降低上部结构受损几率。
部分隔震设施因其自身局限性而无法应用于高层建筑中,这与其自身自振周期存在一定关系,当地震发生时,无法有效降低地震所造成的破坏,因此基础隔震结构一般应用于底层建筑的基础与上部结构之间,并且能够达到理想的隔震效果。
1.2层间隔震结构在高层建筑结构设计中,层间隔震的主要原理在于,通过隔震与抗震技术的协调应用,将减震装置安装于建筑结构上,通过此种层间隔震装置来降低地震能量传播,对能量波进行有效吸收,进而将高层建筑上部结构所受地震的影响控制在最小范围内。
1.3悬挂隔震在高层建筑设计中,悬挂隔震是一种保护建筑主体结构的有效方式,能够通过削弱并阻止地震波,降低其对于高层建筑主体结构所产生的不利影响。
一般情况下,于地面悬挂该隔震装置,由于不存在惯性力,所以在地震发生时被分离的高层建筑上部结构不会受到影响,这就有效达到了隔震的效果。
高层建筑结构设计中的隔震减震措施
高层建筑结构设计中的隔震减震措施摘要:地震是一种极具破坏性的自然灾害,会给建筑物结构造成不可挽回的严重损害。
如今,在经济的发展之下高层建筑越来越受欢迎,如何有效提高高层建筑的抗震性能成为社会关注的问题。
因此,本文从高层建筑结构概念及特征入手,就高层建筑结构设计中的隔震措施阐述了自己的经验,希望能给同行的朋友提供参考。
关键词:高层建筑;结构设计;隔震;减震;措施在建筑结构的设计中,考虑到地震造成的损害,采取有效地减轻损害的对策是抗震设计的课题。
发生地震时,建筑物的安全性和稳定性非常重要,建筑设计人员在建筑物的设计中,需要考虑各种各样的因素,可以使用隔震设计原理来进行隔震设计,针对不同的影响因素所使用的隔振措施也不同,本文针对高层建筑结构中的隔振措施进行了详细的介绍,希望带来一定的指导性作用。
1高层建筑结构概念及特征1.1高层建筑结构类型高层建筑结构按承重体系的不同可以分为框架结构、剪力墙结构、框架剪力墙混合结构和筒状结构。
此外,还可以根据所使用的建筑材料的不同分为钢结构、混凝土结构和组合结构。
框架结构体系主要是由建筑的结构梁、柱和节点组成;框架结构平面布置相对灵活,可获得较大的使用空间,但结构的侧移刚度较小,在水平荷载作用下的侧移位移较大,对建筑物的正常使用会造成影响。
剪力墙结构体系是将房屋的墙体进行垂直承重和抗横向力的结构体系;可以在墙上打洞,孔洞越大,就越接近框架。
剪力墙结构的横向剪力和横向刚度较大,横向的变形会很小。
房间的墙面和天花板平整,楼层的高度小,比较适合住宅和宾馆等建筑,但其结构的自重比较大。
剪力墙框架结构体系是将剪力墙结构的底部剪力墙或底部几层做成框架的结构体系,这种结构也被称为带转换层高层建筑结构,在底部大空间剪力墙结构中的墙壁,通常把落地剪力墙安排在两端或中间,同时与纵向和横向的墙面围成简体。
剪力墙框架结构具有剪力墙和框架的优点,大大提高了横向结构的水平承载力和刚度,且剪力墙结构的布置灵活性更强。
高层建筑结构设计中的隔震减震
高层建筑结构设计中的隔震减震2恒大地产集团山东公司山东济南250000摘要:近年来,随着建筑行业的快速发展,高层建筑在数量与规模上均有较大提升。
地震是一种极具破坏力的自然灾害,其对建筑结构所造成的破坏是严重不可逆的。
在城市高速发展的今天,如何有效提高高层建筑结构的抗震性成为了社会关注的热点。
为了保证安全性和稳定性,相关单位需要结合实际情况,采取相应的隔震减震措施,做好抗震设计,保证小震不坏,中震可修,大震不倒。
对此,本文从设计层面着手,对高层建筑结构设计中的隔震减震措施进行了具体分析,以期为相关工作者提供借鉴。
关键词:高层建筑;结构设计;隔震减震引言对建筑结构而言,在对其设计的过程中,不可忽视的重要内容就是隔震减震,尤其在对建筑设计的过程中,应该做好以下内容:第一小震不坏;第二中震能够修;第三出现大震时不能够倒等。
科学合理的隔震措施能够全面加强建筑结构设计质量,在一定程度上发挥着不可忽视的作用,只有这样才能提高建筑结构的安全性,进一步促进其稳定性。
1高层建筑结构隔震减震概述建筑设施内部的阻尼数值和地震能量消耗存在较为紧密的关系,在开展高层建筑结构的设计工作时,应利用好这一特点,适当调整建筑设施内部的阻尼大小,利用建筑设施阻尼更好地吸收地震的能量,这样可以更好地保障主体结构的稳固性,尽可能地减轻其所遭受到地震灾害。
将隔震技术应用到高层建筑结构的设计工作中,已经成为我国时代发展的必然。
我国在汶川地震后,隔震建筑设施的种类及数量越来越多。
一般来说,隔震设计所应用到的施工材料和我国以往的设计方案所存在的差异比较显著,和传统抗震设计方案对比,当前的隔震设计难度会比较高。
隔震措施会受到时间因素的影响,可将隔震措施应用到新型的建筑结构之中,也可在建筑设施完成后,借助阻尼来调控地震吸取的能量,更好地实现减震的目的。
站在适用部位的角度上分析,减震措施的应用范围相对来说比较广泛,不管是上部结构,还是隔震的夹层,都可以使用减震措施。
高层剪力墙体系隔震设计与分析
高层剪力墙体系隔震设计与分析高层剪力墙体系隔震设计与分析摘要:随着城市化进程的不断推进,高层建筑在城市中的地位和数量日益增加,尤其是在地震频繁的地区,对高层建筑结构的抗震性能要求越来越高。
高层剪力墙体系作为一种常见的结构形式,其抗震性能关乎建筑物及其内部人员的生命安全以及财产安全。
本文通过对高层剪力墙体系的隔震设计与分析进行研究,旨在为高层建筑的抗震设计提供一定的参考。
1. 引言隔震设计是针对结构在地震或其他外部荷载作用下的抗震设计方法,通过应用隔震技术,可以将地震能量的传递和破坏大幅减小,保护建筑结构的完整性和安全性。
高层剪力墙体系作为一种传统的结构形式,具有较好的抗震性能,但在剧烈地震时仍然面临较大的风险。
因此,结合隔震技术对高层剪力墙体系进行设计与分析具有重要意义。
2. 高层剪力墙体系的隔震设计思路在高层剪力墙体系的隔震设计中,需考虑以下几个因素:1)选择合适的基础隔震设备,如铅芯橡胶隔震支座、球形隔震支座等;2)确定合理的剪力墙布置方式,以提高抗震性能;3)设计合理的隔震支座布置方案,以确保结构的稳定性;4)考虑隔震设备的可靠性和使用寿命。
3. 高层剪力墙体系的隔震设计方法在高层剪力墙体系的隔震设计中,可采用地震位移反应谱法进行分析和设计。
具体步骤包括:1)根据地震设计参数和建筑用途确定设计地震动参数;2)布置剪力墙和隔震支座,并进行结构模型建立;3)利用地震位移反应谱进行地震响应时程分析;4)根据设计地震位移反应谱和材料性能分析结构的隔震性能。
4. 高层剪力墙体系的隔震分析和优化高层剪力墙体系的隔震分析需要考虑结构的动力特性、隔震支座的刚度和阻尼特性等因素。
可以通过调整隔震支座的刚度和阻尼参数,改变结构的动力特性,从而达到优化设计的目的。
此外,还可采用参数分析方法,通过对不同设计变量进行分析,找到最佳的隔震设计方案。
5. 结论通过对高层剪力墙体系的隔震设计与分析研究,可以提高高层建筑的抗震性能,减小地震对建筑结构的破坏,保护人员的生命安全和财产安全。
隔震技术的应用实例
隔震技术的应用实例隔震技术是一种重要的结构控制技术,通过减震、隔离等方式来降低地震、风荷载等外部力对建筑物的影响,保护建筑物的安全和稳定。
隔震技术在工程实践中已得到广泛应用,下面将介绍几个隔震技术应用的实例。
1. 日本东京塔日本东京塔是一座高333米的钢筋混凝土结构的塔楼,其采用了隔震技术进行抗震设计。
在塔楼的基础和顶部之间设置了一组隔震装置,当地震发生时,这些装置能够吸收和减轻地震引起的冲击力,保护塔楼的结构完整性和稳定性。
通过隔震技术的应用,东京塔在地震中表现出了较好的抗震能力,为当地居民提供了安全的观光和通信服务。
2. 台湾101大楼台湾101大楼是世界上最高的独立结构建筑,其采用了多种隔震技术进行抗震设计。
大楼的地基设置了隔震支座,能够减轻地震带来的水平冲击力。
此外,大楼的中央核心筒也采用了减震装置,能够吸收地震引起的振动能量。
通过这些隔震技术的应用,台湾101大楼在地震中能够保持相对稳定的状态,为大楼内部的租户和游客提供了安全的工作和观光环境。
3. 横滨希尔顿酒店横滨希尔顿酒店是一座高层建筑,其地下室和上部结构之间采用了隔震技术进行抗震设计。
地下室设置了一组隔震支座,上部结构则通过连接装置与地下室隔震支座相连。
当地震发生时,隔震支座能够分散和吸收地震的能量,减轻地震对建筑物的影响。
通过隔震技术的应用,横滨希尔顿酒店在地震中能够保持相对稳定的状态,为酒店的客人提供了安全的住宿环境。
4. 某地铁隧道某地铁隧道是一项重要的交通工程,其采用了隔震技术进行抗震设计。
在隧道的基础和顶部之间设置了一组隔震装置,当地震发生时,这些装置能够分散和吸收地震引起的冲击力,保护隧道的结构完整性和稳定性。
通过隔震技术的应用,某地铁隧道在地震中能够保持相对稳定的状态,为乘客提供了安全、快捷的出行环境。
5. 某大型桥梁某大型桥梁是一座重要的交通工程,其采用了隔震技术进行抗震设计。
在桥梁的桥墩和桥面之间设置了一组隔震装置,当地震发生时,这些装置能够吸收和减轻地震引起的冲击力,保护桥梁的结构完整性和稳定性。
隔震层的名词解释
隔震层的名词解释隔震层是指建筑物或桥梁结构中的一种重要设计元素,旨在减少外部震动对建筑物或桥梁的影响。
隔震层通常由特殊的隔震装置组成,可以减少地震、风力、交通振动等外部力的传递,保护结构及其内部的人员和设备免受震害。
本文将深入探讨隔震层的工作原理、类型和应用范围,以及隔震层在现代建筑和桥梁工程中的重要性。
隔震层的工作原理是基于两个基本原则:首先,通过隔离地震或其他外部振动源与结构本体之间的接触,隔震层可以缓冲和储能,从而减少振动的传递。
其次,隔震层还能够改变结构的特性响应频率,将其调整至远离地震波频率范围内,从而削弱外部振动对结构的影响。
目前,隔震层主要分为主动隔震层和被动隔震层两种类型。
主动隔震层依靠主动控制系统,通过实时监测和调整装置的工作状况,减少外部振动对结构的影响。
被动隔震层则是利用特殊材料和结构安装方式,如橡胶垫、钢球和液体阻尼器,来实现隔离效果。
这两种类型的隔震层各有优点和适用场景,实际应用中需要根据结构特点和预期效果做出选择。
隔震层在建筑领域中的应用已经变得十分广泛。
在高层建筑中,由于地震活动和风力等因素的存在,结构的抗震要求越来越严格。
而隔震层作为一种新型的抗震技术,能够有效地保护建筑物的结构完整性,提高人员安全性。
隔震大楼,例如日本的东京塔或美国的沃尔特迪斯尼教室楼,都是隔震层技术的成功应用案例。
此外,隔震技术还在桥梁工程中得到了广泛应用。
通过将隔震装置嵌入桥墩和桥面之间,可以大大降低交通振动对桥梁的影响,提高桥梁的使用寿命和安全性。
尽管隔震层在建筑和桥梁工程中的应用效果已经得到充分验证,但其使用也存在一些约束因素。
首先,隔震层的成本相对较高,特别是对于大型结构来说。
其次,对于一些传统建筑和桥梁,加入隔震层需要进行结构改造,可能会面临一定的技术和设计难题。
此外,隔震装置的维护和检修也是一个挑战,需要定期进行检测和维护。
综上所述,隔震层作为一种重要的抗震设计手段,具有巨大的潜力和广阔的应用前景。
关于高层建筑结构中抗震设计的应用
关于高层建筑结构中抗震设计的应用摘要:高层建筑是社会经济发展和科技进步的产物。
随着大城市的发展,城市用地紧张,市区地价日益高涨,促使近代高层建筑的出现,电梯的发明更使高层建筑越建越高。
宏伟的高层建筑是经济实力的象征,具有重要的宣传效应,在日益激烈的商业竞争中,更扮演了重要的角色。
因此高层建筑抗震工作一直作为建筑设计和施工的重点。
关键词:高层建筑;抗震;设计引言:目前,随着自然灾害发生的愈发频繁,高层建筑结构的质量安全引起了人们的广泛关注。
虽然近年我国在高层建筑抗震的设计上有所加强,但是仍然存在一些问题和不足需要进一步完善。
在建设社会主义和谐社会的新时期,进一步加强高层建筑物的质量控制,保障人们的生命财产安全是建筑结构设计的一个重要环节。
一、高层建筑结构抗震设计发展分析新时期高层建筑结构抗震将有如下变化:1.高层建筑的抗震结构体系将从以硬性为主向柔性为主的结构抗震转变,通过“以柔克刚”方式,调整建筑结构构件的隔震、减震和消震来实现抗震目的。
2.建筑材料对结构抗震的影响越来越得到重视。
建筑材料的各个抗震指标的提升可以提高高层建筑的抗震能力,研制新的建筑材料可推动高层建筑结构抗震技术的发展。
通过优化的抗震方法设计,来实现高层建筑的抗震要求。
3.计算机模拟抗震试验得到广泛应用。
将制作好的模型或结构构件放在模拟地震振动台上,台面输入某一确定性的地震记录,能够较好地反映该次确定性地震作用的效果。
计算机模拟环境可以拟真抗震效果,帮助科学改进各因素,有效抗震。
二、我国高层建筑结构抗震的具体设计1. 高层建筑结构抗震设计应重视建筑结构的规则性在高层建筑中,结构的布置原则主要体现在以下几个方面:(1)高层建筑主体抗侧力结构两个主轴方向的刚度要比较接近、变形特性要比较相近。
这是因为实际的高层建筑结构都是三维的,实际的地震作用、风荷载具有任意的方向性,高层建筑主体抗侧力结构两个主轴方向的刚度比较均匀,就能具有比较良好的抗震、抗风性。
探讨减隔震技术在高层建筑基础方面的应用
探讨减隔震技术在高层建筑基础方面的应用摘要:随着社会的进步,我国的建筑行业也获得了巨大的发展,建筑结构越来越多样化,建筑规模越来越大,建筑数量越来越多。
而在高层建筑的基础建设方面,减震效果以及抗震效果被人们广泛的关注。
基于此,本文重点针对减隔震技术在高层建筑基础方面的应用进行了详细的分析,以供参考。
关键词:减震技术;隔震技术;高层建筑;应用在高层建筑的基础施工建设过程中,为了提升建筑的抗震能力,传统的施工工艺会通过建筑结构的承载能力以及变形能力来保证地震能量的消耗,提升高层建筑的抗震效果。
但是这种抗震工艺相对被动,忽略了地震灾害发生的不可预测性,很容易造成高层建筑设计结构的误差,出现严重的人员伤亡以及经济损失。
所以,必须要加强减隔震技术在高层建筑基础方面的应用。
一、减震技术在高层建筑基础方面的应用近几年来,结构减震技术已经被广泛的应用到高层建筑基础方面。
将非承重构建作为能耗元件,通过能耗元件之间的摩擦和剪切变形来实现地震能量的消耗,从而降低地震灾害对高层建筑的影响,提升高层建筑的抗震性能以及减震性能,保证高层建筑的稳定性以及安全性。
(一)建筑结构的阻尼参数的提升针对弹性地震,结构阻尼和周期函数发挥着十分重要的作用。
并且,地震反应与结构阻尼、与周期函数都是反比例关系。
基于此,为了保证高层建筑的抗震效果,必须要想尽一切办法提升材料的阻尼比。
而材料阻尼受到材料结构类型、地基土质以及振动性质的影响,只有选择阻尼系数较高的材料才能够保证高层建筑的抗震效果。
或者在高层建筑中利用阻尼器来吸收地震产生的能量,避免高层建筑的变形[1]。
(二)高延性建筑结构构件的引进在建立高层建筑管理机制以及材料管控体系的过程中,为了保证高层建筑的抗震效果,必须要详细分析建筑结构的能量吸收水平以及能量耗散水平。
而建筑结构对能量的吸收以及耗散主要取决于建筑结构的基础延性。
只有严格按照相关标准设置建筑的承载力参数以及变形能力,才能够保证高层建筑的抗震能力。
建筑减震隔震技术原理及应用
建筑减震隔震技术原理及应用
建筑减震隔震技术是一种通过采用特定的结构设计和材料应用,以降低地震对建筑物造成的破坏和人员伤亡的技术手段。
它的原理是通过将建筑物与地面的接触减少或隔离,以减少地震波传递到建筑物的能量,从而减小地震对建筑物的影响。
一种常见的减震隔震技术是采用减震器。
减震器是一种能够吸收和消散地震能量的装置,它通常由弹簧和阻尼器组成。
在地震发生时,弹簧可吸收地震波产生的能量,而阻尼器则可以通过摩擦或液体粘性来消散能量,从而减少地震对建筑物的影响。
这种技术常用于高层建筑和桥梁等大型结构中。
另一种减震隔震技术是采用基础隔震。
基础隔震是一种将建筑物与地面直接接触的部分进行隔离的技术。
常见的基础隔震技术包括橡胶隔震垫、弹簧隔震器和液体隔震器等。
通过隔离建筑物与地面的直接接触,可以减少地震波传递到建筑物的能量,从而减小地震对建筑物的影响。
除了以上两种常见的减震隔震技术外,还有其他一些技术,如负荷减振技术和控制力减振技术等,它们在特定的建筑结构中有着不同的应用。
减震隔震技术在建筑领域具有重要的应用价值。
它可以大大提高建筑物的抗震能力,减少地震对建筑物造成的破坏和人员伤亡。
通过合理应用减震隔震技术,可以使建筑物在地震发生时具有更好的安全性和稳定性,保护人民的生命财产安全。
因此,减震隔震技术被广泛应用于地震多发地区的建筑设计中,对于提高抗震能力和保障人民的生命财产安全起到了重要作用。
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浅议隔震设计在高层建筑结构中的应用
摘要:在进行高层建筑抗震结构设计中,隔震层的设计和验算占有十分重要的地位。
本文针对隔震设计的特点进行具体分析,并且针对隔震设计的具体特点对高层建筑结构的隔振设计的实施方案
进行了详细的论述。
关键词:建筑结构;隔震设计;高层建筑
abstract: in the high rise building aseismic structure design, the design and calculation of isolation layer plays a very important role. according to the characteristics of seismic isolation design for specific analysis, and according to the specific characteristics of seismic isolation design for high-rise building structure vibration isolation design scheme were discussed in detail.
key words: building structure; seismic design; high-rise building
中图分类号:tu973 文献标识码:a文章编号:
高层隔震建筑上部结构具有倾覆弯矩较大,而且对隔震支座的竖向压应力、位移以及水平剪应力、位移有着较为严格的质量要求,因此必须对相关的工作进行严格的控制。
经果实际的工程实践,发现将隔震建筑与不隔震建筑的抗震效果进行比较,结果证明当建筑隔震结构采用橡胶垫的隔震支座时表现较为明显的隔震效果。
建筑
的隔震结构的设计内容由隔震目标的确定、隔震层设计、上部结构设计、构造措施、隔震层验算以及经济性论证等几个方面组成。
一、基础隔震结构体系动力分析
目前,基础隔震结构大多数应用在结构30层以下的位置,基础隔震层的结构特点是:高宽相对比较小、上部结构水平层刚度相对较大。
当建筑的上部结构层数比较多、高宽相对较大同时层间的刚度比较小时,那么将上部结构视为一个多质点体系,那么在进行隔震结构设计过程中要将其建立多质点模型,并且将结构的倾覆、扭转作用等重点罗因素进行充分的考虑。
在高烈度区地震波的强烈作用下,高层建筑的相应隔震结构体系中的上部结构从开始阶段就会受到较大的弯曲变形,因此在高烈度地区进行高层建筑的隔震设计时要选用橡胶隔震结构。
建筑结构中的隔震支座可在这一过程中会受到一定的拉应力以及发生一定程度的非线性变形,但由于橡胶隔震结构的作用,会充分保证建筑结构整体的安全性。
高层隔震结构体系,如果上部结构受到较大的倾覆弯矩,那么建筑结构在水平地震的作用下会造成隔震层转动的风险,同时隔震结构还会受到较大的垂直荷载作用,在上述外力作用下,隔震层可能会产生较为明显的竖向变形。
面对这种情况,那么在进行隔震结构的设计过程中,针对地震反应对建筑结构的作用特点,不仅要进行多质点平动体系的结构分析,而且还要针对建筑结构的摆动问题进行具体的设计分析。
因此在进行建筑结构的隔震设
计时可以采用多质点平动加摆动的结构计算模型。
二、高层建筑的隔震结构设计
1.高层建筑进行隔震设计要求
(1)设计方案:进行高层建筑结构的隔震设计时,要根据高层建筑抗震的设防类别、场地条件、抗震设防烈度、建筑结构方案以及高层建筑的具体使用要求,并且结合建筑结构的抗震设计方案进行相关技术、经济的可行性对比分析,最终确定具体的设计方案。
(2)设防目标:一般情况下,采用隔震结构设计的房屋建筑,其抗震设防目标明显要高于普通的抗震房屋建筑。
例如在水平地震方面,采用隔震结构的高层建筑要比采用抗震结构的高层建筑高出至少0.5个设防烈度大小的抗震安全储备。
同时,在竖向抗震方面采取的相关措施也不应当降低相应的设防目标。
(3)隔震部件:相关的建筑结构设计文件上应当详细注明对隔震部件一些具体的的性能要求;同时要进行相应的试验进而确定一些建筑的隔震结构部件的相关的设计参数和耐久性能的指标;此外在进行高层建筑隔震结构部件的安装之前对建筑工程中所需要的各种类型以及规格的部件原型进行详细的抽样检测,要求对于每种类型以及每一规格的建筑隔震部件的抽样检测数量不少于3个,最终隔震部件样品的抽样检测的相关合格率要达到100%;最后在隔震部件设置的建筑部位,部件的具体设计位置要通过相应的算确定外,计算结果的位置要同时采取一些便于隔震部件进行检查和替换的相
关措施。
2.隔震层的设计以及相关设计要求
(1)进行隔震装置的选取。
一般情况下,在进行隔震层的橡胶隔震支座布置以及选取工作中要遵循以下的几个方面原则:
①隔震装置要具有能够承受足够的竖向承载力以经济水平变形相关能力,在发生较大的地震时,能够实现安全稳定地支撑建筑物的结构,而不会使建筑出现失稳破坏的现象,进而能够更好的发挥建筑隔震的功能。
橡胶隔震支座的平均压应力限值的设计以及拉应力的相关规定在进行隔震层设计过程中的一条关键因素,隔震支座在永久荷载和可变荷载的组合作用下,在竖向受到的平均压应力的设计值的限值:甲类建筑不超过10mpa、乙类建筑不超过12mpa、丙类建筑不超过15mpa。
同时,如果在隔震层的支座中出现相应的拉应力,这意味着在建筑的上部结构存在发生建筑倾覆的危险,这对高层建筑结构的隔震效果有着很大的影响。
②隔震层在设计时规定要具有适当的水平刚度,这样在强烈的风力作用下,隔震层具有足够的初始刚度来抵挡风力对建筑结构的作用,而在受到较为严重的地震作用时,高层建筑的隔震层能够进而产生相应的柔性变形,从而起到减小水平地震作用对建筑结构的影响作用。
③建筑的隔震层的水平刚度中心位置要与建筑结构的上部结构的质心维持保持相对的一致性。
④隔震装置要具备较好的自动复位功能。
⑤隔震装置要具有足够的竖向刚度。
在进行竖向荷载的设计时,要保证竖向位移被控制在规范所允许值的范围之内。
⑥隔震装置的刚度和阻尼效果要具有良好的稳定性,在可能的荷载和温度变化范围以内,刚性和阻尼效果要具有较好的稳定性,良好的耐久性以及抗老化、抗徐变、抗疲劳等相关的性能,进而能够保证隔震装置在建筑物使用期内有效发挥相应的隔震作用。
⑦在进行隔震结构设计过程中,要保证隔震层和隔震垫的受力和变形的控制指标满足相应的规范要求和功能需要。
(2)隔震层的平面布置:高层建筑的隔震层位置宜设置在建筑结构的第一层以下部位,即为在基础的顶面、地下室顶板位置或是二层楼面梁底的位置。
高层建筑的隔震层的平面布置要求具有良好的对称性,同时应该尽量设置在受力较大的结构的位置,而且隔震层的间距不宜过大。
(3)在水平地震作用下进行隔震层的验算:根据相关的隔震层力学参数,要对在地震发生时,隔震层所受的等效刚度以及等效阻尼比进行相应的动力时程分析,同时要选用适合的计算模型以及符合场地频谱特征的实际地震波,并且结合符合相应要求的人工模拟地震波,分别分析高层建筑在是否具有相应的隔震以及不隔震结构在不同地震强度作用下的地震反应进行相关的对比和分析。
三、隔震方案经济效益分析
橡胶隔震垫一方面具有良好的隔震性能,另一方面这项技术成本极低,节约了相关的工程成本。
高层建筑的隔震结构与一般建筑结构相比,相应的工程费用稍高,具体表现在隔震构件、隔震层以上的楼面以及相应的设计和施工费用。
假设上部结构还是按照传统的建筑结构进行抗震设计,建筑总工程的费用会稍微增加。
良好的隔震结构设计既能充分发挥相应的性能,在地震时保证人们的生命还财产安全,而且能够节约一大批用于灾后维修的巨额花费。
四、结语
对基础隔震结构进行相应的地震反应分析工作时,需要建立一个能确切地反映高层建筑基础隔震结构的发生实际变形状况、并且计算相对简便,而且结果误差较小的计算模型。
而对于高层建筑的隔震结构体系,由于上部结构受到较大的倾覆弯矩,极易发生隔震层的转动的现象,隔震层也会因为外力作用产生较为明显的竖向变形。
因此在进行隔震结构的设计时,一方面要按多质点平动体系进行科学客观分析,另一方面要充分考虑结构的摆动状况,采用多质点平动加摆动的具体计算模型,通过动力时程分析,进而计算得出高层隔震结构体系相应的动力反应形式。
【参考文献】
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[2]田其丰.框架结构橡胶垫基础隔震系统研究[d].西北工业大
学,2004.
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