徐立英 李雪

摘要：雖然在隔震設(shè)計(jì)的方案比較和選擇時(shí)，隔震技術(shù)對(duì)低層和多層建筑比較合適，但是規(guī)范對(duì)結(jié)構(gòu)基本周期小于1S 這條原抗規(guī)（ GB50011- 2001） 限制的取消，還是認(rèn)可了國(guó)內(nèi)外大量高層結(jié)構(gòu)采用隔震技術(shù)。經(jīng)合理設(shè)計(jì)，高層結(jié)構(gòu)采用隔震技術(shù)同樣有效，能取得更高要求的安全性和舒適性，同時(shí)在經(jīng)濟(jì)上也能收到較好的效果。本文就高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的隔震減震措施做出簡(jiǎn)單闡述。

關(guān)鍵詞：高層建筑；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；隔震減震；措施

1 隔震減震結(jié)構(gòu)的構(gòu)造措施以及其維護(hù)管理

隔震減震結(jié)構(gòu)的構(gòu)造主要包括隔震底座的設(shè)計(jì)和布置、隔震支座和建筑上、下部結(jié)構(gòu)的連接、隔震層的梁、柱、墩和板的加強(qiáng)，隔震層所安置的防火措施，便于操作和更換隔震底座的空間等一系列隔震裝置。在高層建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，除了以上結(jié)構(gòu)的施工設(shè)計(jì)需要考慮之外，還要注意防震縫和水平隔離縫的設(shè)置和維修，樓梯、電梯以及擋土墻和坡道等隔震層的設(shè)置，還有建筑物結(jié)構(gòu)內(nèi)部配管和配線等設(shè)備的構(gòu)造和設(shè)計(jì)也是高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作中必不可少的一部分，這些結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和設(shè)定都會(huì)直接對(duì)建筑物在日后投入運(yùn)營(yíng)之后的抗震能力起到至關(guān)重要的作用。高層建筑內(nèi)部不同的隔震減震結(jié)構(gòu)也應(yīng)該有不同的保護(hù)和維修方案，在日常的使用過程中，要有一項(xiàng)針對(duì)性較強(qiáng)的維護(hù)管理措施，要保證隔震層不管在任何時(shí)候都能夠正常發(fā)揮其所擁有的功能，尤其是高層建筑，采用隔震技術(shù)的住宅一定要明確了解其對(duì)于隔震層裝置和設(shè)備維護(hù)管理的責(zé)任，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)者有必要對(duì)其進(jìn)行說明，并給予建筑管理工作者一定的指導(dǎo)和幫助，以此來讓建筑管理工作者認(rèn)識(shí)到建筑減震隔震層正常工作的重要性和建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)部隔震結(jié)構(gòu)的特殊性。

2 隔震措施

隔震結(jié)構(gòu)構(gòu)造包含隔震制作布設(shè)、隔震制作和上下結(jié)構(gòu)之間的銜接、隔震層梁柱強(qiáng)化與防火措施等。另外，還包含防震縫與水平格里風(fēng)布設(shè)等，這在高層結(jié)構(gòu)中至關(guān)重要。在基本使用過程，應(yīng)重視日常維護(hù)，讓隔震層無論在何種條件均可正常發(fā)揮自身功能。選取隔震技術(shù)的建筑物應(yīng)明確管理職責(zé)，相關(guān)設(shè)計(jì)人員應(yīng)對(duì)此進(jìn)行清晰說明，科學(xué)指引建筑管理人員，使其重視高層隔震結(jié)構(gòu)。

2.1 隔震構(gòu)造措施

當(dāng)發(fā)生地震時(shí)， 隔震結(jié)構(gòu)會(huì)出現(xiàn)顯著的水平位移。若想確保隔震層在遭受地震災(zāi)害時(shí)仍具備一定的變形能力，在設(shè)計(jì)過程需針對(duì)上部結(jié)構(gòu)四周布設(shè)適宜的豎向隔離縫，一般將縫寬控制在500mm 左右；上部和下部結(jié)構(gòu)布設(shè)相貫穿的水平縫，將縫高控制在20mm，同時(shí)利用柔性材料進(jìn)行填充；電梯井側(cè)壁選擇下掛的方式，且井道外皮到地下室柱和填充墻等設(shè)施的凈距離超過500mm；貫穿隔震層內(nèi)部的排水管道和弱電電纜等都選擇柔性連接，也可借助其他可行措施滿足隔震層在地震災(zāi)害中的水平位移標(biāo)準(zhǔn)。

2.2 維護(hù)和保養(yǎng)方法

為面向竣工驗(yàn)收和日常管理等環(huán)節(jié)針對(duì)隔震支座內(nèi)部的性能提供清晰的與可靠的參考，要求對(duì)隔震結(jié)構(gòu)提出完善的檢查計(jì)劃與具體維護(hù)計(jì)劃，面向隔震結(jié)構(gòu)實(shí)施常規(guī)檢查與基本維護(hù)操作。在隔震層樓梯間和電梯間等主要隔震構(gòu)造附近布設(shè)醒目的隔震標(biāo)識(shí)，警示業(yè)主與其他人員面向隔震層構(gòu)件和隔震構(gòu)造采取有效的維護(hù)措施，在使用過程禁止填充和堆放雜物，以免影響上部結(jié)構(gòu)移動(dòng)。

3 減震措施

建筑物場(chǎng)地的實(shí)際種類一般影響著隔震技術(shù)使用，當(dāng)下的工程實(shí)踐活動(dòng)表明，硬土場(chǎng)地比較適合應(yīng)用構(gòu)造隔震房屋，在弱土場(chǎng)地構(gòu)造隔震房屋相反可能會(huì)增加地震損害，這主要因?yàn)槿跬翀?chǎng)地通常會(huì)過濾地震波內(nèi)部的高頻分量，以此來延長(zhǎng)結(jié)構(gòu)周期，增強(qiáng)地震效應(yīng)。由此可知，選擇消能隔震技術(shù)之前需全面調(diào)查建筑場(chǎng)地，仔細(xì)分析。

3.1 基礎(chǔ)隔震結(jié)構(gòu)

基礎(chǔ)隔震指代針對(duì)建筑基礎(chǔ)部分減小地震波，進(jìn)而無法傳遞到上部結(jié)構(gòu)，使其在某種程度控制地震所產(chǎn)生的損壞。一般在基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)布設(shè)隔震裝置，和高層建筑相比，外形規(guī)則勻稱的底層建筑具有優(yōu)良的隔震效果，產(chǎn)生這一問題的根本原因是高層建筑結(jié)構(gòu)布設(shè)隔震裝置可能會(huì)增加自振周期，以此來削弱隔震效果。當(dāng)前基礎(chǔ)隔震全面進(jìn)步，且發(fā)展形態(tài)呈現(xiàn)出多樣化特性，不斷完善。

3.2 隔震地基材料

因建筑物不同選取的地基材料存在差異，這主要因?yàn)榈卣鸩ǚ磻?yīng)的作用?？山柚厥獠牧厦嫦蚪ㄖ锏鼗鶎?shí)施處理操作，進(jìn)而削弱地震波，以此來讓減小震感。在以往的建筑物中，一般通過粘土與砂子完成基礎(chǔ)部分墊層，再有人借助糯米墊層探索抗震，多年的發(fā)明探索和試驗(yàn)表明原料是瀝青的這種新型材料開展隔震層設(shè)置對(duì)應(yīng)的效果十分顯著。

3.3 懸掛隔震

懸掛隔震原理為阻隔地面地震波傳送到建筑主體結(jié)構(gòu)，以免主體結(jié)構(gòu)被損壞。這一結(jié)構(gòu)中的大多數(shù)質(zhì)量基本均附著在地面上，一旦地震到來，結(jié)構(gòu)上層分離使得無慣性力出現(xiàn)，以此來達(dá)到大大隔震目的。主要應(yīng)用在大型鋼結(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu)中，又可細(xì)分成主框架與子結(jié)構(gòu)。當(dāng)懸掛子結(jié)構(gòu)時(shí)，則主框架結(jié)構(gòu)和子結(jié)構(gòu)隨即分離。待地震波移動(dòng)至懸掛部位時(shí)，則地震能量顯著減少，全面控制了地震的進(jìn)一步傳遞，降低了地震損害。

3.4 層間隔震裝置

層間隔震是面向原結(jié)構(gòu)裝設(shè)耗能減震裝置，包含質(zhì)量與隔震支座這兩部分。當(dāng)?shù)卣饋砼R時(shí)，一般由隔震與減震來吸收相應(yīng)的地震能量，降低地震損害，減小地震所產(chǎn)生的不良影響。抗震技術(shù)輔以隔震技術(shù)便是層間隔震。然而，層間隔震的實(shí)際減震效果低于基礎(chǔ)隔震技術(shù)效果，大約低至20% 左右。該技術(shù)具有較大的應(yīng)用空間，除可應(yīng)用在新建建筑物，還能鞏固強(qiáng)化既有建筑物。隔震裝置內(nèi)部的支座材料通?？蛇x擇橡膠，利用結(jié)構(gòu)夾層改建便可達(dá)到減震效果。

3.5 減震隔震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及多種減震隔震技術(shù)的采用

為了使減震隔震結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)更具有說服性、安全性和可操作性，結(jié)合當(dāng)前我國(guó)建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)形式和習(xí)慣，我國(guó)相應(yīng)的高層建筑內(nèi)部抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的有關(guān)規(guī)定和規(guī)程對(duì)于減震隔震的設(shè)計(jì)采用分部設(shè)計(jì)法，即將減震隔震設(shè)計(jì)分為上下兩個(gè)構(gòu)層，上方隔震構(gòu)造層和下方隔震構(gòu)造層（ 支墩、支柱以及相互之間連接的構(gòu)件、地下室和隔震塔樓下的地盤等） ，在其中間還包括隔震層設(shè)計(jì)以及基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等。

4 小結(jié)

近幾年，地震災(zāi)害對(duì)日常生活造成了嚴(yán)重破壞，因此現(xiàn)下的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也愈發(fā)重視地震防范，旨在通過不同的結(jié)構(gòu)來抗災(zāi)減災(zāi)。其中隔震結(jié)構(gòu)通過結(jié)構(gòu)布設(shè)來吸取地震能量，將地震的損害程度控制到最低程度。

參考文獻(xiàn)

[1]趙志鵬，殷棕康，曹麗麗.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)隔震和消能減震措施分析[J].民營(yíng)科技，2016，12：148.

[2]賈紅霞，譚術(shù)利.淺議建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的隔震減震措施[J].內(nèi)蒙古石油化工，2013，03：83-84.