多层建筑中隔震设计的应用探究

马高升

（庄浪县建筑设计室甘肃平凉744600）

【摘要】如今，探究多层建筑中隔震设计的应用对为地震灾害严重的区域提供一个安全的隔震手段有重要保障作用。下面主要探究多层建筑中隔震设计的关键问题及其应用环节的注意事项，以促进提高多层建筑的承载能力。

【关键词】多层建筑；隔震技术；隔震设计；应用

ApplicationofSeismicIsolationDesigninMultiStoryBuilding

MaGao-sheng

【Abstract】Nowadays,itisimportanttoexploretheapplicationofseismicisolationdesigninthemultistorybuildingtoprovideasafemethodfortheearthquakedisasterarea.Thispapermainlyexploresthekeyproblemsinthedesignofmultistorybuilding,andpointsforattentioninitsapplication,soastopromotethecarryingcapacityofthemultistorybuilding.

【Keywords】Multistorybuilding;Isolationtechnology;Seismicisolationdesign;Application

【中图分类号】U442.55【文献标识码】A【文章编号】1002-8544（2016）20-0033-02

以往的抗震设计是通过增加结构构件的延性、提高抗力等策略对地震能力进行储存、耗散，以满足多层建筑结构的抗震要求。但抗震设计的经济性与适应性均较差，且在地震中多层建筑结构吸收的能量会大幅增加，极易造成结构在罕遇地震中受到严重的破坏，无法保证建筑的安全性。相比之下，隔震设计是在多层建筑的基础与上部结构之间设置某一种隔震消能装置，从而减小地震能力传输到多层建筑的上部结构，以满足降低上部结构振动的要求。在中小城镇中，多层建筑占据主导地位，所以隔震设计的应用对提高其抗震承载能力、减轻地震灾害损失有重要意义，多层建筑中隔震设计的应用是一项值得深入探究的重要课题。

1.多层建筑中隔震设计的关键问题

第一，对多层建筑的剪力墙结构而言，周边要尽可能少布置剪力墙，确保剪力墙居中，且布置切忌太过集中。尽管剪力墙的布置尽量居中和抗震概念设计是相互违背的，但抗震设计要求在建筑的四周分散布置剪力墙，其目的在于控制多层建筑剪力墙结构的扭转效应，只是相比在建筑内部布置剪力墙，四周布置的方式更能引起端部的隔震支座受拉，且隔震结构设计的扭转效应要通过隔震层的合理设计与布置来进行处理，尤其是在罕遇地震中，多层建筑抗震设计要尽可能预防结构受拉。

第二，剪力墙结构的隔震层可进行转换设计，也就是依据特殊构建的转换梁来设计，不需要依据转换层。隔震层所设计的转换梁柱应拥有较大尺寸，以保证多层建筑隔震层的承载力、刚度满足抗震要求，一般应比一般楼盖梁板的承载力和刚度大一些[1]。在布置转换层的柱子时切忌密度过大，一般一个柱子下面要布置至少一个支座，否则极易使支座布置过于密集，隔震层的刚度过大，减震效果反而不好，且会减小单个支座的压力。如果是罕遇地震，支座就极易产生拉应力，所以要尽可能避免与隔震结构产生拉应力矛盾。

第三，随着近些年隔震技术日益成熟，隔震产品性能越来越稳定，尤其是大直径支座的出现促使多层建筑隔震设计不再受限于隔震支座性能不稳定、直径小等因素。与此同时，《建筑抗震设计规范》也将布置剪力墙结构支座的间距为2m的限制取消了，使得布置大直径隔震支座变得更加合理、科学。

第四，对多层建筑的框架结构而言，在抗震设计中应考虑放大底层柱弯矩的正确位置，可将隔震层作为多层建筑上部结构的嵌固端，其他构件配筋要依据隔震层上部结构进行配设。在多层建筑隔震结构设计中，需在隔震层上面一层柱调整柱下端弯矩。为确保计算层柱配筋的正确性，可将隔震层设置成多层建筑的地下室，再以此为前提对层柱配筋进行计算[2]。

2.多层建筑中应用隔震设计的注意事项

虽然隔震设计的优点很多，但在多层建筑中应用隔震设计时，发现隔震体系的动力性能要求非常严格，不管是设计还是施工都跟传统的非隔震结构存在较大的差异性。为确保隔震设计在多层建筑中得到广泛的应用，建筑单位需注意以下事项：

第一，隔震结构拥有动力特性，它会随着多层建筑结构体系类型的不同而发生相应的变化，且与安装隔震器的位置不同有很大关联。因此，在应用隔震设计时不仅要设计专门的概念，还要多角度分析动力，准确把握隔震结构的动力响应，确保多层建筑中隔震设计的应用安全、可靠[3]。

第二，在多层建筑隔震结构中，为真正将地面与建筑上部结构隔离开，在应用隔震设计时应注意构造关键部位。如多层建筑主体结构与底层楼梯之间的隔离处理，上下水、配电、供暖、煤气等管道穿越隔震时要进行柔性化设计，哪怕一方面的疏忽均可能导致多层建筑在地震中受到巨大的损坏。

第三，多层建筑隔震层对施工提出了很严格的要求，任何因素都不能约束或干扰隔震层的位移，施工时更不能损伤隔震器以及它的附件，同时要求安装隔震器时的水平度较高，从而保证地震时多层建筑隔震层能通过水平位移来隔震效能，并瞬时复位。

第四，实际上，隔震装置会将多层建筑结构既有的周期改变，一些情况下并不适宜应用隔震设计。主要有：多层建筑的基础土层不稳定；下部结构出现较大的变形，原有结构拥有较长的固有周期；多层建筑位于软弱的场地，周期的延长极易引起共振。同时，隔震装置务必要具有一定的初始刚度，以更好地满足使用要求。当遇到强烈的地震时，隔震装置会柔性消震，整个隔震结构体系也将进入一个消能的状态。另外，隔震装置能促使多层建筑结构在基础面上进行柔性的滑动，遇到地震时就会产生较大位移，为降低结构产生的位移反应，需要隔震装置提供较大阻尼，并具有较大消能能力。

今后，隔震设计在多层建筑中的应用需有机结合传统的建造技术与高新隔震技术，促使多层建筑结构的隔震安全保障系统能成为组成智能结构的重要部分，为人类营造更加舒适和安全的建筑空间环境。然而隔震设计在高层建筑中的应用相对较少，这是阻碍隔震设计进一步推广应用的重要因素，加强研究高层建筑中隔震设计的应用已变得迫在眉睫。

3.结语

应用了隔震设计的多层建筑在叠层橡胶支座的隔震消能作用下能使地震的大部分力量无法直接传输到建筑上部结构，从而改变多层建筑上部结构的震动周期，确保隔层之上的建筑主体在罕遇地震中依旧能安全使用，抗震设防标准远远超过常规抗震设计的设防标准。在实践中，隔震设计在多层建筑中的应用与推广应得到人们足够的重视，以有效增强建筑物防大震的能力。

参考文献

[1]袁建东.多层建筑应用隔震技术若干问题讨论[J].福建建筑，2014（07）：44-46+82.

[2]杨佑发，刘泳伶，凌玲.山区多层接地隔震框架结构的抗震性能研究[J].土木工程学报，2014（S1）：11-16.

[3]任小朋，孙华忠.多层框架结构基础隔震有限元分析[J].成都大学学报(自然科学版)，2013（01）：75-77+108.