羅建輝

摘? ? 要：目前，常見的隔震技術(shù)通常只關(guān)注高層建筑物本身的延性結(jié)構(gòu)體系，卻忽略了建筑的結(jié)構(gòu)舒適度。本文提出了一種新型隔震技術(shù)體系，即雙層隔震技術(shù)體系。這種隔震技術(shù)包含兩道隔震層，在高層建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)用這種新型隔震技術(shù)可以克服了高層建筑中原有的簡(jiǎn)單的隔震體系的缺點(diǎn)，有效地避免高層建筑在地震發(fā)生時(shí)的結(jié)構(gòu)破壞。此外，這種新型隔震結(jié)構(gòu)能夠分散和減少地震產(chǎn)生的能量，因此，在未來高層建筑中的應(yīng)用前景被普遍看好，必將會(huì)越來越多的應(yīng)用于高層建筑的抗震防護(hù)中。

關(guān)鍵詞：新型隔震;技術(shù);高層建筑;應(yīng)用

1? 引言

通過歷史資料和相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，在地震發(fā)生時(shí)，普通的高層建筑最容易受到破壞。因而造成大量的損失。全球高層建筑的不斷增多對(duì)高層建筑物的隔震性能提出了更高的要求。根據(jù)傳統(tǒng)隔震技術(shù)來說，結(jié)構(gòu)本身的塑性和延性是用來抵御地震能量的，但這種被動(dòng)的方式已經(jīng)開始落伍，在高層建筑中的隔震效果不是很理想。本文提出的新型隔震技術(shù)--雙層隔震技術(shù)體系克服了傳統(tǒng)隔震技術(shù)的缺陷，完善了隔震效果。在這種新型隔震技術(shù)中，新增加的兩道隔震層可以吸收和分散地震能量，并且減弱高層建筑所遭受的地震荷載力。對(duì)于這種適應(yīng)高層建筑隔震體系的新隔震技術(shù)的研究十分有意義。

2? 討論

在優(yōu)化傳統(tǒng)隔震技術(shù)和提高隔震能力的基礎(chǔ)上，本文提出了新型隔震技術(shù)--雙層隔震體系。這種新技術(shù)的提出解決了傳統(tǒng)隔震技術(shù)中存在的大拉應(yīng)力的問題。地震力被分配給了兩個(gè)隔震層，從而消耗地震能量。

2.1? 隔震的基本原理

本文提出了新型隔震技術(shù)--雙層隔震技術(shù)，其原理為：在隔震結(jié)構(gòu)中，利用阻尼單元耗散掉地震能量，將地震能量提前吸收。然后在隔震層進(jìn)行釋放。這樣上部結(jié)構(gòu)沒有發(fā)生任何變動(dòng)。所以幾乎感受不到任何不適。

2.2? 隔震技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

與傳統(tǒng)隔震技術(shù)相比，新型隔震技術(shù)具有成本低、花費(fèi)少、減震效果明顯等特點(diǎn)。而且它的技術(shù)成熟度高，應(yīng)用范圍大，能有效地阻止地震能量的傳輸。上部結(jié)構(gòu)可以維持在彈性狀態(tài)下。此外，隔震層可以降低和吸收結(jié)構(gòu)的地震力。這樣高層建筑的上部結(jié)構(gòu)可以多樣化設(shè)計(jì)。

2.3? 單層隔震體系的缺點(diǎn)

在傳統(tǒng)的隔震技術(shù)中，常常將隔震層放置于基礎(chǔ)和層間位置，這樣導(dǎo)致隔震層變形和承載力要求極高。傳統(tǒng)的單層隔震體系包括基本的隔震和層與層之間的隔震。根據(jù)研究，分析傳統(tǒng)的單層個(gè)陣體系的缺點(diǎn)如表1所示。

3? 新型隔震技術(shù)在高層建筑中的工程實(shí)例研究

3.1? ?工程概況

本高層建筑為16層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，設(shè)防烈度9度，基本地震加速度峰值為0.21g，屬于乙類建筑。本建筑高度50m，寬 20m。該高層建筑結(jié)構(gòu)層高為3.8m，隔震層層高0.35m。隔震層設(shè)置采用新型隔震技術(shù)。

3.2? 新型隔震技術(shù)中隔震支座的現(xiàn)場(chǎng)布置

在本高層建筑結(jié)構(gòu)中，角柱最大計(jì)算直徑為615.33mm，邊柱最大直徑為551.07mm.通過計(jì)算，我們可以判斷出：在本高層建筑結(jié)構(gòu)的底部，我們需要布置直徑為 720mm 的橡膠隔震支座。這樣才能達(dá)到承載力的要求范圍。

3.3? 隔震支座的類型和設(shè)置方法

為了實(shí)現(xiàn)隔震的目的，隔震支座是必不可少的裝置，其主要類型包括：普通橡膠隔震支座;鉛芯橡膠隔震支座;摩擦滑移隔震支座;高阻尼橡膠隔震支座。其中，承載力特性、隔震特性、復(fù)位特性和阻尼消能特性是隔震支座的基本特征。

在隔震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，隔震支座的數(shù)量的確定及直徑大小的設(shè)計(jì)是首要的。對(duì)于隔震支座設(shè)置，目前方法主要是依據(jù)隔震結(jié)構(gòu)的上部承壓面積來對(duì)柱體的荷載能力進(jìn)行計(jì)算，對(duì)需要布置的截面面積進(jìn)行估算。另一種方法是通過軟件進(jìn)行計(jì)算，求得每個(gè)柱體底部的反力，用于調(diào)整柱子和隔震支座。本文綜合了兩種方法，進(jìn)行隔震支座的設(shè)計(jì)，取得了很好的效果。

3.4? 引起高層建筑產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)效應(yīng)的主要因素

隔震技術(shù)是一種控制隔震層的偏心率的有效方法，是使結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)降低的主要方法。高層建筑產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)效應(yīng)主要因素包括：（1）地震波本身的扭轉(zhuǎn)分量因素;（2）高層建筑造型因素;（3）質(zhì)量和剛度未重合因素;（4）偏心距因素。其中，如何控制因結(jié)構(gòu)布置不當(dāng)引起的扭轉(zhuǎn)變形是主要研究對(duì)象。

3.5? 新型隔震技術(shù)的隔震效果分析對(duì)比

通過分析，我們可以看到傳統(tǒng)隔震體系的自振周期和新型隔震體系的自振周期都在增加，對(duì)于新型隔震體系來講，它的中間層位置如果接近下方，它的結(jié)構(gòu)比較緩和，可以遠(yuǎn)離結(jié)構(gòu)自振周期降低地震能量。通過研究不同位置的新型隔震體系的減震效果，我們發(fā)現(xiàn)處于三層的中間隔震層的新型隔震體系的隔震效果是最理想的。我們能得到最小的減震系數(shù)和振幅。隔震支座能夠有效地使高層建筑的主題結(jié)構(gòu)處于彈性從而更好地控制結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)，避免高層建筑的整體結(jié)構(gòu)被破壞。通過與傳統(tǒng)隔震結(jié)構(gòu)相比較，本文提出的新型隔震體系在三層隔震時(shí)的位移比最小化效果明顯。隔震層消耗掉了大部分的進(jìn)入到結(jié)構(gòu)中的地震能量。

4? 結(jié)論

本文通過傳統(tǒng)隔震技術(shù)的對(duì)比分析，提出了新型的隔震技術(shù)。相比于傳統(tǒng)隔震結(jié)構(gòu)體系，采用新型隔震技術(shù)的高層建筑結(jié)構(gòu)更加經(jīng)濟(jì)實(shí)用。首先介紹新型隔震技術(shù)的基本原理和優(yōu)勢(shì)，并結(jié)合工程案例分析了新型隔震技術(shù)體系是否能適合在高層建筑應(yīng)中。綜上所述，在新型隔震體系結(jié)構(gòu)中，在中下部布置隔震層可取得最好的隔震效果。因此，本文提出的新型隔震技術(shù)--雙層隔震體系在高層建筑減震的有效性得到了充分的驗(yàn)證，為下一步研究提供了參考。

參考文獻(xiàn)：

[1] 徐至鈞，陳祥福，李景.建筑隔震技術(shù)與工程應(yīng)用[M].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出社，2013.