消能减震技术下民用建筑设计论文

2022-09-21 15:29:44 来源:写作指导

消能减震技术下民用建筑设计论文

1消能减震技术的概论

在发生地震时,地震源向地表传递地震波,建筑物受地震波的影响,特别是对民用建筑物影响,会出现建筑物摇动、结构发生振动、变形、甚至倒塌。所以,消能减震技术在建筑物的应用是缓解地震灾害冲击的重要选择。消能减震技术简单的来说,就是通过技术手段把地震灾害直接与建筑物的能量降低、减弱,把建筑物基础结构支撑点、剪力墙等构件设计成耗能部件,基础结构与建筑上部结构分离,通过耗能杆和阻尼器,防止地震能量向建筑物上部输入,达到保护建筑安全的目的。

2民用建筑结构设计的主要消能减震技术措施

民用建筑的消能减震措施非常之多,有对地基进行特殊处理的,有设置抗震装置的,也有对建筑结构上层进行设计的等。但在实际运用中,一个建筑物有可能都应用了以上几种措施,有些会更多。但总的来说,建筑物的消能减震设计关键还在于地基采用的特殊减震材料和建筑隔震层的设计。

2.1建筑消能建筑材料的应用

消能减震材料的应用主要作用于建筑的地基,地震对建筑物的直接作用也是地基,所以建筑物要达到消能减震的最佳效果是在地基上做一些主要的设计,这样也是最能达到效果,也是最直接的处理手段。建筑地基的隔震,通常是通过铺设一些特殊的材料来削弱地震时的地震波,把地震产生的能量吸收一部分,达到消除地震波对上层建筑的破坏。在民用建筑结构设计中,消能减震措施都使用传统的施工工艺,主要的材料是粘土和砂子,或者在地基上直接使用粘土和砂子垫层。随着科学的发展进步,国际上很多建筑物把沥青作为消能建筑的材料,并且达到很好的效果,现今已经得到了广泛的应用。

2.2建筑基础设置减震装置和隔离层的应用

减震装置和隔离层这种消能减震措施主要应用于建筑物在地基与建筑上部连接之间,减震装置的设置可以对地震能量降低2/3左右,通常采用的办法有摩擦滑移隔震、粘弹性隔震等,应用比较灵活,对材料没有局限,可根据具体情况进行选择。建筑隔离层与隔离装置相比效果不是非常明显,它减震的效果在2/10左右,它的作用无法参与到建筑设计的整体中去,因此减震效果明显差一些。但它适用于旧房的减震改建,施工简单、易操作。所以两者都是我们设计者值得关注的,充分体现它们的区别和作用是关键。

3对于建筑物消能减震技术的主要措施

3.1消能减震技术应用的加固措施

近年来,自然灾害对建筑的损坏受到大部分人的关注,也是大家都关心的问题。随着这种安全意识的加强,民用建筑抗震加固是人们迫切的需求。消能减震的应用也直接关系到人民生命财产的安全,所以在设计的时候,要在地基部分采用特殊材料处理之外,还需要设计减震装置甚至是减震层来削弱地震对建筑物的作用力,确保能有效的对抗地震等自然灾害。针对建筑物的抗震加固,我们一定要根据建筑物的结构设计和基础条件等因素来完成相应的工作。

3.2在建筑物性能和需求的消能减震措施

在建筑物的消能建筑设计方法上,我们需要根据建筑物的基本性能和消能需求等作出有效的设计措施。而混合消能支撑系统(VD-BRB系统)是我们选择的最佳措施,它的主要设计方法是在建筑物的底层配置防屈曲消能支撑,并在其它的建筑层配置粘滞阻尼器。所以在我们对建筑物进行消能减震设计的过程中,要精确进行结构验算,在保证建筑物变形的最大限度、结构的最大承载力等是否符合规范要求,用最有力的数据来判断消能减震技术的可行。如果可行,就需要我们确定阻尼器的数量和最大优化它的布置方式,保证结构达到预先验算的结果;如果不能满足建筑物性能和需求的,需要我们及时调整方案,增加阻尼器的数量和布置方式进行消能减震加固。所以混合消能支撑系统(VD-BRB系统)是建筑物面对不同的性能和需求时,可以实现有效的管控,因为它的变量只有阻尼器的变化,可以根据实际需要进行设计和应用。所以它的有效主要体现在以下几个方面;

1)混合消能支撑系统(VD-BRB系统)有比较高的性价比;

2)对地震波能力可以第一时间反应和削弱消耗,降低建筑本身对抗的风险;

3)可配置子阻尼器合理的在各种自然灾害中发挥作用;

4)采用改进的基于性能和需求的消能减震方法进行加固设计比较便捷。

5)阻尼器的应用有利于改善结构薄弱层的抗震性能;

6)能够有效减少结构加固的工作量,且对建筑结构的影响小;现在我们对于住房追求越来越高,民用建筑日趋渐多,尤其是一些超高层的建筑物,如果地震一旦发生,我们对建筑物没有加入消能减震的技术进去,可想而知,后果是怎样。建筑抗震中的消能减震技术能够很大的程度上降低地震对结构的损害,并且消能减震技术是一个较为成熟、施工方便,在高层建筑中的应用很广泛。同时对建筑物的抗震加固也有广泛的应用前景,可以说是抗震加固技术的主流。

作者:杨小兵 单位:太原理工大学建筑设计研究院