建筑設(shè)計論文發(fā)表期刊推薦國家級期刊《城市建筑》，《城市建筑》雜志是經(jīng)國家新聞出版總署批準，住建部指導的一本建筑行業(yè)核心雜志，本刊由中國建筑學會、黑龍江科學技術(shù)出版社聯(lián)合創(chuàng)辦。在國內(nèi)外建筑界影響 深遠。本刊創(chuàng)辦于2004年，以年輕充滿激情的姿態(tài)，嚴謹堅持學術(shù)性的態(tài)度，報道國內(nèi)外設(shè)計項目，宣傳建筑成就，推介學術(shù)成果，探索建筑新路；為優(yōu)秀建筑 作品提拱展示舞臺，為業(yè)內(nèi)人士的學術(shù)交流提供平臺。
　　摘要:地震是具有隨機性、有難于把握的復雜性以及不確定性，要想準確的掌握和預測地震的特性和參數(shù)，科學界目前尚無法做到。而在建筑物的抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計設(shè)計方面，未能充分考慮到結(jié)構(gòu)空間的空間作用、材料實效以及阻尼變化等因素，因此也存在著不準確性。綜上所述，結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計應該立足于工程抗震的基本理論與長期的抗震經(jīng)驗的總結(jié)，在這里我僅提出隔震設(shè)計。

　　關(guān)鍵詞：結(jié)構(gòu)設(shè)計,隔震設(shè)計

　　引言

　　傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計是依靠增強結(jié)構(gòu)本身的抗震性能（例如強度、剛度、延性）即通過結(jié)構(gòu)本身來儲存和消耗地震能量來抵抗地震的作用，這也就是說傳統(tǒng)的抗震設(shè)計是被動的、消極的抗震設(shè)計。隔震設(shè)計是建筑設(shè)計為減輕地震災害而采用的設(shè)計新技術(shù)，實踐證明，有條件的利用抗震技術(shù)來減輕地震造成的建筑災害是完全有可能的。

　　一、隔震設(shè)計的概念

　　1.1隔震設(shè)計

　　隔震設(shè)計是在基礎(chǔ)與上部結(jié)構(gòu)之間設(shè)置由隔振器、阻尼器等組成的隔振層，隔離地震能量向上部傳遞，減少輸入到上部結(jié)構(gòu)的地震能量，降低上部結(jié)構(gòu)的地震反應，以達到預期的防震要求。

　　隔震設(shè)計與傳統(tǒng)抗震設(shè)計比較表

　　傳統(tǒng)抗震隔震設(shè)計

　　結(jié)構(gòu)體系加強上部結(jié)構(gòu)與基礎(chǔ)的連接削弱上部結(jié)構(gòu)與基礎(chǔ)的連接

　　設(shè)計思想提高自身的抗震能力隔離地震能量的輸入

　　方法措施強化結(jié)構(gòu)強度和延性濾波

　　1.2隔震設(shè)計原理

　　大家都知道，當建筑結(jié)構(gòu)體系的總水平力超過結(jié)構(gòu)基底的滑動摩擦力時，建筑結(jié)構(gòu)體系就會產(chǎn)生滑動，反之，結(jié)構(gòu)體系的總水平力小于結(jié)構(gòu)基底的滑動摩擦力時，結(jié)構(gòu)體系就不會發(fā)生滑動。對于以剪切變形為主的建筑結(jié)構(gòu)，地震作用可以通過結(jié)構(gòu)的基底剪力來進行衡量。也就是說當F1/F2>1時(在這里F1表示采用滑動減震措施后的最大基底剪力，F(xiàn)2表示表示該結(jié)構(gòu)不產(chǎn)生滑動的條件下地震時可以出現(xiàn)的最大基底剪力。)，表示結(jié)構(gòu)雖然采用了隔震設(shè)計，但是結(jié)構(gòu)本身未發(fā)生滑動，也就是說隔振措施未產(chǎn)生實際效果，這樣的效果等價于傳統(tǒng)的抗震設(shè)計。因此隔振措施起作用的先決條件是F1/F2<1。

　　隔震設(shè)計的原理是在建筑的上部結(jié)構(gòu)與地基之間設(shè)置隔震系統(tǒng)，適當?shù)脑黾咏Y(jié)構(gòu)的阻尼，延長結(jié)構(gòu)的震動周期，以此來降低整個結(jié)構(gòu)的加速度的反應程度，同時又使結(jié)構(gòu)的位移集中于隔震層上，使得上部結(jié)構(gòu)自身相對位移很小，就像剛體一樣，結(jié)構(gòu)上基本處于原有的工作狀態(tài)，建筑物也就不會發(fā)生破壞或者倒塌。隔振系統(tǒng)一般具有豎向剛度大、水平剛度小等特點，且具有能提供較大阻尼的特點。但是該項技術(shù)有一個特殊限制條件就是：風荷載以及其他非地震作用的水平荷載標準值產(chǎn)生的總水平力不宜超過結(jié)構(gòu)自身總重力的10%。

　　1.3隔震層的設(shè)置與選擇

　　1.3.1其中，隔震層的設(shè)置最適宜選在結(jié)構(gòu)第一層以下的位置，橡膠隔震層的支座間距最好不要過大，適宜設(shè)置在受力較大的位置，其規(guī)格、數(shù)量以及分布應該根據(jù)豎向承載力、阻尼的要求以及側(cè)向的剛度三者來通過計算確定，設(shè)置的要求是在罕見地震后，隔震層不宜出現(xiàn)拉應力，不應該出現(xiàn)不可恢復的變形。

　　我們可以通過公式Kh=∑Kj以及公式￠=∑Kj(tj)/Kh來進行計算，其中：Kh表示隔震層水平動剛度；￠表示與隔震層等效的阻尼比；Kj表示第j層支座（包括阻尼器）由實驗確定的水平動剛度；tj表示第j層的隔震支座由實驗確定的等效粘滯阻尼比，若單獨設(shè)置阻尼器時，以上公式應該包括相應阻尼器的相應阻尼比；對于Kj，若試驗中發(fā)現(xiàn)動剛度與和加載頻率有關(guān)時，這時最好采用與相應的隔振體系基本自振周期相應的動剛度值。當隔震支座由實驗確定設(shè)計參數(shù)時，豎向荷載應保持表一的橡膠隔振支座平均壓力限值。對多地震驗算，宜采用隔震支座的剪切變形為50%的水平剛度和等效粘滯阻尼比且水平加載頻率為0.3hz。對于罕見的地震，當直徑小于600mm時，隔震支座宜采用水平加載頻率為0.1hz且隔震支座剪切變形為大于等于250%的水平動剛度與等效粘滯阻尼比；當隔震支座直徑不小于600mm時可采用水平加載頻率為0.2hz且隔震支座剪切變形為100%的水平動剛度和等效粘滯阻尼比。

　　表一：橡膠隔振支座平均壓力限值

　　建筑類別甲類建筑乙類建筑丙類建筑

　　平均壓力限值（Mpa）101215

　　1.3.2隔震層以上的隔振措施應當符合如下隔振措施要求規(guī)定：首先，上部結(jié)構(gòu)和地面之間，必須設(shè)置明確的水平隔振縫，這時若不能確定水平隔縫時，至少應設(shè)置水滑移墊層；其次，隔震層以上結(jié)構(gòu)應至少滿足不阻尼阻礙隔震層在罕見地震下所采取的隔振措施，也就是說上部結(jié)構(gòu)的周圍應當設(shè)置防震縫，縫的寬度大于等于隔震支座在最大的地震作用下的最大位移的1.2倍；最后，對丙類建筑物在隔震層以上的抗震措施而言，當水平方向減震系數(shù)為0.75時，不應當降低非隔振時的有關(guān)抗震措施。當水平方向減震系數(shù)小于等于0.5時可適當降低相應要求，但是，這時候抵抗豎向力的抗震設(shè)施標準必須不能降低。

　　比如，根據(jù)設(shè)計驗算隔震后現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)的抗震等級應該如下表所示：

　　隔震后現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)的抗震等級

　　結(jié)構(gòu)類型7度8度9度

　　框架高度（m）<20>20<20>20<20>20

　　一般框架四三三二二一

　　抗震墻高度（m）<5>5<5>25<25>25

　　一般框架四三三二二一

　　二、其他相關(guān)設(shè)計規(guī)定

　　2.1隔震支座和阻尼器的連接構(gòu)造要求。

　　對于隔震支座和阻尼器的安裝設(shè)計，應當在便于檢修人員施工的部位。對于隔震支座上部以及基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)之間的連接件，應具有傳遞罕見地震下支座的水平剪切力的能力，抗震墻下的隔震支座的間距小于或等于2.0m。最后，外露的預埋件應具有可靠地防腐措施，其中預埋件的錨固鋼筋應要與鋼板焊牢固，錨固筋的錨固長度不宜大于20倍的鋼筋直徑而且不應當小于250mm。

　　2.2隔震層部構(gòu)造連接要求

　　在隔振層頂部應當設(shè)置梁板式樓蓋，并且應符合如下要求：當采用裝配式或現(xiàn)澆混凝土板時，配筋現(xiàn)澆面層厚度不應小于50mm，現(xiàn)澆板的厚度應當大于等于140mm。隔振支座的縱向以及橫向梁應采用現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)；隔震層頂部梁板的剛度以及承載力，最好大于一般樓面梁板的剛度和承載力設(shè)計要求。

　　2.3特殊要求

　　為使得設(shè)計的隔震機構(gòu)能夠達到預期的隔震目標，除了要滿足一般的使用要求外，還應滿足：能夠穩(wěn)定的支撐建筑物，水平剛度適中，能夠適應建筑物與地基之間的相對位移，在強震的作用下，當隔震系統(tǒng)發(fā)生大變形時不產(chǎn)生是問現(xiàn)象。

　　三、隔振結(jié)構(gòu)的使用范圍。

　　1.醫(yī)院、銀行、保險、通訊、消防、電力等重要建筑物；2.首腦機關(guān)、指揮中心以及放置貴重設(shè)備、物品的書房等；3.紀念性的建筑物、一般工業(yè)與民用建筑。

　　結(jié)語

　　抗震設(shè)計的原則為頻繁地震作用下，建筑物基本上不產(chǎn)生損壞；在罕見地震的作用下，建筑物允許產(chǎn)生破壞但是不倒塌。經(jīng)過抗震設(shè)計的建筑物，不能避免地震時的強烈晃動，當遭遇強大地震時，雖然可以保證人身安全，但不能保證建筑物及其內(nèi)部設(shè)備及設(shè)施的安全，而且建筑物由于受到嚴重破壞時常常會遇到不可修護的境遇，若采用隔振就可以避免這些的發(fā)生。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計是合理運用可行性方案，合理的選擇構(gòu)建的組成材料，做到社會與環(huán)境的和諧統(tǒng)一，美學、技術(shù)、適用的有機集合。運用新思想、新策略打造建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計第一品牌。真正做到建筑物的適用性。

　　參考文獻

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