关于建筑结构设计中的隔震减震措施

2023（8）总第1489期技术探讨与推广关于建筑结构设计中的隔震减震措施
刘庆
蚌埠市建筑设计研究院集团有限公司
摘要：近些年来，我国基础建设以及建筑结构设计行业的发展迅猛，尤其在隔震和减震方面更应予以重视，因为建筑结构设计的重要性不可忽视。

在建筑工作中，合理且科学的抗震措施能够不断提高建筑结构设计
质量，发挥重要作用。

只有满足实际建设需求的建筑结构设计，才能进一步提高建筑的安全性和稳定性，保障人
们的生命和财产安全。

本文从隔震减震方面入手，对建筑结构设计进行分析，并提出几点有关建议。

关键词：房屋建筑；建筑结构；隔震减震措施
引言
建筑结构安全性的影响因素千差万别，建筑物的总体设计由多个结构组成。

如果出现某个结构的安全问题，将对建筑整体的安全性和品质构成威胁。

为确保日常生活与工作环境安全无虞，并保障建筑物使用者的人身安全，有必要提高建筑结构设计的标准，高度重视建筑结构安全，以确保施工团队能顺利按照设计图纸进行施工。

一、建筑结构设计中的隔震减震的重要性
要充分发挥建筑本身的功能，就要保证其质量，特别是在自然灾害面前，更要充分发挥其防御功能。

在建筑物中，抗震的重点是保证使用者的生命财产安全，相关资料调查表明，地震伤亡主要与建筑物的倒塌和破坏有密切关联，所以建筑物结构的抗震设计非常关键。

同时，我国目前的地震具备一定的随机性，无法确定地震的烈度和时间，因此需要保证地震发生时建筑物保持弹性状态。

当受到强烈震动时，即使建筑物会震动但不会倒塌，减少用户损失。

对于设计师来说，在设计建筑物时，应当充分考虑抗震性能，对其进行改进和优化，以保证使用者的安全。

二、抗震设计基本原则
一是简化性。

简化建筑物的结构对进一步提升建筑物的抗震性能有很大帮助。

因此，在将抗震设计列为建筑结构设计时，应尽量简化建筑结构，避免过于复杂的设计。

从设计技术和性能改进的角度，应当预留足够的活动空间来进一步提升建筑的抗震性能。

二是抵抗性。

建筑物的抗震性能是保证抗震性能的关键。

要求合理控制建筑结构各部分的刚度，使其满足标准要求。

结合力学分析，对建筑结构的稳定性进行测试。

当建筑物遇到地震时，进一步增强建筑结构的受力平衡，以抵抗地震造成的破坏。

三是清晰性。

在抗震设计中，主要借助科学规划力的传递路径来分散和消耗地震力，从而保证建筑结构的稳定性。

在实践中，一定要遵循清晰性原则，根据建筑结构特点科学规划电力传输路径。

构建三维模型，对整个建筑结构进行分析讨论，了解结构的受力特性和外力作用时可能形成的位移，然后结合模型计算和支撑荷载，科学规划动力传递路径，减少地震灾害对建筑结构的影响。

三、建筑结构设计中隔震减震存在的问题
（一）隔震减震支座会受到抗震墙的影响
为了使建筑结构更加稳固，应当尽可能分散减震和隔震设计。

如果安装在建筑物周围，地震时建筑物的倾覆力会进一步提高，也会对建筑物产生影响。

设计过程中参照实际情况，在受力较大的一侧应设置抗震减震支架，支架间距不宜相对较大，一般2m 左右就能够满足实际设计要求。

减震支座经常因受拉而发生变化，从某种角度上看来妨碍了建筑物的减震隔震效果，造成建筑物的水平变形。

（二）抗震性能较低
建筑结构设计作为建筑设计的关键组成部分，各方面的建筑设计都受到了广泛的关注，而建筑设计的满意结果需要合理的设计。

在建筑结构设计中，必须保证建筑结构的安全。

但有些设计师理解力差，难以融入先进的设计思想，无法保证建筑结构的安全。

这使得在某些地区难以完成建筑物的结构特征，
2023（8）总第1489期
特别是抗震性能，这主要是因为抗震结构的设计可靠性差。

由于建筑物的抗震水平较低，或由于部分设计人员对抗震设计不了解，容易忽略抗震设计，导致建筑的抗震性能难以满足实际要求。

有些地质区域特别容易发生灾害，给建筑工程造成极大的安全隐患。

因此，设计者应加强抗震设计，对部分地震多发区域进行更深入的研究设计，以大大提高施工安全性。

（三）设计人员安全意识不足
为了确保建筑结构设计符合国家标准，设计师会实地调查建筑现场的环境，彻底分析建筑地基和施工条件。

考虑到工程造价和经验，会结合多方面实际情况来设计建筑结构，只有这样，才能确保建筑结构满足实际需求并保证其安全性。

然而，有些设计单位现如今关注的更多是自身获得的经济效益。

他们在雇佣设计师时更倾向于选择缺乏实践经验的新人设计师，并频繁发生造假事件。

这导致了建筑设计行业水平的不断下降，设计人员缺乏设计经验，对建筑结构造成安全性的影响。

一些设计人员过于追求建筑外观美观，而忽视了建筑内部结构设计的安全性。

这种行为不仅会缩短建筑的使用寿命，还会极大地危及使用者的生命安全。

四、建筑结构设计中的隔震减震措施
（一）不断更新设计理念
为保障建筑工程的持久稳定与可靠运行，从事结构抗震设计工作时应严格遵循《建筑抗震设计规范》等法规条例。

同时，应结合项目建设条件和要求加以分析，并以“三水准、两阶段”视角来优化结构抗震设计效果。

“三水准”指的是建筑结构在小震、中震和大震事件中，分别保持不坏、可修复和不倒的状态。

“两阶段”设计包括两个阶段：第一阶段将第一水平地震烈度参数作为基准，对地震对结构的影响进行准确计算，同时考虑重力和风荷载等参数的组合，以计算结果为参考确定承载力抗震调整系数，保证结构抗震设计符合第一水平地震烈度标准。

同时对设计方案进行调整，以提高结构的地震韧性和减小损伤。

另外，还需利用相同的地震数据计算结构层间的位移角，控制其具体数值参照相关抗震规范的限制要求。

同时，应合理采用抗震构造措施，确保结构抗震设计达到第二水平地震烈度标准。

在第二阶段，以第三水平地震数据作为基础，对建筑结构进行弹塑性层间位移角参数的计算，保证其数值不超过限定要求，并融合有效的抗震构造措施，以满足第三水平抗震要求。

（二）建筑场地和施工工艺的合理选择
为了减少自然灾害对建筑经济造成的损失，并保障居民的安全，建筑所在区域的选址需尽量避开软土地基和接近地震断裂带的区域。

在建筑施工前，需要考察周边地质和水文条件。

选择建筑所在区域时，不仅要避开易发生地震的区域，还需避免建设工业基地。

此外，砖混结构和钢筋混凝土结构是主要的建筑结构类型，在实际的建设过程中，需根据建筑结构设计规定，选用恰当的施工工艺。

目前广泛采用的是钢筋混凝土结构，因其具有较高的承载能力和稳定性。

采用钢筋混凝土技术进行抗震设计，其优点显而易见。

在进行抗震设计时，应根据具体区域方案进行最终确定，以避免盲目施工。

同时，还应科学选取施工工艺，考虑建筑物特性和抵抗地震级别。

（三）剪力墙设计
建筑结构的抗震内容很多，如普通剪力墙就是一种常用的抗震结构形式。

目前，常规住宅建筑为高层建筑或超高层建筑，一般都安装剪力墙以达到抗震的目的。

剪力墙面内刚度大，面外刚度小，因此剪力墙结构应尽可能沿两个方向布置。

大多数情况下，剪力墙应均匀对称地铺设在建筑物外围、楼梯和电梯周围，以及平面形状变化较大的地方。

布置剪力墙时，如因建筑需要不能在一个方向安装剪力墙时，应采取其他抗力构件，使剪力墙在水平力作用下的竖向和水平方向的位移值相近。

剪力墙竖向布置要求自上而下连续、均匀，如果从上到下存在不连续性，则会造成刚度的急剧变化。

这时需要调整壁厚，以进一步提升横向剪力墙的强度。

剪力墙洞口的布置对建筑结构中剪力墙的抗震性能影响最为明显。

剪力墙开孔要有规律，避免到处钻孔，开孔散开，剪力墙开孔尽量设计成柱状。

不规则的开口会造成电压不平衡，从而在建筑物中逐步形成潜在的弱点。

当孔洞无法避免时，要在孔洞周围采取一定的加固措施。

剪力墙配置的优点是能够进一步提升建筑物上部的可靠性。

（四）隔震措施
建筑物在抗震时的措施一般是隔震措施多于减震措施，典型的隔震措施有基础隔震、楼面隔震和特殊材料隔震三种。

在特殊材料的应用过程中，主要分为黏土、沙子和沥青三种。

参照反复试验和比较表明，
技术探讨与推广
2023（8）总第1489期技术探讨与推广
地基隔震方法对建筑设计的影响更为明显，在形状比较规则的建筑物中常采取地基隔震措施。

在传统的建筑设计过程中，很多建筑材料选用的是沙子和黏土，这两种材料的应用能够加固地基，从而有效地减少地震带来的力量。

这种技术在高层建筑中经常见到，但从实用的角度来看，基础隔膜的隔震效果不是很好。

地震发生后，很难传递到建筑物的悬空结构上，从而有效地防止地震破坏。

在采用隔震的过程中，常用的结构是大型钢结构。

对该结构进行合理的悬挂体系应用，能够大幅度减少地震带来的危害。

该隔震钢结构体系主要由分子结构模块和主框架模块组成，各模块之间协同作用，发挥其在地震保护中的作用，有效避免地震可能带来的各种危害。

（五）合理选择建筑场地
就建筑工程而言，在抗震工程设计和实施过程中，国家制定了相应的策略，明确了工程范围。

在工程规划和初步设计过程中，针对可能发生灾害的区域进行了抗震评估，参照评估的结构进行抗震工程，以保证工程建筑的抗震结构质量。

在施工选址过程中，尽量避开地基薄弱、靠近地震断裂带的地区。

项目实施前，应参照地理和水文条件的实际情况进行调查。

为减少地震对国民经济发展的不利影响，保障人民群众家园安全，尽量不向地震多发地区转移，不在危险地区建设新的产业基地。

在工程的具体施工过程中，砖混结构和钢筋混凝土是选用最多的结构形式，要参照建筑工程的特点选择最合适的施工工艺。

目前应用最普遍的是钢筋混凝土结构，其承载能力高，不易变形，在建筑抗震工程设计中，该技术也具备诸多优势。

在建设工程抗震设计过程中，应参照全国各地规划具体确定，避免盲目实施，结合房屋的建筑特点及其抗震等级合理选择。

（六）在设计中做好建筑空间的结构布置
在抗震设计规范中，对异形结构有详细的说明。

与简单的方形建筑相比，异形结构在地震中更容易发生扭曲。

另外，还要保证建筑结构的完整性，即在设计中，设计者要保证建筑的承重构件、次承重构件和围护结构连接在一起，逐步形成一个整体。

目前我们国家抗震能力强的结构，如框架结构、剪力墙结构，均采取使用现浇钢梁、柱、钢筋，进一步提升了房屋的整体性。

传统结构由预制板制成，在地震下容易开裂和损坏。

当然，在抗震设计中也需要提高二次结构来保证建筑物的安全，如门式结构和砌体结构中的构造柱、圆梁、墙体支撑等措施，能够有效减少墙体在地震作用下开裂倒塌，进一步提升了结构的整体性，在原有的基础上更进一步提高了整个结构的安全系数。

（七）强化试验研究力度，完善检测
就目前的情况来看，我国建筑结构设计过程中还存在一些问题，很多隔震性能还没有得到验证。

在建筑物的隔震结构尺寸标注过程中，模型的计算只是一个小方面，以模拟的形式进行配置，在应用过程中，采取分级法，考虑到形成的地震效应，这造成在确定结构尺寸的过程中有很大的局限性，也造成了计算结果和具体模型能否对地震的实际发生发挥真实作用的未知因素。

研究工作过程中需要考虑的因素涵盖很多方面，不同地区需要区别对待。

目前，隔震装置的应用存在较大的缺陷。

相关人员在应用这些技术的过程中也应该不断地监控和改进这些技术，将一些现代技术以合理的方式充分渗透其中，为建筑业发展助力。

结束语
综上所述，建筑物内部阻尼大小对能量的消耗产生直接的影响，隔震减震技术要充分利用这一特点，通过增强阻尼达到吸收地震能量的目的，从而加强主体结构的稳定性，降低地震的危害。

隔震减震技术在建筑工程中得到广泛应用，特别是在汶川地震后更加受到重视。

在建筑隔震的设计中，与传统设计有明显区别。

尤其是在高层建筑的工程设计中，隔震设计具有复杂的难度。

因此，采用层间隔震的方法是一种可以提高建筑抗震性的有效途径。

尽管减震措施面临某些限制，但减震技术不仅可用于新建结构，还可以通过调整阻尼比来实现已建工程的减震效果。

合理运用减隔震技术，能降低成本且经济合理，有效提高建筑的抗震性能，减少地震时造成的损害。

参考文献：
[1]李王坤.建筑结构设计中的抗震设计[J].山西建筑,2018,44(25):53-54.
[2]都磊.浅析建筑结构设计中减震、隔震发展趋势[J].建材与装饰,2017 (48):136.
[3]朱建伟.探究建筑结构设计中的减震措施[J].山西建筑,2016,42(14): 33-34.
作者简介：刘庆（1981.04－），男，汉族，山东平原人，本科，高级工程师，研究方向：
建筑工程结构设计。

··。