建筑抗震技術(shù)介紹

1、建筑抗震技術(shù)介紹建筑抗震技術(shù)介紹姚立民建筑工程學(xué)院 2013年10月渭南職業(yè)技術(shù)學(xué)院報(bào)告內(nèi)容提要報(bào)告內(nèi)容提要一、地震的破壞作用一、地震的破壞作用二、傳統(tǒng)抗震技術(shù)二、傳統(tǒng)抗震技術(shù)三、新型抗震技術(shù)三、新型抗震技術(shù)渭南職業(yè)技術(shù)學(xué)院一、地震的破壞作用一、地震的破壞作用渭南職業(yè)技術(shù)學(xué)院地下巖層發(fā)生斷裂、錯(cuò)動(dòng)形成地震地下巖層發(fā)生斷裂、錯(cuò)動(dòng)形成地震渭南職業(yè)技術(shù)學(xué)院 由于建筑物依附在地球表面，建筑物受地震破壞的方式主要受地震由于建筑物依附在地球表面，建筑物受地震破壞的方式主要受地震波的傳播方式影響。簡單地說，波的傳播方式影響。簡單地說，建筑物破壞有三種方式建筑物破壞有三種方式：上下顛簸、水上下顛簸、水平搖擺、

2、左右扭轉(zhuǎn)平搖擺、左右扭轉(zhuǎn)。多數(shù)的時(shí)候，還是三種方式的。多數(shù)的時(shí)候，還是三種方式的復(fù)合作用復(fù)合作用。地震波的傳播方式有地震波的傳播方式有縱波、橫波縱波、橫波，由于地球表層巖性的復(fù)雜性，傳，由于地球表層巖性的復(fù)雜性，傳播過程中也會(huì)出現(xiàn)像激流中播過程中也會(huì)出現(xiàn)像激流中“旋渦旋渦”一樣的復(fù)雜情況。一樣的復(fù)雜情況。渭南職業(yè)技術(shù)學(xué)院縱波縱波 地震時(shí)首先到達(dá)地面的波是縱波。這種波地震時(shí)首先到達(dá)地面的波是縱波。這種波使建筑物上下顛簸，力量使建筑物上下顛簸，力量非常大非常大，建筑物來不及跟著運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)致底層柱子和墻突然增加很大的動(dòng)，建筑物來不及跟著運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)致底層柱子和墻突然增加很大的動(dòng)荷載，疊加建筑物上部的自重壓

3、力，若超出底層柱、墻的承載能力，柱、荷載，疊加建筑物上部的自重壓力，若超出底層柱、墻的承載能力，柱、墻就會(huì)垮掉。底層垮掉后，上面幾層建筑的重量就像錘子砸下來一樣，墻就會(huì)垮掉。底層垮掉后，上面幾層建筑的重量就像錘子砸下來一樣，又壓壞第二層，發(fā)生連續(xù)倒塌，整個(gè)建筑物直接又壓壞第二層，發(fā)生連續(xù)倒塌，整個(gè)建筑物直接“坐坐”下來，原來的第下來，原來的第三層瞬間變?yōu)榈谝粚尤龑铀查g變?yōu)榈谝粚訖M波橫波 在縱波之后到達(dá)地面的是橫波。它可引起地面在縱波之后到達(dá)地面的是橫波。它可引起地面水平晃動(dòng)，傳播較水平晃動(dòng)，傳播較慢，減弱也較慢，傳播的距離也遠(yuǎn)些慢，減弱也較慢，傳播的距離也遠(yuǎn)些。所以，在震中區(qū)，先是感到地面。所

4、以，在震中區(qū)，先是感到地面激烈的上下跳動(dòng)，然后才是水平晃動(dòng)。離震中較遠(yuǎn)的地方，上下跳動(dòng)就激烈的上下跳動(dòng)，然后才是水平晃動(dòng)。離震中較遠(yuǎn)的地方，上下跳動(dòng)就不如水平晃動(dòng)那么明顯。離震中更遠(yuǎn)的地方，往往只能感到水平晃動(dòng)了。不如水平晃動(dòng)那么明顯。離震中更遠(yuǎn)的地方，往往只能感到水平晃動(dòng)了。與縱波不同，橫波只能在固體中傳播，不能在液體中傳播。與縱波不同，橫波只能在固體中傳播，不能在液體中傳播。渭南職業(yè)技術(shù)學(xué)院 破壞建筑物的第三種作用方式是破壞建筑物的第三種作用方式是扭轉(zhuǎn)扭轉(zhuǎn)。引起扭轉(zhuǎn)的原因是。引起扭轉(zhuǎn)的原因是有的地震有的地震波本身就是打著波本身就是打著“旋兒旋兒”過來的，也有的情況是因?yàn)榈卣鸩ǖ竭_(dá)建筑物過來

5、的，也有的情況是因?yàn)榈卣鸩ǖ竭_(dá)建筑物兩端早晚的時(shí)間差引起的兩端早晚的時(shí)間差引起的，這種情況引起建筑物扭動(dòng)。震區(qū)有的房子角，這種情況引起建筑物扭動(dòng)。震區(qū)有的房子角部坍塌，多屬這種情況。部坍塌，多屬這種情況。此外，每棟建筑都有自己特定的自震頻率，如果這個(gè)頻率與地震作此外，每棟建筑都有自己特定的自震頻率，如果這個(gè)頻率與地震作用的頻率接近，還會(huì)引起類似用的頻率接近，還會(huì)引起類似共振共振的效用，那樣帶來的破壞力就更可怕的效用，那樣帶來的破壞力就更可怕了。了。渭南職業(yè)技術(shù)學(xué)院根據(jù)國家地震局研究得出的相關(guān)數(shù)據(jù)，我國將建筑抗震設(shè)防烈度的區(qū)域劃分為6度區(qū)、7度區(qū)、8度區(qū)、9度區(qū)4個(gè)等級。北京為8度區(qū)，也就是要求

6、建筑物抗震設(shè)防烈度為8度。地震級數(shù)是指地震的能量，而烈度是指地震的破壞程度。二者不太容易進(jìn)行科學(xué)地?fù)Q算，如果進(jìn)行簡單換算的話，設(shè)防烈度為8度的建筑大約相當(dāng)于能夠抵抗里氏6.5級的地震。渭南職業(yè)技術(shù)學(xué)院二、傳統(tǒng)抗震技術(shù)二、傳統(tǒng)抗震技術(shù) 我國一般建筑中通常采用傳統(tǒng)的抗震技術(shù)，屬于被動(dòng)型抗震，也就是完全靠抗震結(jié)構(gòu)構(gòu)件的剛度來抵抗地震。采用這種抗震技術(shù)，當(dāng)?shù)卣饋砼R時(shí)，隨著建筑物晃動(dòng)，抗震構(gòu)件之間會(huì)發(fā)生裂縫，這些裂縫會(huì)消耗一部分地震能量，從而減少對建筑物的破壞，它的代價(jià)就是結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生損壞，需要地震過后進(jìn)行修復(fù)。這種抗震技術(shù)一旦遇到超過設(shè)防烈度的地震，有可能會(huì)引起梁、柱斷裂，建筑物倒塌的嚴(yán)重后果。 按照建

7、筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范，抗震設(shè)計(jì)的基本理念是“大震不倒、中震可修、小震不壞”。也就是要求建筑在發(fā)生較小強(qiáng)度地震時(shí)，結(jié)構(gòu)不允許發(fā)生任何破損。在發(fā)生設(shè)防烈度的地震時(shí)，允許結(jié)構(gòu)構(gòu)件發(fā)生損壞，地震后經(jīng)過結(jié)構(gòu)修復(fù)，建筑物仍能夠繼續(xù)正常使用。當(dāng)發(fā)生罕見的超過設(shè)防烈度的大地震時(shí)，建筑物可能內(nèi)部損壞比較嚴(yán)重，結(jié)構(gòu)無法修復(fù)，但要求盡量保證建筑不倒塌、不傷人。然而，在實(shí)際地震中，房倒屋塌的現(xiàn)象一再出現(xiàn)，其結(jié)果值得深思渭南職業(yè)技術(shù)學(xué)院二、傳統(tǒng)抗震技術(shù)二、傳統(tǒng)抗震技術(shù)2.1 2.1 正確選擇建設(shè)場地正確選擇建設(shè)場地選擇：地勢開闊平坦，土質(zhì)堅(jiān)實(shí)、 穩(wěn)定、均勻地帶；遠(yuǎn)離：地震斷裂帶、古河道、河流、 湖泊、池塘岸邊、山頂、陡坡、

8、軟弱、軟硬不均地段。渭南職業(yè)技術(shù)學(xué)院二、傳統(tǒng)抗震技術(shù)二、傳統(tǒng)抗震技術(shù)2.2 2.2 打牢地基打牢地基2.2.1 2.2.1 素土夯實(shí)法素土夯實(shí)法 挖至老土層，再分層回填夯實(shí)， 每層虛鋪厚度20-30公分渭南職業(yè)技術(shù)學(xué)院二、傳統(tǒng)抗震技術(shù)二、傳統(tǒng)抗震技術(shù)2.2.2 2.2.2 灰土法灰土法 體積比2:8或3:7 手握成團(tuán)，落地開花 分層夯實(shí)渭南職業(yè)技術(shù)學(xué)院二、傳統(tǒng)抗震技術(shù)二、傳統(tǒng)抗震技術(shù)2.2.3 2.2.3 濕陷性黃土地基處理濕陷性黃土地基處理灰土換填，分層夯實(shí)。渭南職業(yè)技術(shù)學(xué)院二、傳統(tǒng)抗震技術(shù)二、傳統(tǒng)抗震技術(shù)2.3 2.3 基礎(chǔ)做法基礎(chǔ)做法2.3.1 2.3.1 磚砌基礎(chǔ)磚砌基礎(chǔ)渭南職業(yè)技術(shù)學(xué)

9、院二、傳統(tǒng)抗震技術(shù)二、傳統(tǒng)抗震技術(shù)2.3 2.3 基礎(chǔ)做法基礎(chǔ)做法2.3.2 2.3.2 鋼筋混凝土基礎(chǔ)鋼筋混凝土基礎(chǔ)渭南職業(yè)技術(shù)學(xué)院二、傳統(tǒng)抗震技術(shù)二、傳統(tǒng)抗震技術(shù)2.3.3 2.3.3 毛石基礎(chǔ)毛石基礎(chǔ)渭南職業(yè)技術(shù)學(xué)院二、傳統(tǒng)抗震技術(shù)二、傳統(tǒng)抗震技術(shù)2.3.3 2.3.3 毛石基礎(chǔ)毛石基礎(chǔ)渭南職業(yè)技術(shù)學(xué)院二、傳統(tǒng)抗震技術(shù)二、傳統(tǒng)抗震技術(shù)2.4 2.4 提高主體結(jié)構(gòu)抗震性能提高主體結(jié)構(gòu)抗震性能2.4.1 2.4.1 磚混結(jié)構(gòu)房屋磚混結(jié)構(gòu)房屋渭南職業(yè)技術(shù)學(xué)院二、傳統(tǒng)抗震技術(shù)二、傳統(tǒng)抗震技術(shù)2.4.1.1 2.4.1.1 平立面布局合理平立面布局合理（1 1）高寬比合理）高寬比合理渭南職業(yè)技術(shù)學(xué)

10、院二、傳統(tǒng)抗震技術(shù)二、傳統(tǒng)抗震技術(shù)2.4.1.1 2.4.1.1 平立面布局合理平立面布局合理（2 2）抗震橫墻間距）抗震橫墻間距渭南職業(yè)技術(shù)學(xué)院二、傳統(tǒng)抗震技術(shù)二、傳統(tǒng)抗震技術(shù)2.4.1.1 2.4.1.1 平立面布局合理平立面布局合理（3 3）層高要求）層高要求渭南職業(yè)技術(shù)學(xué)院二、傳統(tǒng)抗震技術(shù)二、傳統(tǒng)抗震技術(shù)2.4.1.2 2.4.1.2 承重墻砌筑承重墻砌筑（1 1）厚度）厚度（2 2）磚強(qiáng)度）磚強(qiáng)度（3 3）砂漿）砂漿渭南職業(yè)技術(shù)學(xué)院二、傳統(tǒng)抗震技術(shù)二、傳統(tǒng)抗震技術(shù)2.4.1.2 2.4.1.2 承重墻砌筑承重墻砌筑（4 4）墻體局部長度）墻體局部長度（5 5）砌筑質(zhì)量）砌筑質(zhì)量渭南職

11、業(yè)技術(shù)學(xué)院二、傳統(tǒng)抗震技術(shù)二、傳統(tǒng)抗震技術(shù)2.4.1.3 2.4.1.3 構(gòu)造柱的設(shè)置構(gòu)造柱的設(shè)置（1 1）構(gòu)造柱的位置）構(gòu)造柱的位置外墻四角、大房間四角、內(nèi)外墻交接處渭南職業(yè)技術(shù)學(xué)院二、傳統(tǒng)抗震技術(shù)二、傳統(tǒng)抗震技術(shù)2.4.1.3 2.4.1.3 構(gòu)造柱的設(shè)置構(gòu)造柱的設(shè)置（1 1）構(gòu)造柱的位置）構(gòu)造柱的位置樓梯間四角、大洞口兩邊、女兒墻渭南職業(yè)技術(shù)學(xué)院二、傳統(tǒng)抗震技術(shù)二、傳統(tǒng)抗震技術(shù)2.4.1.3 2.4.1.3 構(gòu)造柱的設(shè)置構(gòu)造柱的設(shè)置（2 2）構(gòu)造柱的做法）構(gòu)造柱的做法與基礎(chǔ)圈梁連接、截面尺寸渭南職業(yè)技術(shù)學(xué)院二、傳統(tǒng)抗震技術(shù)二、傳統(tǒng)抗震技術(shù)2.4.1.3 2.4.1.3 構(gòu)造柱的設(shè)置構(gòu)造柱

12、的設(shè)置（2 2）構(gòu)造柱的做法）構(gòu)造柱的做法 縱筋直徑、箍筋間距、 柱端箍筋加密渭南職業(yè)技術(shù)學(xué)院二、傳統(tǒng)抗震技術(shù)二、傳統(tǒng)抗震技術(shù)2.4.1.3 2.4.1.3 構(gòu)造柱的設(shè)置構(gòu)造柱的設(shè)置（2 2）構(gòu)造柱的做法）構(gòu)造柱的做法 先砌墻后澆柱、 墻體留馬牙槎、 拉結(jié)鋼筋渭南職業(yè)技術(shù)學(xué)院二、傳統(tǒng)抗震技術(shù)二、傳統(tǒng)抗震技術(shù)2.4.1.3 2.4.1.3 構(gòu)造柱的設(shè)置構(gòu)造柱的設(shè)置（3 3）墻體交接處的連接）墻體交接處的連接7-9度設(shè)防區(qū)，拉結(jié)筋間距0.5米渭南職業(yè)技術(shù)學(xué)院二、傳統(tǒng)抗震技術(shù)二、傳統(tǒng)抗震技術(shù)2.4.1.4 2.4.1.4 圈梁和過梁的設(shè)置圈梁和過梁的設(shè)置（1 1）圈梁）圈梁 位置渭南職業(yè)技術(shù)學(xué)院二、

13、傳統(tǒng)抗震技術(shù)二、傳統(tǒng)抗震技術(shù)2.4.1.4 2.4.1.4 圈梁和過梁的設(shè)置圈梁和過梁的設(shè)置（1 1）圈梁）圈梁鋼筋直徑、箍筋間距七度設(shè)防七度設(shè)防八度設(shè)防八度設(shè)防九度設(shè)防九度設(shè)防渭南職業(yè)技術(shù)學(xué)院二、傳統(tǒng)抗震技術(shù)二、傳統(tǒng)抗震技術(shù)2.4.1.4 2.4.1.4 圈梁和過梁的設(shè)置圈梁和過梁的設(shè)置（1 1）圈梁）圈梁 圈梁部位： 所有縱橫墻基礎(chǔ)頂部、 所有縱橫墻樓屋蓋處、 與構(gòu)造柱對應(yīng)的部位、 樓梯間每層設(shè)圈梁渭南職業(yè)技術(shù)學(xué)院二、傳統(tǒng)抗震技術(shù)二、傳統(tǒng)抗震技術(shù)2.4.1.4 2.4.1.4 圈梁和過梁的設(shè)置圈梁和過梁的設(shè)置（1 1）圈梁）圈梁間距、截面尺寸（寬度同墻寬）渭南職業(yè)技術(shù)學(xué)院二、傳統(tǒng)抗震技術(shù)二

14、、傳統(tǒng)抗震技術(shù)2.4.1.4 2.4.1.4 圈梁和過梁的設(shè)置圈梁和過梁的設(shè)置（2 2）過梁）過梁擱置長度渭南職業(yè)技術(shù)學(xué)院二、傳統(tǒng)抗震技術(shù)二、傳統(tǒng)抗震技術(shù)2.4.1.5 2.4.1.5 屋蓋、樓蓋與墻體的連接屋蓋、樓蓋與墻體的連接渭南職業(yè)技術(shù)學(xué)院二、傳統(tǒng)抗震技術(shù)二、傳統(tǒng)抗震技術(shù)2.4.1.6 2.4.1.6 樓梯的構(gòu)造與做法樓梯的構(gòu)造與做法設(shè)置位置、構(gòu)造柱、設(shè)置位置、構(gòu)造柱、圈梁、踏步圈梁、踏步渭南職業(yè)技術(shù)學(xué)院二、傳統(tǒng)抗震技術(shù)二、傳統(tǒng)抗震技術(shù)2.4.2 2.4.2 框架結(jié)構(gòu)房屋框架結(jié)構(gòu)房屋渭南職業(yè)技術(shù)學(xué)院二、傳統(tǒng)抗震技術(shù)二、傳統(tǒng)抗震技術(shù)2.4.2 2.4.2 框架結(jié)構(gòu)房屋框架結(jié)構(gòu)房屋 框架結(jié)構(gòu)

15、的抗震技術(shù)比較復(fù)雜，除了建設(shè)場地選擇、地基處理、基礎(chǔ)形式、建筑平立面布局、構(gòu)造柱設(shè)置等要求之外，還包括結(jié)構(gòu)抗震計(jì)算、構(gòu)件配筋率、鋼筋錨固與連接、鋼筋力學(xué)性能、梁柱節(jié)點(diǎn)構(gòu)造措施等。 框架結(jié)構(gòu)的梁、柱按照塑性鉸設(shè)計(jì)，遵循的原則是：強(qiáng)柱弱梁、強(qiáng)剪弱彎、強(qiáng)節(jié)點(diǎn)、強(qiáng)錨固。通過這樣的措施可以吸收部分地震能量，減少地震損失，力求實(shí)現(xiàn)“大震不倒，中震可修，小震不壞”的抗震設(shè)防目標(biāo)。渭南職業(yè)技術(shù)學(xué)院三、新型抗震技術(shù)三、新型抗震技術(shù) 傳統(tǒng)抗震傳統(tǒng)抗震技術(shù)的技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)是構(gòu)造簡單，技術(shù)要求低；是構(gòu)造簡單，技術(shù)要求低；缺點(diǎn)缺點(diǎn)則是以增大結(jié)構(gòu)則是以增大結(jié)構(gòu)剛度來抵抗地震破壞，以結(jié)構(gòu)構(gòu)件破壞為代價(jià)消耗地震能量，在地震中

16、可剛度來抵抗地震破壞，以結(jié)構(gòu)構(gòu)件破壞為代價(jià)消耗地震能量，在地震中可能造成建筑物垮塌的嚴(yán)重后果，震后的建筑物修復(fù)加固費(fèi)用也非常巨大。能造成建筑物垮塌的嚴(yán)重后果，震后的建筑物修復(fù)加固費(fèi)用也非常巨大。傳統(tǒng)抗震技術(shù)隨著建筑物高度的增加，其適用性越來越差。因此，傳統(tǒng)抗震技術(shù)隨著建筑物高度的增加，其適用性越來越差。因此，在高層在高層建筑中，傳統(tǒng)抗震技術(shù)正逐漸被新型抗震技術(shù)取代建筑中，傳統(tǒng)抗震技術(shù)正逐漸被新型抗震技術(shù)取代。渭南職業(yè)技術(shù)學(xué)院三、新型抗震技術(shù)三、新型抗震技術(shù)3.1 3.1 建筑隔震技術(shù)建筑隔震技術(shù) 隔震技術(shù)是將過去傳統(tǒng)的“硬抗”技術(shù)轉(zhuǎn)變?yōu)椤败浛埂保捎没A(chǔ)隔震技術(shù)將建筑物的上部結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)“隔開”

17、。所謂“基礎(chǔ)隔震”，是在建筑物底部與地基之間，增加適當(dāng)?shù)木彌_物，使建筑物在受到地震波作用后的加速度反應(yīng)大大減弱，同時(shí)讓建筑物的位移主要由隔震系統(tǒng)承擔(dān)，從而使建筑物在地震中產(chǎn)生的變形非常小，以達(dá)到防護(hù)目的。一般來說，基礎(chǔ)隔震機(jī)構(gòu)的地震反應(yīng)只是抗震結(jié)構(gòu)的14112，大大提高了結(jié)構(gòu)的安全度。渭南職業(yè)技術(shù)學(xué)院三、新型抗震技術(shù)三、新型抗震技術(shù)3.1 3.1 建筑隔震技術(shù)建筑隔震技術(shù)渭南職業(yè)技術(shù)學(xué)院三、新型抗震技術(shù)三、新型抗震技術(shù)3.1 3.1 建筑隔震技術(shù)建筑隔震技術(shù) 目前應(yīng)用較多的基礎(chǔ)隔震元件是疊層橡膠支座。疊層橡膠支座是由一層鋼板一層橡膠層層疊合起來的，并經(jīng)過加工將橡膠與鋼板牢固地結(jié)合在一起。采用疊

18、層橡膠支座的建筑物，設(shè)防目標(biāo)一般可以提高一個(gè)設(shè)防等級。傳統(tǒng)建筑的設(shè)防目標(biāo)是“小震不壞，中震可修，大震不倒”，而設(shè)計(jì)合理的基礎(chǔ)隔震建筑通常能做到“小震不壞，中震不壞或輕度破壞，大震不喪失功能”。渭南職業(yè)技術(shù)學(xué)院三、新型抗震技術(shù)三、新型抗震技術(shù)渭南職業(yè)技術(shù)學(xué)院三、新型抗震技術(shù)三、新型抗震技術(shù)渭南職業(yè)技術(shù)學(xué)院三、新型抗震技術(shù)三、新型抗震技術(shù)3.1 3.1 建筑隔震技術(shù)建筑隔震技術(shù) 疊層橡膠支座作為基礎(chǔ)隔震系統(tǒng)最初是在1965年用于倫敦地鐵車站上面的建筑，采用多層橡膠支座防止了地鐵的振動(dòng)傳給上部建筑物。隨后，這種基礎(chǔ)隔震技術(shù)在國內(nèi)外得到實(shí)際應(yīng)用，取得很好的防震減災(zāi)效果。 例如，1994年1月17日，在

19、美國發(fā)生的洛杉磯地震，震級為6.7級，傷亡超過7000人，損失很大。大多數(shù)醫(yī)院因建筑內(nèi)部設(shè)備損壞而失去使用功能。與此相反，南加州大學(xué)醫(yī)院是一個(gè)地下一層、地上七層的隔震建筑。地震中該建筑內(nèi)的各種儀器設(shè)備均未損壞，甚至花瓶也沒有一個(gè)掉下來。之后的1995年1月17日，日本發(fā)生了7.2級“阪神”地震。震區(qū)內(nèi)有兩棟基礎(chǔ)隔震建筑，一個(gè)為郵政樓，一個(gè)是研究所。同樣神奇的是，基礎(chǔ)隔震建筑不僅結(jié)構(gòu)保持完好無損，內(nèi)部設(shè)施也完全正常。 我國廣東省汕頭市陵海路有一座8層住宅樓，它建成于1993年，不僅是中國第一幢橡膠支座隔震房屋，也是當(dāng)時(shí)世界上最高、最大的基礎(chǔ)隔震住宅樓。它雖沒有直接經(jīng)受過地震的考驗(yàn)，但也間接驗(yàn)證了

20、隔震建筑的不同尋常。2006年12月26日，發(fā)生在臺灣海域的強(qiáng)震也同樣撼動(dòng)了南粵大地，市民普遍有感，而隔震樓中的居民卻完全沒有感覺到晃動(dòng)。渭南職業(yè)技術(shù)學(xué)院三、新型抗震技術(shù)三、新型抗震技術(shù)3.1 3.1 建筑隔震技術(shù)建筑隔震技術(shù) 我國的建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范(2001年)在基礎(chǔ)隔震設(shè)計(jì)目標(biāo)上規(guī)定：在遭受小強(qiáng)度地震影響時(shí)，建筑結(jié)構(gòu)基本不受損壞和影響使用功能；當(dāng)遭遇設(shè)防烈度的地震影響時(shí)，不需修理仍可繼續(xù)使用；當(dāng)遭受高于本地區(qū)設(shè)防烈度的罕遇地震影響時(shí)，將不發(fā)生危及生命安全和喪失使用功能的破壞。 疊層橡膠隔震支座的缺點(diǎn)是，只具有隔離水平地震的功能，對豎向地震沒有隔震效果，特別是對于高層及超高層結(jié)構(gòu)的隔震效果不

21、大。 目前，除了研究和應(yīng)用較多的疊層橡膠支座隔震技術(shù)外，還有砂墊層隔震、石墨墊層隔震、摩擦滑移支座隔震及橡膠隔震支座與摩擦滑移支座并聯(lián)復(fù)合隔震技術(shù)等。渭南職業(yè)技術(shù)學(xué)院三、新型抗震技術(shù)三、新型抗震技術(shù)3.1 3.1 建筑隔震技術(shù)建筑隔震技術(shù) 獨(dú)戶、古舊建筑與高層樓房相比整體重量輕。有效的抗震方法是在建筑物與地基之間加上球型軸承或是滑動(dòng)體，形成一個(gè)滾動(dòng)式支撐結(jié)構(gòu)，這樣可減輕地震造成的搖動(dòng)。 美國硅谷興建的一座電子工廠大廈，在建筑物每根柱子或墻體下安裝不銹鋼滾珠，由滾珠支撐整個(gè)建筑，縱橫交錯(cuò)的鋼梁把建筑物同地基緊緊地固定起來，發(fā)生地震時(shí)，富有彈性的鋼梁會(huì)自動(dòng)伸縮，于是大樓在滾珠上會(huì)輕微地前后滑動(dòng)，可

22、以大大減弱地震的破壞力。渭南職業(yè)技術(shù)學(xué)院三、新型抗震技術(shù)三、新型抗震技術(shù)3.2 3.2 消能減震技術(shù)消能減震技術(shù) 地震中建筑物的節(jié)點(diǎn)處受力最大，破壞也最嚴(yán)重，因此在建筑物節(jié)點(diǎn)處設(shè)置阻尼器的消能減震技術(shù)也應(yīng)運(yùn)而生。在物理學(xué)上，能夠造成自由振動(dòng)衰減的各種摩擦和其他阻礙作用，稱為“阻尼”。安置在建筑結(jié)構(gòu)系統(tǒng)上的阻尼裝置，可以提供阻力來耗減地震能量，稱為“阻尼器”。這種阻尼器用在建筑物的某些關(guān)鍵點(diǎn)上，可大量消耗地震輸入到建筑物的能量，保護(hù)主體結(jié)構(gòu)免遭破壞。 阻尼器主要分為位移相關(guān)型、速度相關(guān)型及其他類型。粘彈性阻尼器、粘滯流體阻尼器、粘滯阻尼墻、粘彈性阻尼墻等屬于速度相關(guān)型，即阻尼器對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的阻尼力

23、主要與阻尼器兩端的相對速度有關(guān)，與位移無關(guān)或與位移的關(guān)系為次要因素；金屬屈服型阻尼器、摩擦阻尼器屬于位移相關(guān)型，即阻尼器對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的阻尼力主要與阻尼器兩端的相對位移有關(guān)，當(dāng)位移達(dá)到一定的起動(dòng)限值才能發(fā)揮作用。摩擦阻尼器屬于典型的位移相關(guān)型阻尼器，但是有些摩擦阻尼器有時(shí)候性能不夠穩(wěn)定此外，還有其它類型的阻尼器如調(diào)頻質(zhì)量阻尼器(TMD)、液壓質(zhì)量振動(dòng)系統(tǒng)(HMS)和調(diào)頻液體阻尼器(TLD)等。渭南職業(yè)技術(shù)學(xué)院三、新型抗震技術(shù)三、新型抗震技術(shù)3.2 3.2 消能減震技術(shù)消能減震技術(shù) 目前，應(yīng)用較多的阻尼器為粘滯液體阻尼器。這種消能減震的阻尼器具有保持建筑原貌、效果明顯、節(jié)約經(jīng)費(fèi)和縮短工期等優(yōu)點(diǎn)。 粘

24、滯液體阻尼器是在美國發(fā)展起來的，隨后日本、中國等國學(xué)者也開展了相關(guān)研究。隨著對粘滯液體阻尼器性能研究的深入，己有一些建筑物成功應(yīng)用了這種高效阻尼器，涉及到高層建筑、高聳結(jié)構(gòu)、橋梁、體育館、海洋石油平臺甚至衛(wèi)星發(fā)射塔等。 1994年美國一個(gè)醫(yī)療中心安裝了200多個(gè)粘滯流體阻尼器。意大利一座長1000米、重25000多噸的橋梁的每個(gè)橋臺下安裝了一個(gè)粘滯流體阻尼器，每個(gè)阻尼器重2噸，長2米，活塞桿的行程達(dá)500毫米，能提供500噸的力，耗散2000千焦的能量。加拿大多倫多的Pearson機(jī)場的控制塔在2003年安裝粘滯阻尼器以減小結(jié)構(gòu)的風(fēng)振效應(yīng)。美國2002年建造的Boise機(jī)場也應(yīng)用粘滯阻尼器來增

25、強(qiáng)結(jié)構(gòu)抵抗地震的能力。日本一幢23層建筑中安裝了241個(gè)這種阻尼器。其中泰勒Taylor公司的粘滯液體阻尼器已經(jīng)在世界上130多個(gè)建筑工程、30多座橋梁工程中得到實(shí)際應(yīng)用。渭南職業(yè)技術(shù)學(xué)院三、新型抗震技術(shù)三、新型抗震技術(shù)3.2 3.2 消能減震技術(shù)消能減震技術(shù) 國內(nèi)首先進(jìn)行這方面應(yīng)用的是中國建筑科學(xué)研究院，利用國外生產(chǎn)的阻尼器對北京飯店進(jìn)行了加固。1999年北京火車站抗震加固中因加固場地和正常使用等要求的限制，無法采用傳統(tǒng)的增設(shè)抗震墻的加固方案，因而采用了粘滯液體阻尼器進(jìn)行加固，使得原結(jié)構(gòu)的阻尼比從5提高到了約20，從而將大震下的層間位移降低到允許的范圍內(nèi)。2000年，在中國歷史博物館采用了法

26、國Jarret公司生產(chǎn)的粘滯阻尼器進(jìn)行抗震加固。上海市新建的世茂國際廣場、同濟(jì)大學(xué)的綜合樓、秦山核電站的熱交換器均采用了粘滯阻尼器進(jìn)行消能減震。鄭州會(huì)展中心安裝了144個(gè)粘滯液體阻尼器以減少觀眾臺的振動(dòng)，上海港匯廣場商務(wù)樓、上海石油化工研究院的物化樓及辦公樓、北京展覽中心、宿遷建設(shè)大廈等建筑均采用了粘滯阻尼器進(jìn)行抗震加固。南京長江三橋?yàn)樾陆ǖ男崩髽?，也在引橋上安裝54個(gè)噸位為1500kN、行程為120mm的粘滯液體阻尼器，抵抗地震荷載和其他橋梁振動(dòng)影響。渭南職業(yè)技術(shù)學(xué)院三、新型抗震技術(shù)三、新型抗震技術(shù)3.2 3.2 消能減震技術(shù)消能減震技術(shù) 粘滯阻尼器是一種速度相關(guān)型阻尼器。常見的粘滯阻尼器

27、有三種：筒式粘滯流體阻尼器、粘滯阻尼墻和桿式粘滯流體阻尼器。(1)(1)筒式粘滯流體阻尼器筒式粘滯流體阻尼器 筒式粘滯流體阻尼器由大小兩個(gè)圓筒組成，大筒固定在下層樓面，內(nèi)裝諸如硅凝膠體等高濃度、高粘滯性的流體材料，小筒浸泡在大筒的粘滯材料中，并固定在上層樓板或其梁底。大筒上口和小筒頂板之間設(shè)有密封裝置。這種阻尼器利用粘滯液體阻礙大小圓筒沿任意方向相對運(yùn)動(dòng)，從而達(dá)到減震的目的。渭南職業(yè)技術(shù)學(xué)院三、新型抗震技術(shù)三、新型抗震技術(shù)(2)(2)粘滯阻尼墻粘滯阻尼墻 粘滯阻尼墻是一種箱式的粘滯阻尼器，多在框架結(jié)構(gòu)中應(yīng)用，在某些情況也起到隔墻的作用，所以稱為阻尼墻，其耗能方向是平面方向。粘滯阻尼墻最早由日本公司始創(chuàng)。在粘滯阻尼墻中的活塞是一塊鋼板，該鋼板只能在平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)，由外板圍成的容器內(nèi)裝有粘滯流體。在結(jié)構(gòu)中，其內(nèi)鋼板(活塞部分)固定于上層樓面，其外板(容器部分)則與下層樓面連接。地震作用下，樓層產(chǎn)生層間位移從而使粘滯阻尼墻里的流體被剪切，地震輸入的能量得到耗散。 粘滯阻尼墻雖然能提供很大的阻尼力，減震效果也非常好，但由于造價(jià)高，所以其應(yīng)用受到了限制。渭南職業(yè)技術(shù)學(xué)院三、新型抗震技術(shù)三、新型抗震技術(shù)(3)(3)桿式粘滯流體阻尼器桿式粘滯流體阻尼器 桿式粘滯流體阻尼器，當(dāng)其中的流體受外界擾動(dòng)流過孔