建筑结构抗震设计方法
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建筑结构抗震设计方法分析 1引言 地震具有很大的不可预见性,是一种有极大突发性和破坏性的自然灾害,即使发生的几率很小,影响的时间也很短,但是强震就会造成建筑结构的垮塌和严重破坏,也会使人的生命与财产形成巨大的损失。这使我们深刻地意识到抗震设防的重要。
2确保建筑结构的抗震设计的条件 2.1合理的选址是先决条件 政府部门出台了相关的法律,明确了建筑的抗震设防的要求,并对其分别进行设防。在进行建筑结构的设计时,要选择对建筑物有利的场地,防止在不利的地段建设大型的民用建筑物,以防地震破坏的隐患出现。那些软基的地段,也应该进行相关的处理,这样才能进行适宜的建筑设计。对于地震可能引起的灾害委托,也要做出正确的处理,确保选址的正确性。
2.2科学的设计 在地震发生的时候,不同的建筑物结构受到的影响是不同的,要想最大限度的减少灾害,在抗震设计的环节中,建筑设计的人员就要根据当地的实际情况进行建筑物结构的选择。近几年,高层的建筑建设不断地增加,在无形中就使地震影响增大了,为了避免影响程度,在审核与设计建筑的抗震设计的时候,要考虑到结构的侧移度。
3建筑物结构抗震的主要影响因素 地面运动的不确定性的影响。在地壳快速的释放能量的过程中会产生有不确定性的振动,称为地震动。地震动的每个分量对建筑物都有很大的危害作用,有两个水平分量、一个转动量和一个竖向分量。它的不确定性是很难预测的。结构动力的特性的影响。结构动力分析的主要影响因素有:上部结构和基础的协同作用;结构质量的分布不均匀;节点的非刚性的转动;柱子的轴向变形能使加速度降低,周期变长;材料的影响。阻尼变化的影响。在受震松动后,钢筋混凝土的结构阻尼比会变大,自振周期会变长。结构抗震的一个重要的影响因素是施工质量。在施工过程中的任何一个环节都有可能很大程度上影响到建筑物结构的抗震性能。
4建筑结构抗震的设计方法 4.1结构地震的分析法 结构抗震设计首先要完成的任务就是对结构的最大地震反应作出分析,确定截面设计和内力组合的地震作用值。一些比较常用的地震分析法有弹性时程的分析方法、底部剪力法、非线弹性静力的分析法和非线弹性時程的分析法。最简单的方法就是底部剪力法,它在刚度、质量沿高度分布比较均匀的结构当中是比较适用的。对于一些结构比较复杂的体系,就要用振型分解反应的谱法去计算,他的思路是根据振型叠加的原理,将振型对应的作用效应和地震作用,通过一定的方式叠加到一起而得到的结构的总的作用效应和地震作用。弹性时程的分析适用在特别重要和特别不规则的结构当中,是将建筑物当做弹性或者是弹塑性的振动系统,直接地输入地面振动的加速度记录,并对运动方程进行积分,得到各个质点的速度、加速度、位移和剪力时程的变化曲线。而非线弹性时程的分析法能够准确完整地反映出结构在地震作用下的反应全过程。按照非线弹性时程的分析法来进行抗震设计,可以提高抗震水平改善结构的抗震能力。非线弹性静力的分析方法考虑了结构的弹塑性的特性,施加了某种特定的倾向力来模拟地震的水平侧向力,逐渐地单调增加,如果构建屈服,就修改刚度一直到结构到达预定的状态为止。
结构抗震构造措施1. 引言地震是一种毁灭性的自然灾害,对建筑物和人民生命财产造成灾难性的破坏。
为了减少地震对建筑物的影响,提高建筑的抗震能力至关重要。
本文将介绍一些常用的结构抗震构造措施,旨在提供有针对性的设计参考。
2. 结构抗震构造措施2.1 加固柱子柱子是建筑物承重的关键组成部分,因此加固柱子的抗震能力至关重要。
常见的加固方法包括:•确保柱子的几何形状符合规范要求,避免出现纵向和横向偏差。
•在柱子周围添加加固筋,提高柱子的承载能力和抗震性能。
•使用加固材料,如碳纤维布、钢板等,在柱子表面进行加固,增强其抗震能力。
2.2 加固梁梁是将楼板荷载传递到柱子上的重要构件,对梁进行加固可以有效提高结构的抗震性能。
以下是一些常用的加固梁的措施:•在梁的底部增加钢板或钢筋,提高梁的受力能力。
•增大梁的截面尺寸,增加梁的承载能力。
•使用预应力技术,提高梁的整体抗震能力。
2.3 加固墙体墙体是建筑物的承重墙,通过对墙体进行加固可以提高整体结构的抗震能力。
以下是一些常见的加固墙体的方法:•在墙体两侧设置加固柱,增强墙体的纵向抗震性能。
•在墙体内部设置钢筋网,提高墙体的横向抗震性能。
•使用加固材料,如玻璃纤维布等,增加墙体的抗震强度。
2.4 隔震措施隔震技术是一种通过减小地震能量传递到建筑物的方式来提高结构抗震能力的方法。
常见的隔震措施如下:•使用隔震支座将建筑物与地基分离,减小地震波传递到建筑物的影响。
•在建筑物的上部设置隔震层,通过消耗地震振动能量来减小地震对建筑物的影响。
•使用空气弹簧系统,将建筑物悬挂在地面上,通过减震板和阻尼器来提高抗震能力。
3. 实践应用将上述结构抗震构造措施应用于实际工程中需要根据具体情况进行综合考虑,结合建筑物的结构特点和功能需求来确定相应的加固方案。
抗震设计应符合相关的国家建筑抗震规范,并经过专业结构工程师的审查和验证。
4. 结论结构抗震构造措施是提高建筑物抗震能力的关键措施之一。
建筑结构抗震设计理论及其设计方法一、建筑结构抗震功能设计概述1、地震设防水准地震设防水准指的是将来可能用在建筑结构上的地震强度的大小。
因为地震设防水准对建筑结构的抗震性能有着直接的影响,所以在基于利用的建筑结构抗震模式设计理论中,在建筑结构抗震模式设计过程中必须将地震设防水准精细化,以确保不同等级的抗震设防水准能够在不同的地震强度作用下有效地控制建筑结构的损坏状态。
2、建筑结构的抗震性能水准建筑结构的抗震性能水准指的是在不同的设防地震等级作用下的建筑物可能的最大损坏程度,其包括建筑结构的完整性、适应性以及安全性等。
根据研究实际的地震灾害可知,按照传统设计理念设计出来的建筑物虽然能够避免因为坍塌所造成的人员伤亡,却无法有效减少因为建筑物结构破坏所造成的基本设备、构件功能缺失带来的巨大经济损失。
基于利用的建筑结构抗震模式的设计要求,要考虑非结构构件、结构构件、建筑内部设备与装修等多项影响因子。
还要据此设定详细、准确地建筑结构的抗震性能水准,以便扩大选择范围。
3、建筑结构的抗震性能目标建筑结构的抗震性能目标指的是根据其中一设防的地震等级所预期达到的建筑结构抗震能力。
确立建筑结构的抗震性能目标必须综合考虑各项影响因素,比如工地特征、工程投入和效益、建筑的潜在价值等。
其中,按建筑物的重要程度将结构抗震性能目标划分为基本设防目标、重要设防目标、特别设防目标。
二、建筑结构抗震设计方法介绍国内外工程界学者对基于功能利用的建筑结构抗震模式设计方法的研究给予了高度的重视,在抗震设计的目标与理念上大致形成了统一的观点。
一般情况下,基于功能利用的建筑结构抗震设计方法跟归纳为承载力设计法、位移设计法、能量设计法三种。
1、承载力设计法当前,在世界各地的建筑结构抗震设计规范中往往采用承载力设计法。
因此不做具体介绍,主要介绍一下两种设计方法。
2、位移设计法位移设计法即先采用代替结构法把结构表示位移等效单自由度振子,用最大位移时的割线刚度和适合于非弹性反应时吸收的滞变能量的等效粘滞阻尼来表征结构,然后用预先确定的设计位移反应谱和由预期的延性求得估计的阻尼,由设计位移可求出最大位移时等效周期。
建筑结构抗震设计抗震设计的理论基础是结构动力学,即通过研究结构在地震作用下的动力响应,制定合理的设计方案和措施。
抗震设计主要包括地震荷载计算、结构抗震措施、构造材料选择等方面。
地震荷载计算是抗震设计的起点,它是根据建筑结构所处的地震区域、土质条件和设计使用年限等因素,确定建筑结构所承受的地震力。
根据国家相关规范,地震荷载计算分为静力计算和动力计算两种方法。
静力计算主要是根据建筑物的重力荷载计算各楼层和构件的惯性力,然后根据地震作用系数计算地震力。
动力计算则是通过建筑物的整体动力分析,考虑地震波传播和结构的振型等因素,计算出地震力。
这两种方法都具有其独特的适用范围和优势,设计师可以根据实际情况选择合适的方法进行计算。
在地震荷载计算的基础上,抗震设计还需要根据不同结构的特点和地震区域的情况,采取相应的抗震措施。
常见的抗震措施包括增大结构的刚度和强度,提高结构的耐震能力。
在结构刚度方面,可以采用加强构造节点的方法,增加墙体和柱子等构件的数量和截面尺寸,提高整体的刚度。
在结构强度方面,可以使用高强度钢材或混凝土,增加结构的承载能力。
此外,还可以采用抗震支撑和阻尼器等装置,通过消耗地震能量来减少地震对建筑物的影响。
构造材料的选择也是抗震设计中的一个重要环节。
一般来说,抗震设计中首选的材料是钢筋混凝土和钢结构。
钢筋混凝土结构具有较高的刚度和抗震能力,适用于中小型建筑;钢结构则具有较好的延性和可塑性,适用于大型和高层建筑。
此外,还可以采用预应力混凝土、复合材料等材料,以提高结构的抗震能力。
总之,建筑结构抗震设计是确保建筑物在地震中具备足够抗震能力的重要工作。
通过合理的地震荷载计算、抗震措施和构造材料选择,可以提高建筑物的抗震能力,减少地震对人员和财产的危害。
建筑物抗震设防施工方法随着日益频繁的地震和自然灾害的发生,建筑物的抗震能力日益受到关注。
为了确保建筑物在地震中的安全性,抗震设防施工方法显得尤为重要。
本文将介绍几种常见的建筑物抗震设防施工方法。
一、基础设计和加固1. 地质勘察:在开始任何建筑工程之前,进行地质勘察非常重要。
勘察能够有效评估地震风险,并确保基础的合理设计。
2. 基础设计:基础是建筑物的重要支撑结构,它直接影响建筑物的抗震能力。
基础设计应充分考虑地震荷载、地质条件和土壤类型等因素,采用适当的基础形式和加固措施。
3. 加固方法:对于原有建筑物,可以采取加固措施提高其抗震能力。
如将钢筋混凝土柱加固为钢筋混凝土剪力墙,或在建筑物结构中加入钢筋混凝土横梁等。
加固方法应根据实际情况选择,确保加固效果。
二、结构设计和加固1. 结构系统选择:在设计建筑物的结构时,应选择合适的结构系统。
常见的抗震结构系统包括框架结构、剪力墙结构和筒体结构等。
不同的结构系统具有不同的抗震性能,应根据地震区域和建筑物用途选择最合适的结构系统。
2. 拼缝和钢筋混凝土梁柱加固:在结构施工过程中,拼缝是一个重要的环节。
合理设置拼缝可以有效分散地震力,减小结构受力。
此外,钢筋混凝土梁柱的加固可以增加结构的刚度和强度,提高抗震能力。
3. 控制结构质量:施工过程中,控制结构质量至关重要。
包括混凝土浇筑时的均匀浇注、振捣作业的合理操作等。
好的施工质量可以保证结构的承载力和变形能力,增强建筑物的抗震能力。
三、设备与装备设计1. 隔震与减震装置:隔震与减震装置是一种常见的抗震设备,可以减小建筑物受力。
隔震装置通过设置隔震体,将建筑物与地震的振动分离,减小地震力对建筑物的影响。
减震装置则通过吸收地震能量,减小震动幅度,降低地震对建筑物的破坏。
2. 预应力设备:预应力设备是一种通过施加预应力,改善建筑物抗震性能的装置。
预应力设备可以增强构件的承载能力,减小结构变形,提高建筑物的抗震能力。
3. 防火设备和紧急疏散通道:地震可能引发火灾和建筑物的崩塌,因此防火设备和紧急疏散通道是建筑物抗震设备中不可或缺的一部分。
建筑抗震设计方法的发展过程
3.1、静力理论阶段
水平静力抗震理论始创于意大利,发展于日本,1900年日本学者大森房吉提出“震度法”的概念。
该理论认为:结构物所收到的地震作用,可以简化为作用于结构的等效水平静力,其大小等于结构重力荷载乘以一个系数。
3.2、反应谱理论阶段
我国及国际上多数国家抗震设计规范本质上都采用了反应谱理论及结构能力设计原则。
其主要特点如下:
(1) 用规范规定的设计反应谱进行结构线弹性分析。
(2) 结构构件的承载力是根据设计反应谱所作的结构线弹性计算通过荷载和地震作用效应组合后内力进行设计。
(3) 在早期方案设计阶段,结构体系、结构体型的规则性及结构的整体性满足规范的规定,以使结构能可靠地发挥非弹性延性变形能力。
3.3、动力理论阶段
1971年美国圣费南多地震的震害,使人们清楚地认识到“反应谱理论只说出了问题的一大半,而地震持时对结构破坏程度的重要影响没有得到考虑”,从而推动了采用地震加速度过程a(t)来计算结构反应过程的动力法的研究。
此一新理论不但考虑了地震的持时,还更近一步地考虑了地震过程中反应谱所不能概括的其他特性。
房屋建筑结构的抗震设计方式导言汶川5.12地震给我国造成的直接经济损失便高达八千亿元,而人员伤亡更是触目惊心。
由此可见,建筑结构优质抗震设计尤为重要,可显著降低地震灾害伤亡人数,并控制直接经济损失。
因此从设计层面如何有效提升框架结构、砌体结构抗震性能,尤其是建筑在强震作用影响下的预防倒塌性能,成为我们应主力探讨的重要课题。
建筑结构抗震设计方式1.采用隔震设计技术营造以柔克刚效果建筑结构设计中采用隔震技术是一类效果显著的新型工程抗震方式,我们可通过安放消能隔震装置,例如隔震垫、橡胶于结构建筑基础与底部之间,将基础同上部结构有效隔开,进而令其动力作用与性能有效改变,显著减轻建筑结构地震反应,营造以柔克刚的良好建筑结构抗震效果。
通过国内外工程实践与大量试验证明,该隔震设计体系可令结构水平加速度地震反应有效下降约百分之六十,进而控制或消除了建筑结构受到地震的损坏影响程度,提升了建筑物与空间内部人员的安全水平。
一般来讲该隔震体系技术拥有强大的垂直方向承载力,可达到五十至两千吨,同时该设计技术体系拥有较大垂直向压缩刚度,相应的其水平向具有的变形刚度有限,仅为每毫米四分之一千牛至每毫米一点八千牛,而其在水平向变位极限值則较大,最大可达到五十厘米,并具有较充足的初始刚度,可抵抗轻微地震与风荷载。
一旦发生强烈地震时可产生一定程度的柔性自由滑动。
而倘若发生了较大变形则会回升刚度,发挥一定的限位与保护作用。
其中采用橡胶钢板夹层隔震垫可有效发挥显著复位能力,通过实践研究不难发现,其在众多地震灾害中均能产生瞬时自动复位。
再者该类技术方式构建的隔震装置具有良好的耐久性,其服务使用寿命高达七十年左右,因而远远高出一般住宅、民用建筑使用期限五十年的寿命要求。
另外隔震建筑结构设计方式主要使用在重要多层与低层建筑中,例如学校、医院、科研机构、商场与各类重要职能单位建筑。
2.减震消能结构抗震设计方式减震消能结构抗震设计方式主要指位于某些建筑结构部位,例如剪力墙、支撑、连接缝、节点或连接件等位置合理设置消能元件或阻尼装置,利用该消能装置内含的非线性摩擦滞回变形进行能量耗散,或对地震能量进行吸收,进而降低主体建筑结构竖向与水平向的地震反应,避免建筑结构在地震作用下发生倒塌或破坏现象,以实现抗震、减震科学目标。
建筑物结构设计规范要求中的抗震设计参数调整方法在建筑物结构设计中,抗震设计是一项十分重要的内容。
为了确保建筑物在地震发生时能够抵御地震的破坏,设计规范中规定了各种抗震设计参数。
然而,在实际的设计中,有时候需要根据具体情况对这些参数进行调整。
本文将介绍建筑物结构设计规范要求中的抗震设计参数调整方法。
一、地震烈度地震烈度是描述地震能量大小的指标,也是抗震设计的基础参数之一。
在设计过程中,需要根据地震区域的地震烈度等级选择相应的设计参数。
当地的地震烈度等级越高,建筑物需要采取更为严格的抗震设计措施。
调整地震烈度等级时,需要结合地震监测数据和地质勘查结果进行综合评估,并参考相关规范对照表进行调整。
二、设计基准地震加速度设计基准地震加速度是用于计算建筑物地震反应的参数之一。
根据设计规范,设计基准地震加速度与设计地震烈度、设计地震烈度等级以及场地类别等相关。
在实际设计中,可以通过对场地的地质特征进行详细的分析和评估,以确定合适的设计基准地震加速度。
如果场地的地质条件较为特殊,也可以考虑进行地震动响应谱分析来确定设计参数。
三、结构体系结构体系是建筑物抗震设计中的一个重要概念,它指的是建筑物各个组成部分之间的相互联系和相互作用。
在设计规范中,对于不同的建筑形式和高度,有着相应的结构体系要求。
调整结构体系时,需要考虑建筑的用途、高度、地理位置等因素,并参照相关的设计规范进行选择。
四、抗震设防烈度抗震设防烈度是指建筑在抗震设计中需要满足的一系列要求,包括抗震设计水平、抗震设防性能目标等。
在实际设计过程中,根据建筑物的用途和重要程度,可以进行相应的抗震设防烈度调整。
例如,对于重要的公共建筑和大型工业设施,抗震设防烈度需要相应提高,以确保其在地震中的安全性能。
五、结构材料和构件分类不同的结构材料和构件在抗震设计中具有不同的性能和应用条件。
根据设计规范,结构材料和构件需要进行分类,并对其抗震性能进行要求。
在实际设计中,可以根据具体情况对结构材料和构件进行调整,以满足不同建筑物的抗震设计需求。
建筑结构抗震设计方法 作者:胡晓毅 来源:《城市建设理论研究》2012年第38期
摘要:我国是世界上地震多发国家之一,地震灾害给人民的生命财产安全造成了毁灭性的破坏。因此,建筑结构的抗震设计一直是建筑界的热点和难题。半个世纪以来,我国的建筑结构抗震设计也取得了很大的进步,其中抗震设计方法是结构抗震设计的中心环节。本文首先分析了建筑结构地震震害的主要类型,并重点从建筑抗震场地,建筑结构框架设计和减震技术方面详细阐述了建筑结构抗震设计的方法。
关键词:建筑结构;抗震设计;地震;强柱弱梁 Abstract: China is one of the countries in the world are earthquake, earthquake disaster to the people's life and property security caused devastating damage. Therefore, the seismic design of building structure construction has been the hot and difficult problem. Half a century, the structural seismic design also has made great progress, the seismic design method is a central part of the seismic design of structures. This paper first analyzes the architectural structure of the main types of earthquake damage, and mainly from the aseismic site, building structure design and damping technology in detail the structural seismic design method.
Keywords: building structure; Seismic design; The earthquake; Strong column weak beam 中图分类号:TU973+.31文献标识码:A 文章编号:2095-2104(2012) 一、建筑结构地震震害的主要类型 对地震中被毁的房屋进行分析,可以归纳出结构震害的主要类型。 (一)不规则结构建筑物破坏严重 不规则建筑物,尤其是沿竖向不规则的房屋建筑,破坏较严重。典型的有两类:一是结构底层为空旷结构,下部为薄弱层,结构底层为空旷结构的房屋大多底层为大开间框架结构,方便使用。房屋震害主要表现为底层倒塌、倾斜,原因是底层形成薄弱层,刚度和强度均不足。二是突出屋面的小塔楼结构。突出屋面小塔楼由于沿竖向质量和刚度的突变,易产生鞭梢效应。在地震中绝大部分受到损坏。
(二)框架结构梁柱节点易发生破坏 震害总体情况表明,框架剪力墙结构大部分基本完好或轻微破坏,未发现严重破坏。但有少数框架结构严重破坏或倒塌。框架结构的破坏形态大部分为柱上下端破坏,或框架梁、柱节点核心区剪切破坏或压酥。破坏形式为柱端屈服破坏,属强梁弱柱形式。经常出现节点区未按规范要求配置箍筋的现象,主筋搭接也不符合规范要求,易导致节点区发生破坏。
(三)框架结构中楼梯间震害较普遍 地震中,框架结构中板式楼梯破坏严重。在有些倒塌破坏的房屋中,楼梯间本应成为重要的逃生通道,但却是倒塌破坏最严重的区域。
(四)装配式楼盖破坏较严重 关于预制板结构破坏,在1976年唐山大地震中已有较多震害。地震区大量的砌体结构房屋中,普遍采用预制空心楼板,由于未按规范要求设计成装配整体式楼盖,地震中当墙体破坏或外闪,导致楼板塌落,因而达不到装配整体式楼盖的作用。
二、建筑结构抗震设计中的方法 (一)选择合理的建筑抗震场地 综合比较国内外历次大地震可以发现,施工场地的工程地质条件不同,建筑物在地震中受到的破坏程度明显不同。因此,要提高建筑结构的抗震性能,首先要选择好建筑场地,尽量避开不好的抗震场地,降低地震灾害。
选择有利的建筑抗震场地,如微风化、中等风化的基岩,密实的砂土层和不含水的粘土层都属于有利的场地。宜避开不利的建筑抗震地段,如液化土、湿陷性黄土,软弱土,非岩质陡坡、高耸孤立的山丘、边坡边缘和河岸等状态明显不均匀地段。当无法避开不利的建筑抗震地段时,应采取适当的抗震加强措施,应根据地基液化,湿陷性黄土等级、抗震设防类别,分别采取适当的抗震加强措施来加强部分消除或全部消除地基液化、湿陷性黄土沉陷,地基和上部结构整体性和刚度;对于地震时可能导致崩塌、滑移、地裂或地陷的场地,应采取相应的地基稳固措施,此类不利地段不经处理,不宜建造甲、乙、丙类建筑。
(二)尽量采用规则的建筑结构 房屋平面布置要规则,结构力求对称。房屋外形不规则、不对称、凹凸变化尺度大,形心质心偏心大,同一结构单元内,结构平面形状和刚度不均匀、不对称,平面长度过长等,均不利于抗震。
(三)最大限度减少薄弱楼层的存在 多层建筑应该使其各层之间强度和刚度匀称,如存在薄弱楼层,则该处就会成为地震力作用下的变形集中部位,从而使建筑物首先从该部位发生严重破坏,甚至整个建筑的破坏。例如比较常见的底商住宅设计,底层为框架,上部为砖混住宅。底层框架抗侧移刚度比上层住宅抗侧移刚度小的多,底层是抗震的薄弱环节。为加强底部侧移刚度,在纵横方向都应按规范要求设置剪力墙,所以底层框架住宅正确的设计应该是底层框架剪力墙结构。
(四)采用强柱弱梁框架 为避免框架倒塌,提倡采用强柱弱梁框架结构。在单一的框架结构中,框架是唯一的抗侧力构件,那么采用强柱弱梁型延性框架,在水平地震力的作用下,梁的屈服先于柱的屈服,就可以做到利用梁的变形消耗地震能量,使框架柱退居到第二道防线的位置。
(五)合理分析填充墙的抗震性能 砖砌围护墙和隔墙,嵌砌于框架之间,地震力作用时可减轻主体结构的破坏。但混凝土填充墙可能会造成框架比较显著的局部破坏,所以说砌体填充墙对主体结构抗震有有利和不利两种影响,应该在结构抗震时加以具体分析,同时使隔墙和围墙在平面上要对称均匀分布,以及沿豎向连续均匀分布。
(六)改进和加强楼梯间的抗震设计 如前所述,楼梯间本应是重要的逃生通道,但在地震中,楼梯间倒塌破坏情况较多,需要引起我们进一步的重视。一方面,应加强楼梯间的构造措施要求;另一方面,在进行设计计算分析时,要对楼梯间构件进行更加详细的分析。
(七)设置多道抗震防线 要设置多道抗震防线,即在一个抗震结构体系中,一部分延性好的构件在地震作用下,担负起第一道抗震防线的作用,其他构件则在第一道抗震防线屈服后才依次形成第二、第三或更多道抗震防线,这样的抗震结构体系对确保建筑结构的抗震安全性是非常行之有效的。
(八)推广隔震技术 使用隔震技术不仅达到了减轻地震对上部结构造成损坏的目的,而且建筑装修及室内设备也得到有效保护。隔震建筑的结构体系一般由下部结构、隔震装置、上部结构组成。根据隔震层设置的位置不同,可分为以下几种:
1、地基隔震 地基隔震即隔震层设在基础以下的地基中。历史上曾采用糯米垫层或砂垫层隔震,也能取得一定效果。还有的用一层软粘土一层砂土,其间加入一层土工布,使地震波在地基中被多次反射吸收达到衰减的效果。但由于土的性状较难由人来控制,它常随自然条件而变更,因此效果不稳定。
2、基础隔震 基础隔震是在基础与上部结构之间设置隔震装置,减小地震动往上部结构传递,降低上部结构的地震反应。该种隔震方法适用于体形规则的低层或多层建筑结构,用于高层建筑结构的效果较差(隔震结构延长了结构的自振周期)。
3、层间隔震 层间隔震是结构隔震与抗震相结合的一种方法,它是在原结构上安装由质量和隔震支座组成的耗能减震装置,地震时,耗能减震机构吸收并消耗地震能量,减小结构的地震反应。该方法适用于旧房加层、抗震加固,减震效果一般在10%~40%之间。虽然层间隔震的效果不如基础隔震,但它可利用结构的加层或原结构的隔热层,做适当的改建而达到减震的目的,简单易行,有很好的效果。
4、悬挂隔震 悬挂隔震是将结构的全部或大部分质量悬挂起来,使地面运动传递不到主体质量,产生不了惯性力,从而起到隔震作用。它最具有代表性的是巨型钢框架悬挂体系,其结构分为主框架和子结构:主框架同—般框架结构,子结构采用索或吊杆悬挂,分布有主要质量,此体系可以有数地隔离主框架和子结构,减少地震作用的传递,控制结构的地震反应。因此,目前已经被很多国家采用,该方法在桥梁、火电厂锅炉架中应用广泛。
(九)采用消能减震技术 消能減震技术主要通过提高结构的附加阻尼来减少结构的地震反应。其应用十分广泛:不仅可用于新建结构的减震设计,也可用于现结构的抗震加固,适用于钢筋混凝土结构,更适合钢结构、高耸结构。一般应用于上部结构,也可应用于基础隔震建筑中的隔震层。消能减振技术是用特别设置的机构和元件将地震动的能量加以吸收耗散,以保护主体结构的安全。这比传统的依靠结构本身及其节点的延性耗散地震能量相比显然是前进了—步。
消能减震技术的实际应用效果与所选用的消能装置关系较大,消能装置的种类繁多,主要有摩擦阻尼器、塑性肖能器、粘滞阻尼器、磁流变阻尼器、形状记忆合金阻尼器等。从阻尼器的工作原理方面可分为滞回型和粘滞型两类,亦可称为位移相关型和速度相关型。