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建筑隔震技術

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建筑隔震技術

建筑隔震技術范文第1篇

關鍵詞:村鎮建筑、橡膠墊隔震支座、纖維橡膠隔震支座

中圖分類號:TS958文獻標識碼: A

1、引言

根據近年來地震災害引起的人員傷亡及倒塌的房屋,數據顯示有近九成的房屋倒塌和人員傷亡發生在村鎮,如2008年5月12日汶川8.0 級特大地震,奪去了近10萬同胞的寶貴生命,直接經濟損失近萬億人民幣。地震中倒塌的房屋536.25萬間,超過9成為村鎮建筑;2010年4月14日青海玉樹7.1 級地震,州府所在地九成房屋倒塌,地震造成2698人遇難, 失蹤70人, 受傷12135人;等等。而大多人員傷亡由房屋倒塌引起,故加強村鎮房屋的隔震勢在必行。

2、村鎮建筑的特點及破壞形式

2.1村鎮建筑的特點:①村民自行出資建設,具有單體規模小、就地取材、造價低等特點;②一般不進行正規的設計;③由當地建筑工匠按傳統習慣進行施工的。

2.2村鎮建筑常見的破壞形式如下圖所示:

圖1 木屋架普遍破壞坍塌

圖2 預制板屋頂塌落

圖3 老舊砌體房屋破壞嚴重,大部分倒塌

圖4砌體房屋沿樓梯發生裂縫

村鎮建筑的特點及其常見的破壞形式致使其缺乏經濟、有效、適合于各類村鎮建筑的實用的抗震技術

3、隔震技術分析

3.1現有的橡膠墊隔震支座

現有的橡膠墊隔震支座如圖5所示

圖5現有橡膠墊隔震支座

此支座性能雖然較好,但價格高昂,在村鎮較難推廣。

村鎮隔震技術要求:⑴具有足夠豎向剛度和豎向承載能力;⑵具有足夠小水平剛度;⑶確保震后房屋不需人工復位;⑷構造簡單,造價低廉;⑸具有足夠的耐久性;⑹隔震系統不需進行針對性設計;⑺施工不需大型起重機械,手工操作即可;⑻操作技術要求簡單。

3.2新近的纖維橡膠隔震支座

纖維橡膠隔震支座的結構圖及隔震磚如圖6、7、8所示

1――橡膠層2――纖維層3――保護層

正方形纖維橡膠支座(SFRB)

長方形纖維橡膠支座(RFRB)

圖6 新近的纖維橡膠隔震支座

圖7 隔震磚(1g) 塑料板橡膠隔震支座

圖8隔震磚(2g) 塑料板橡膠隔震支座

塑料板橡膠隔震支座的特點:⑴ 塑料板作為加勁層平面外剛度更大;⑵承載力及水平極限變形能力改善明顯;⑶支座上下部采用凹槽設計;使結構能更好地嵌固該隔震支座;

3.2工程塑料板的類型與力學性能試驗

圖9 (a)方格玻纖布+樹脂

圖9(b)方格玻纖布+不飽和聚酯

對兩種板材進行彎曲和拉伸性能試驗,試驗結果如下列表1、表2、表3、表4所示。

表1 樹脂工程塑料板彎曲實驗報告

表2 不飽和聚酯工程塑料板彎曲試驗報告

表3樹脂工程塑料板拉伸實驗報告

表4不飽和聚酯工程塑料板拉伸試驗報告

試驗測試結果表明:樹脂和不飽和聚酯工程塑料板的彎曲強度和拉伸強度均滿足隔震支座對加勁材料的力學性能要求,可作為加勁板替代普通疊層橡膠支座中的鋼板。

4、結語

現有的橡膠墊隔震支座由于此支座價格高昂,農村較難推廣。而新近的纖維橡膠隔震支座和塑料板橡膠隔震支座價格較低,制作簡單,合理的設計,力學性能亦能滿足要求,故而能在村鎮廣泛推廣,對村鎮房屋的抗震減災可起到巨大作用。

參考文獻

[1] 曹萬林,周中一,王卿,董宏英,張建偉. 農村房屋新型隔震與抗震砌體結構振動臺試驗研究[J]. 振動與沖擊. 2011(11)

[2] 潘從建,孟履祥,張吉柱. 汶川地震中砌體結構樓梯間震害分析[J]. 工程抗震與加固改造. 2009(06)

[3] 尚守平主編.結構抗震設計[M]. 高等教育出版社, 2003

建筑隔震技術范文第2篇

Key Words:Structural Damping;Isolation Technology;High-rise buildings;Real estate

摘要:本文首先介紹我國建筑隔震發展動態:我國由原來采取傳統消極被動的抗震方法向一種新型的抗震方式——結構減震控制發展。然后對煙臺建筑抗震設防的現狀進行了分析,隔震技術的發展已經較為成熟,但是沒有在煙臺得到廣泛的應用。最后因隔震技術的應用不僅可以提高結構的安全性,而且能降低工程造價,增加房地產的賣點,對煙臺建筑隔震提出了建議。

關鍵詞:結構減震;隔震技術;高層建筑;房地產

中圖分類號:[TU208.3]文獻標識碼:A 文章編號:

一、我國建筑隔震發展動態

近二十年來發展形成了一種新的抗震思路,它是積極的、以柔克剛的抗震方法。簡而言之,就是將地震作用拒之門外,減少地震對建筑物的破壞作用,將建筑物的振動響應(包括位移、速度、加速度、變形和變形內力等)控制在允許的范圍之內,這就是現在公認的隔震、減震與控振體系,也就是結構減震控制。這種思想在實施中有很多種方案,比較典型的有2種系統:一個是由疊層鋼板橡膠支座作為控制器,將控制器安裝在建筑的基礎和上部結構之間的基礎隔震系統;另一個是安裝在結構頂部的調協質量阻尼系統簡稱TMD。

結構減震控制是土木工程前沿領域,也是學科交叉的新技術領域。隔震技術是最近二、三十年發展起來的一種適合我國國情的新型減震控制技術。它徹底克服了傳統抗震結構“硬碰硬”式抗震設計方法不足,采用“軟化”結構,“以柔克剛”的方式通過在結構底部設置隔震層來避免、限制和吸收傳入結構的能量。隔震結構分為基礎隔震結構和層間隔震結構。

圖1隔震結構示意圖圖2基礎隔震的隔震形式

圖3 隔震層在不同層間位置的隔震圖4 隔震層在不同結構之間的隔震

二、煙臺建筑抗震設防現狀

近年來,越來越多的國家開展了隔震技術的研究,隔震技術在我國的應用范圍也越來越廣泛,數量也越來越多,早起主要應用于核電站等重要性建筑物,近幾年已在各種民用建筑中得到廣泛的應用。并且隔震建筑的結構形式也日趨多樣化,已從早期主要應用于砌體結構、混凝土結構發展到鋼結構、組合結構等。隔震技術的應用是有非常廣的應用前景的。盡管隔震技術在全國已經開始廣泛采用,但是在煙臺積極性卻不高。這是為什么呢?原因有四個:

1、對于新的隔震技術,對其缺乏認識,需要有個觀念認識的過程。

2、采用隔震技術,需要設置隔震層,而隔震層以下的總造價比非隔震的地下室和基礎的總造價要高的多,這就增加了總的造價。

3、隔震技術雖然增強了隔震層,減少了斷面和配筋,增加了實用面積,但是計算復雜,一般設計院設計時未能完全掌握這個技術。

4、對隔震結構的造價分析及數據資料較少,使得在項目可行性研究階段無法提供可靠的數據給投資方。

人們不可能輕易放棄傳統設計而嘗試新的技術設計。但是根據唐山、汶川大地震的發生,認為采用隔震技術提高抗震設防能力是非常有必要且非常重要的。但其推廣是個很漫長的過程,需要多方位的宣傳與普及的。

三、煙臺建筑隔震建議

建筑隔震技術在我國是一項非常有發展潛力的技術。隨著中國社會對新技術與綠色節能技術的不斷重視。該技術在國內的應用也已越來越廣泛。為此,提出如下建議:

1 ) 加強節能教育,貫徹綠色理念,使建筑隔震技術得到重視。由于隔震裝置的使用,建筑物上部結構的地震設計力得以降低(約30%~50%),結構材料能有效地得到節省,建筑造價因此減少。從國內外建筑工程造價的經驗來看,采用結構抗震裝置的建筑的結構造價并不會比未采用此裝置的建筑造價高。例如從汕頭、廣州、西昌等地建造的隔震房屋得知,多層隔震房屋比傳統多層隔震房屋節省房屋土建造價:7度區節省3%~6%,8度區節省8%~14%,9度區節省15%~20%。

2 ) 借鑒國外經驗,提升建筑隔震技術水準。借鑒國外產品開發的成功經驗,引進先進技術,促進我國建筑基礎隔震技術發展。

3 ) 合理制定方案,使隔震技術應用成本得到恰當控制。建筑結構的隔震設計和消能減震設計,應根據建筑抗震設防類別、 抗震設防烈度、場地條件、建筑結構方案和建筑使用要求,確定其基礎隔震設計方案。

4 ) 注重規范規程的編制,盡可能使其與國際標準接軌。在我國,隔震技術起步較晚,由此應及時學習國外的成功經驗,加強國際學術交流與合作,以此增強此技術對國內的影響,編制規范規程,與國際標準接軌。

參考文獻:

[1]周福霖.工程結構減震控制[M].北京:地震出版社,1997.

[2]唐家祥,劉再華,建筑結構基礎隔震[M],華中理工大學出版社,1993

[3] 郭起劍,姜瑩,戰松梅.應用基礎隔震技術的建筑工程造價分析[J].世界地震工程,2006.22(4):116-120

建筑隔震技術范文第3篇

【關鍵字】高層建筑結構;基礎隔震技術;具體分析

中圖分類號:TU97文獻標識碼: A 文章編號:

1前言

建筑事業在我國實行改革開放以來有著突飛猛進的發展勢頭,而其中的高層建筑更是以迅雷不及掩耳之勢不斷壯大起來。對于一個城市而言,高層建筑物多少是衡量這個城市經濟發展狀況好壞的一個標準,在現代的都市,最多的就是高層建筑群。而高層建筑的質量是否過關、安全性能是否達標、使用壽命情況等等已經成為現在最熱門的話題。由此,我們就要對高層建筑結構進行深入的分析探究,尤其是對于高層建筑結構中的基礎隔震技術展開科學具體的研究。

2基礎隔震技術的基本原理

所謂基礎隔震技術,就是指通過在建筑結構的底部和基礎頂面之間設置隔震消能裝置,從而來增強建筑結構的變形能力和增加結構的滯變阻尼。這樣就可以使建筑結構在地震的作用之下保持住原來的狀態,而滯變阻尼的增大就可以更多的吸收地震時所發出的能量,從而就大大的降低了地震帶來的影響。與此同時,建筑結構變形能力的增強可以使建筑結構產生的第一振型周期延長,進而與較大的滯變阻尼相結合,從而就很大程度上減小了地震發生系數。

對于高層建筑的隔震技術來說,傳統上通常其結構構成都是由結構本身和相關構件來完成隔震的工作,而且進行對地震中產生能量的消耗工作。因此在進行對抗震結構的具體設計時,要把地震的作用力看作是一種額外的荷載,然后再和作用在建筑結構上的其它荷載進行更好的結合,從而使設計出來的隔震結構能夠滿足高層建筑的相關要求。而現代的隔震技術中,對于高層建筑而言,在其建筑結構中加入了用來使建筑結構變形以及對地震時所產生的巨大能量的吸收裝置。例如前面提到的橡膠隔震支座和相應的阻尼器,這樣就可以給建筑結構提供良好的豎向承載能力、彈性能力以及變形能力等。

3基礎隔震技術的主要分類

3.1橡膠支座的基礎隔震技術

對于橡膠支座基礎隔震技術而言,其支座通常上使用的有普通的疊層橡膠支座、鉛芯的疊層橡膠支座、較高阻的尼疊層橡膠支座等等。這些支座大都利用了疊層橡膠支座對阻尼材料有相應的約束力這一作用,使建筑結構產生剪切變形,這樣就能夠充分的發揮阻尼材料的良好吸收性能,從而更有效地吸收發生地震時發出的能量。雖然此技術的隔震效果很好,結構又比較簡單,性能還很穩定,但是這種技術的造價很高。

3.2滑動摩擦的基礎隔震技術

滑動摩擦的基礎隔震技術指的是在建筑隔震的結構中添加相應的摩擦阻尼器再進行隔震作用。這種技術是在基礎面上邊設置滑動層,通過滑動層的作用使得建筑結構與基礎解耦之間產生一定的摩擦力。在建筑物發生很小的地震時,這種摩擦力就可以很好的對上部的結構起到一個阻力作用;而當建筑物發生很大的地震時,滑動層受到的地震作用就很大,甚至比摩擦力還要大,這樣就使得滑動面會出現滑移現象,通過這種滑移現象就能夠有效的消耗并且阻止了地震能量的傳輸,從而有效的起到了隔震的作用。

3.3復合型的基礎隔震技術

復合型的基礎隔震技術主要分為并聯型復合基礎隔震技術和串聯型復合基礎隔震技術兩種類型。這兩種類型都是由滑動摩擦基礎隔震體系和橡膠支座的基礎隔震體系進行并聯和串聯組成的。這種基礎隔震技術充分的體現了前面兩種隔震技術的優點,隔震的結構比較簡單,隔震的效果很強。因此被廣泛的應用。

4對于高層建筑的基礎隔震體系說明

對于高層建筑而言,在其基礎隔震體系中,通常上都是在高層建筑物的基礎和上端部分結構之間設置相應的隔震層,這樣就將高層建筑分為了上端部分結構、隔震層部分結構和下端部分結構三個層面。在發生地震的時候,地震所產出的能量通過下端部分結構傳到隔震層部分,在能量傳輸到上部結構之前,很大一部分的能量就會先被隔震層部分的隔震裝置所吸收,很小一部分的能量會傳到上部結構。這樣的話,就會很大程度的降低了地震的作用,從而能夠有效的提高高層建筑的安全性能。

5高層建筑基礎隔震技術的特征

5.1水平方向具有可變的剛度特性

當高層建筑物遇到的是風荷載或者較小的地震作用的時候,建筑結構的隔震系統具有良好的水平剛度特性,這樣就能使得高層建筑的上部結構相對地面來說保持相對靜止狀態;在高層建筑物遇到中等強度的地震時,隔震層就要發生較大程度的變形,損耗了地震中的絕大部分能量,這樣高層建筑的上部結構相對于地面來說就只有很小的移動,基本上處于彈性的狀態。

5.2水平方向上具有的自動復位特性

在高層建筑物遇到地震時,由于建筑結構的隔震系統具有良好的自動恢復到初始狀態的功能,這樣就使得高層建筑能夠正常的使用。

5.3可以進行對阻尼的調整

在發生地震時,可以對隔震結構中的阻尼器進行調整,改變其阻尼的大小,從而可以滿足隔震層的位移在有限的控制范圍內。

6.高層建筑基礎隔震技術在發展中存在的主要問題

通過近些年來高層建筑基礎隔震技術的不斷發展,以橡膠支座隔震為主的現代隔震技術已經逐步的發展起來,并且進入到了應用的階段。通過相關人員進行的一系列的地震測試,高層建筑的基礎隔震結構已經凸顯出其優良的減震抗震能力。但是對于這種新技術而言,還有很多不完善的地方,有待以后進行具體的解決。目前要解決的問題主要有以下幾點:

6.1對于高層和超高層建筑其結構中隔震技術問題

對于高層和超高層建筑而言,在其結構中應用的隔震技術,可以在保持總的工程造價不變的情況下,提升其結構的安全性能,擴大其結構設計的自由空間。但是就目前來說,還存在著很多的技術性難題,比如說,在較長的周期結構中對于基礎隔震技術的應用問題,再比如說,對于能夠承受住巨大豎向的拉力隔震支座的開發問題等等。

6.2對于豎向隔震技術的問題

隨著隔震技術的不斷發展和完善,對于較強地震觀測情況的數據信息的精確度也有了很大的提高。在對這些數據進行分析時,研究人員發現在有些情況之下,反而豎向的地震力會特別大,特別是在較高烈度的區域更加明顯。但是目前的隔震技術對于豎向地震強度的隔震工作還沒有具體的研究,這就需要具體研究開發出可以對豎向地震強度有明顯作用的隔震技術。

6.3對隔震技術的規范不夠完善

在高層建筑的基礎隔震技術設計中還存在著很多的漏洞,不夠全面,要想使得該技術能夠更好的起到作用,就要對該技術的設計規范進行具體的完善,要不斷的對規范設計進行補充和改進,要對進行高層建筑的隔震結構施工中的規范進行歸納,篩選。

7結束語

在我國建筑行業不斷發展的前提之下,對于高層建筑中的基礎隔震設計也有了很大程度上的進步,該技術的使用和推廣標志著人們對于地震中確保建筑安全的意識不斷提升。但是,就目前來說,這種技術還不是很成熟,它需要不斷的進行完善和修改,這樣才能夠使高層建筑在遇到地震時能夠保證其安全性,從而更加安全地保護了高層建筑中居民的人身和財產安全。

【參考文獻】

[1]岳飛豹.高層建筑結構中的基礎隔震技術 [J].黑龍江科技信息,2011,17(2):148-150.

[2]龐會芹.高層建筑結構中的基礎隔震技術 [J].城市建設理論研究(電子版),2012,6(23):72-74.

建筑隔震技術范文第4篇

關鍵詞:高層建筑;結構設計;隔震體系;技術

建筑的誕生之初就被認為是技術與審美融合的產物。這就意味著一個好的建筑,它必經得起適用性、經濟性與美觀性這三重考驗。而伴隨著高層建筑在我國的迅速發展和建筑高度的不斷增加,高層建筑的安全性,堅固耐用性亦成為人們所追求的目標。當今世界自然環境生態平衡被嚴重破壞,自然災害不加發生,為了人們生活安定,家園和諧,我們專門對高層建筑的結構設計特點做了分析,并對高層基礎隔震體系做了研究,為高層建筑抗震領域的研究提供的指導和幫助,以減少自然災害對人類所造成的傷害。

一 高層建筑的結構與設計理念

現代的高層建筑變得越來越纖細,產生更大側移的可能性比以往大體積的多層高樓要大。建筑愈高,自然界所產生的重力荷載、風荷載和地震荷載的影響愈大。正因為如此,抵消這些荷載的結構作用成為高層建筑設計的一個重要方面。高層建筑對側向荷載的動力反應,可以通過改進結構系統以及選擇有效建筑形式的措施加以控制。因此,高層建筑的形式在很大程度上和結構的有效性有關,這也就決定了建筑的經濟性。建筑的結構性能可以定義為建筑承受荷載以及抵抗側移的能力,同時也決定著建筑各體量的組成。

從表象層面看,建筑表現為空間方面的概念的形式是表現總體環境的。對于某個建筑物最初方案設計.建筑師考慮更多的是它的空間組成特點,而不是詳細地確定它的具體結構。但是,關于空間形式的整體設想,也要求建筑師必須考慮建筑形式中有關荷載與抗力之間關系的某些準則.即結構概念。這包括以下幾方面:一是所設想的空間形式應當固定在地面上。二是所設想的空間形式必須能抵抗水平風力作用的地震作用。所以,在進行高層建筑設計時,建筑師的基本任務是;一方面要與結構工程師及其他工程技術人員協調合作,另一方面要根據建筑功能要求、建筑立意,場地情況、外力特征,施工條件及效率等因素,尋找出最經濟、合理、美觀的建筑方案。

二 高層建筑結構設計的特殊性

(一)水平荷載成為決定因素。一方面。因為樓房自重和樓面使用荷載在豎構件中所引起的軸力和彎矩的數值,僅與樓房高度的一次方成正比,而水平荷載對結構產生的傾覆力矩,以及由此在豎構件中引起的軸力,是與樓房高度的兩次方成正比;另一方面,對某一定高度樓房來說,豎向荷載大體上是定值,而作為水平荷載的風荷載和地震作用,其數值是隨結構動力特性的不同而有較大幅度的變化。

(二)軸向變形不容忽視。高層建筑中,豎向荷載數值很大,能夠在柱中引起較大的軸向變形,從而會對連續粱彎矩產生影響,造成連續梁中間支座處的負彎矩值減小,跨中正彎矩之和端支座負彎矩值增大,還會對預制構件的下料長度產生影響,要求根據軸向變形計算值,對下料長度進行調整。另外對構件剪力和側移產生影響,與考慮構件豎向變形比較,會得出偏于不安全的結果。

(三)側移成為控制指標。與較低樓房不同,結構側移已成為高樓結構設計中的關鍵因素。隨著樓房高度的增加,水平荷載下結構的側移變形迅速增大,因而結構在水平荷載作用下的側移應被控制在某一限度之內。

(四)結構延性是重要設計指標。相對于較低樓房而言,高樓結構更柔一些,在地震作用下的變形更大一些。為了使結構在進入塑性變形階段后仍具有較強的變形能力,避免倒塌,特別需要在構造上采取恰當的措施,來保證結構具有足夠的延性。

三 高層隔震體系的特殊性

高層、超高層隕震體系與常規的隔震體系相比,具有特殊性。首先對高層隔震建筑,上部結構不能滿足剛體運動的假定,高振型反應分量的影響不能忽視,不能簡單地以結構第一振型為主確定上部結構反應;二是由于高層、超高層結構的水平地震力產生的傾覆力矩比較大,在較大地震和強風作用下,隔震支座可能會有拉應力的出現,如何避免和控制隔震支座的拉應力是一個問題。三是高層、超高層的自振周期都比較長,所以必須進一步延長高層、超高層隔震建筑的基本周期,以達到更好的隔震效果。低彈性、大變形能力的隔震支座的開發和性能研究是在強震和強風作用下的各種分析,具有較高的研究價值和重大的工程意義。

四 高層基礎隔震系統組成

基礎隔震建筑體系通過在建筑物的基礎和上部結構之間設置隔震層,將建筑物分為上部結構、隔震層和下部結構3部分。地震能量經由下部分結構傳到隔震層,大部分被隔震層的隔震裝置吸收,僅有少部分傳到上部結構,從而大大減輕地震作用,提高隔震建筑的安全性。經過人們不斷的探索,如今基礎隔震技術已經系統化、實用化,它包括摩擦滑移系統,疊層橡膠支座系統、摩擦擺系統等。目前工程最常用的是疊層像膠支座隔震系統。這種隔震系統.性能穩定可靠,采用專門的疊層橡膠支座作為隔震元件,該支座是由一層層的薄鋼板和橡膠相互盛置,經過專門的硫化工藝粘合而成,其結構、配方、工藝需要特殊的設計,屬于一種橡膠厚制品。目前常用的橡膠隔震支座有:天然橡膠支座、鉛芯橡膠支座、高阻尼橡膠支座等。

五 高層基礎隔震技術原理

建筑隔震技術范文第5篇

【關鍵詞】高層建筑;結構設計;隔震體系;技術

建筑的誕生之初就被認為是技術與審美融合的產物。這就意味著一個好的建筑,它必經得起適用性、經濟性與美觀性這三重考驗。而伴隨著高層建筑在我國的迅速發展和建筑高度的不斷增加,高層建筑的安全性,堅固耐用性亦成為人們所追求的目標。

1.高層隔震體系的特殊性

高層、超高層隕震體系與常規的隔震體系相比,具有特殊性。首先對高層隔震建筑,上部結構不能滿足剛體運動的假定,高振型反應分量的影響不能忽視,不能簡單地以結構第一振型為主確定上部結構反應;二是由于高層、超高層結構的水平地震力產生的傾覆力矩比較大,在較大地震和強風作用下,隔震支座可能會有拉應力的出現,如何避免和控制隔震支座的拉應力是一個問題。三是高層、超高層的自振周期都比較長,所以必須進一步延長高層、超高層隔震建筑的基本周期,以達到更好的隔震效果。低彈性、大變形能力的隔震支座的開發和性能研究是在強震和強風作用下的各種分析,具有較高的研究價值和重大的工程意義。

2.高層基礎隔震系統組成

基礎隔震建筑體系通過在建筑物的基礎和上部結構之間設置隔震層,將建筑物分為上部結構、隔震層和下部結構3部分。地震能量經由下部分結構傳到隔震層,大部分被隔震層的隔震裝置吸收,僅有少部分傳到上部結構,從而大大減輕地震作用,提高隔震建筑的安全性。經過人們不斷的探索,如今基礎隔震技術已經系統化、實用化,它包括摩擦滑移系統,疊層橡膠支座系統、摩擦擺系統等。目前工程最常用的是疊層像膠支座隔震系統。這種隔震系統.性能穩定可靠,采用專門的疊層橡膠支座作為隔震元件,該支座是由一層層的薄鋼板和橡膠相互盛置,經過專門的硫化工藝粘合而成,其結構、配方、工藝需要特殊的設計,屬于一種橡膠厚制品。目前常用的橡膠隔震支座有:天然橡膠支座、鉛芯橡膠支座、高阻尼橡膠支座等。

3.疊層橡膠墊體系的隔震原理

對建筑物地震反應有重要影響的主要因素有兩個:一個是結構的周期,一個是阻尼比.普通非隔震中低層建筑物的剛度大、周期短,其基本周期正好在地震輸入能量最大的頻段上.因此相應的加速度反應比地面運動放大得多,而位移反應卻較小,如果延長建筑物的周期,而保持阻尼不變,則加速度反應被大大降低,但位移反應卻有所增加,如果繼續加大結構的阻尼,加速度反應則繼續減弱,且位移反應也得到明顯降低,這就是說,通過延長結構的周期并給予較大的阻尼,就可使結構上的加速度反應大大降低.同時,對結構產生的較大位移可由上部結構底部和基礎頂部之間設置的隔震層來提供,而不由上部結構自身的相對位移來承擔.這樣,上部結構在地震過程中就會發生接移的運動,大大提高了上部結構的安全度。

疊層橡膠墊基礎隔震體系的隔震層是由若干個隔震器所組成.隔震器包括疊層橡膠墊和阻尼器,分普通疊層橡膠墊、鉛芯橡膠墊和高阻尼橡膠墊.這種隔震體系的周期長、阻尼比大,隔震效果明顯.尤其采用后兩種隔震器,不需再另外附加阻尼器,便于施工。

4.疊層橡膠墊基礎隔震體系的性能評價

在諸多基礎隔震體系中,通過大量的實驗和研究,根據國際上對隔震體系的評價標準,疊層橡膠墊隔震體系有下面一些性能優勢:

(1)該體系的豎向承載力大。一般單個的隔震器豎向承載力設計值可達數千噸,極限承載力可達上萬噸。

(2)該體系的隔震層具有穩定的彈性復位功能,能在多次地震中自動瞬時復位.這是摩擦滑移隔震體系所完全不能相比的。

(3)隔震器的耐久性好,抗低周疲勞性能、抗熱空氣老化、抗臭氧老化、耐酸性、耐水性均較好.通過對產品試件的各類性能測試,其使用壽命在60~80年.最近日本曾將一幢使用了10年之久的疊層橡膠墊基礎隔震樓中的隔震器更換下來進行各類性能測試,結果發現,其各類指標與10年前相比,幾乎沒有什么變化。

(4)隔震效果明顯,其加速度反應大大低于非隔震結構,且理論分析結果與實驗結果比較吻合。

(5)與其它隔震體系相比,隔震器受地基不均勻沉降的影響并不十分明顯,且構造簡單、安裝方便,傳力方式簡單明確。

盡管疊層橡膠墊隔震結構有諸多明顯的優點,但在研究過程中發現,該體系在動力性能方面要求相當嚴格,不論從設計還是到施工,都與傳統的非隔震結構有很大的區別.為了保證分析與計算結果的可靠性,分別采用4條途徑分析了不同類型的4種結構體系的動力響應,發現:

1)疊層橡膠墊基礎隔震結構的動力特性,不但隨結構體系的類型不同而變化,而且與隔震器安裝位置的不同也有很大關系.因此,在設計時不但要對其進行專門的概念設計,而且應從多角度進行動力分析,合理、準確地把握其動力響應,才能保證做出安全、可靠的設計。

2)在隔震結構中,為了真正實現上部結構與地面的“隔離”,還需注意一些關鍵部位的構造處理.如底層樓梯與主體結構的隔離處理,上下水、煤氣、供暖及配電管道穿越隔震層時的柔性化問題等,有一方面疏忽都會在地震中帶來巨大的災難。

3)除此之外,疊層橡膠墊基礎隔震體系的隔震層對施工的要求是比較嚴格的.隔震層的位移不能受任何原因的干擾和約束,施工時不能損傷隔震器及其附件,并要求隔震器安置有較高的水平度,以確保地震時隔震層能發生水平位移并瞬時復位。

5.結論

(1)由于疊層橡膠墊隔震體系具有豎向承載力大、彈性復位功能強、隔震效果明顯等性能優勢,因此在設計中,對傳統樓房的高度限值和安全距離等限制條件均可適當放寬。

(2)研究結果表明,疊層橡膠墊基礎隔震體系上部結構的設防烈度可降低1~2度,且仍有較大的安全儲量。

(3)雖然隔震體系要增加一層隔震層,似乎造價有所增高.但隨上部結構設防烈度的降低而節約的造價,可用于建造隔震層.因此,對整個隔震建筑的工程造價來說,和同類非隔震建筑相比,造價會在—5~+5之間浮動.如果把建筑物全壽命及地震時建筑結構的破壞、內部財產的損失、人員傷亡以及建筑物損壞造成的停工停產所帶來的損失加起來,該基礎隔震體系的經濟效益和社會效益十分巨大,是一種極具推廣和應用的新技術。

【參考文獻】

[1]姚亞雄.建筑創作與結構形態[D].哈爾濱:哈爾濱工業大學,2000.

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