隔震技術的基本原理范文

導語：如何才能寫好一篇隔震技術的基本原理，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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關鍵詞：住宅建筑，抗震設計，抗震施工，建筑隔震技術

Abstract: earthquake is human society of face one of the worst natural disasters, in this paper the traditional shock-isolation technology on the basis of the review, this paper introduces the construction of shock-isolation technology principle, advantage, design methods in the application of high intensity earthquake.

Keywords: residential building, seismic design, seismic construction, the building of shock-isolation technology

中圖分類號：TU973+.31文獻標識碼：A 文章編號：

1 引言

隨著人類生活水平的日益提高，人們對自身居住安全的重視程度也越來越高，特別是在高烈度地震區，防震、抗震工作顯得尤為重要。地震對建筑物的破壞，多數是由于地面的振動頻率與建筑物主要結構構件的自然頻率相偶合所致，它留給社會最慘烈的一幕莫過于建筑物的破壞和倒塌。近十年來，全世界平均每年約有1萬人在地震中喪生，50萬人無家可歸。目前，一種以柔克剛的新型抗震技術-隔震技術，正日益受到人們的關注。

2 建筑隔震技術

2.1 “基礎隔震”的基本原理

現代建筑“基礎隔震”概念的基本原理是在建筑物上部結構與基礎之間設置安全可靠的隔震柔性底層，使建筑物與基礎隔開。這樣，支撐在隔震系統上的整個建筑物在地震時便具有較大的剪切變形能力，使地震的各種破壞力對上部建筑物的直接拉力降至最小，減小上部結構的地震反應(一般可減小至1／5左右)，確保建筑物在任何突發強地震中不被破壞和倒塌，是一種立足于“隔”的以柔克剮、以隔減震的積極抗震的方法。可以說，從“抗”到“隔”，是抗震設防策略的一次重大改變和飛躍。

2.2 一隔震體系的優點。

2.2.1 明顯有效地減輕結構的地震反應

由地震模擬試驗結果可知：隔震體系的結構加速度反應只相當于傳統結構(基礎固定)加速度反應的l／3～1／10。這種減震效果是一般傳統抗震結構所望塵莫及的。從而能非常有效地保護結構物或內部設備在強地震沖擊下免遭任何毀壞j

2.2.2 確保安全

在地面劇烈震動時，上部結構仍能處于正常的彈性工作狀態。這既適用于一般民用建筑

結構，確保居民在強地震中的絕對安全，也適用于某些重要結構物和重要設備。

2.2.3 減低房屋造價

據有關數據顯示：采用隔震技術建造的房屋比傳統抗震房屋節省房屋土建造價：7度區節省3％-6％，8度區節省8％～14％，9度區節省15％～20％。并且安全度大大提高。

2.2.4 抗震措施簡單明了

抗震涉及的對象從考慮整個結構物的復雜的不明確的抗震措施轉變為只考慮隔震裝置，簡單明了。結構物本身與一般非地震區的做法無疑，設計施工大大簡化。

2.2.5 震后修復方便

地震后，只對隔震裝置進行必要的檢查更換。而無需考慮建筑結構物本身的修復，地震后可很快恢復正常生活或生產，這帶來極明顯的社會效益和經濟效益。

2.3 建筑隔震橡膠支座隔震的基本原理

在眾多基礎隔震構件中，建筑隔震橡膠支座是應用比較廣泛的。隔震橡膠支座是由柔軟的薄橡膠板和堅硬的薄鋼板分層交替疊合、模壓硫化而成。其中橡膠層與鋼板緊密黏結，當橡膠支座承受上部結構的自重和使用荷載時，橡膠層的橫向伸展受到鋼板的約束，豎向剛度增大，使橡膠支座具有足夠的豎向剛度和承載能力，有利于穩定地支承建筑物；當橡膠支座承受水平荷載時，其橡膠層的相對位移大大減小，使橡膠支座可達到很大的位移而不致失穩，并且保持較小的水平剛度。

從“基礎隔震”的基本原理和橡膠支座結構功能分析可知，建筑隔震橡膠支座隔震的基本原理是在建筑物或構筑物基底或某個位置上設置橡膠支座，利用橡膠支座水平柔性的隔震層，通過此層吸收和耗散地震能量，以集中發生在隔震層的較大相對位移為代價，阻止或減輕地震能量向上部結構傳遞，減輕了上部結構地震反應，最終達到減輕上部結構遭受地震破壞的目。的。這種隔震技術不僅可以保證建筑物結構的整體安全，并且能夠防止非結構部件的破壞，避免建筑物內部裝修、室內設備的損壞及由此引發的次生災害。

3 結構設計

3.1 結構設計參數

建筑隔震橡膠支座結構設計時的主要參數有：

(1)形狀系數，第一形狀系數S1主要體現薄鋼板對橡膠板的約束效果，第二形狀系數S2主要反映橡膠支座在受壓時的穩定性。根據國內外研究成果和工程經驗，一般取S1≥15，S2=3～6。

(2)外形尺寸。已有研究結果表明：橡膠支座發生的水平變形在高達支座平面尺寸的60％時也是安全的，因此推薦的支座直徑為D=DT/O．6(DT為最大水平位移)。實際應用中，一般取D=DT／O．55。橡膠支座的高度日可以根據形狀系數和其他有關參數設定，對于Φ400、Φ500、Φ600的支座，一般H分別采用150mm、175mm和200mm比較合適。

(3)夾層鋼板厚度。橡膠支座的破壞表現為夾層鋼板的斷裂，鋼板越厚，鋼板發生屈服強度和屈服的位移量越大。鋼板的厚度t。一般為2～4mm。

(4)膠層厚度及層數。在一定范圍內，橡膠支座夾層鋼板與膠層厚度之比越大，則支座的豎向承載力越大。

(5)鉛芯直徑。鉛芯的大小直接影響到支座的阻尼，可以根據設計的阻尼性能選定。

3.2 性能設計參數

橡膠支座的性能設計指標主要是指承載能力、剛度、阻尼特性等。

(1)豎向承載力。橡膠支座的S1越大，或者鋼板抗拉強度越高、鋼板與橡膠板的厚度比越大，則豎向承載力越大。

(2)壓剪承載力與水平位移。壓剪承載力是指橡膠支座在發生某一規定的水平變形下的豎向承載力。在豎向壓應力為10～15MPa情況下，一般要求當支座的極限水平剪切變形達到350％時，橡膠支座也不會出現壓剪破壞。

(3)水平剛度。橡膠支座的水平剛度KH．受橡膠材料性能、支座形狀系數及壓剪條件等諸多因素的影響。當支座S1≥15，S2≥5，豎向壓應力≥15MPa，設計剪切應變≤350％時，可以按剪切情況計算KH。

(4)豎向剛度。為確保支座在使用中不產生過大的豎向壓縮變形，必須保證支座有足夠大的豎向剛度Kv，一般由建筑結構設計時提出。影響Kv的主要因素有橡膠的硬度及彈性模量、支座形狀系數(S1、S2)，以及豎向壓應力和水平剪切變形。

(5)阻尼特性(阻尼比)。橡膠支座的阻尼比基本上代表了隔震結構體系的阻尼比。MRB、HD-MRB和LRB的阻尼比分別為3％～5％、10％～15％、20％～30％，因此LRB不需匹配阻尼器便可單獨使用。

3.3 橡膠與鋼板的黏合技術

隔震橡膠支座是由薄鋼板和薄橡膠板交互疊合、模壓硫化而成，鋼板與橡膠板的黏合強度關系到支座在承載時鋼板對膠層的約束效果及在發生地震時的變形能力，因此黏合強度極為重要。目前鋼板采用噴砂處理，涂上由含鹵聚合物彈性體、黏合增進劑和偶聯劑等組成的熱硫化膠黏劑。雙涂比單涂更佳，黏合強度一般都在15kN?m-1以上。

4 結語

由于我國幅員遼闊，許多省、市都位于高烈度地區，所以抗震減災的形勢非常嚴峻，防震、抗震工作量大。用橡膠支座進行建筑物基礎隔震的技術已比較成熟，其實際應用價值已得到了驗證。加快這一技術的推廣應用，特別是在高烈度地震區的應用具有重要意義，市場前景也十分廣闊。

參考文獻：

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關鍵詞：高層建筑；結構設計；隔震

建筑的誕生之初就被認為是技術與審美融合的產物。這就意味著一個好的建筑，它必經得起適用性、經濟性與美觀性這三重考驗。而伴隨著高層建筑在我國的迅速發展和建筑高度的不斷增加，高層建筑的安全性，堅固耐用性亦成為人們所追求的目標。

一、高層建筑的結構與設計理念

現代的高層建筑變得越來越纖細，產生更大側移的可能性比以往大體積的多層高樓要大。建筑愈高，自然界所產生的重力荷載、風荷載和地震荷載的影響愈大。正因為如此，抵消這些荷載的結構作用成為高層建筑設計的一個重要方面。高層建筑對側向荷載的動力反應，可以通過改進結構系統以及選擇有效建筑形式的措施加以控制。因此，高層建筑的形式在很大程度上和結構的有效性有關，這也就決定了建筑的經濟性。建筑的結構性能可以定義為建筑承受荷載以及抵抗側移的能力，同時也決定著建筑各體量的組成。

從表象層面看，建筑表現為空間方面的概念的形式是表現總體環境的。對于某個建筑物最初方案設計.建筑師考慮更多的是它的空間組成特點，而不是詳細地確定它的具體結構。但是，關于空間形式的整體設想，也要求建筑師必須考慮建筑形式中有關荷載與抗力之間關系的某些準則.即結構概念。所以，在進行高層建筑設計時，建筑師的基本任務是；一方面要與結構工程師及其他工程技術人員協調合作，另一方面要根據建筑功能要求、建筑立意，場地情況、外力特征，施工條件及效率等因素，尋找出最經濟、合理、美觀的建筑方案。

二、房屋基礎隔震技術的基本原理

房屋基礎隔震技術的基本原理就是在房屋的上部結構同地基之間實現柔性連接，一般是在上下結構的中間增加水平剛度低且具有適當的隔震和增加結構系統的柔性，使上部結構得以同可能造成破壞的地面運動分離，以達到降低房屋上部結構的地震能量加速，且提高房屋對于地震的抵抗能力的目的。可以說基礎隔震技術通過“以柔克剛”的方式使得房屋的抗震性能大大提高。當地震破壞程度較小時，“隔震裝置的初始剛度足以使房屋屹立不動”，在遇到破壞性大的地震時這種設計就可以保持房屋的基本結構讓房屋不至完全倒塌。

三、房屋基礎隔震設計的優越性

1.抗震能力。基礎隔震技術能讓房屋的整體結構得到有效的保護，同時也因結構的震動得以保持在較為輕微的水品內而讓房屋的內部設施。同時在地震時，應用了基礎抗震設計的房屋能夠保持上部結構的彈性工作狀態的正常運作，這可以給某些重要的建筑物以可靠的保護。

2.節約成本。首先，房屋基礎隔震可以有效的保護房屋內部的浮放設備，防止內部物品的破損，減少了受災群眾的經濟損失和次生災害的發生。其次，抗震措施簡單明了，隔震設計僅考慮隔震裝置，“這樣就可以把設計、試驗、制造的注意力集中到這些構件上”因此建筑結構的設計與施工得以簡化。最后，地震后無需對隔震建筑進行過多的維修。

四、高層建筑結構設計的特殊性

1.水平荷載成為決定因素。一方面。因為樓房自重和樓面使用荷載在豎構件中所引起的軸力和彎矩的數值，僅與樓房高度的一次方成正比，而水平荷載對結構產生的傾覆力矩，以及由此在豎構件中引起的軸力，是與樓房高度的兩次方成正比；另一方面，對某一定高度樓房來說，豎向荷載大體上是定值，而作為水平荷載的風荷載和地震作用，其數值是隨結構動力特性的不同而有較大幅度的變化。

2.軸向變形不容忽視。高層建筑中，豎向荷載數值很大，能夠在柱中引起較大的軸向變形，從而會對連續粱彎矩產生影響，造成連續梁中間支座處的負彎矩值減小，跨中正彎矩之和端支座負彎矩值增大，還會對預制構件的下料長度產生影響，要求根據軸向變形計算值，對下料長度進行調整。另外對構件剪力和側移產生影響，與考慮構件豎向變形比較，會得出偏于不安全的結果。

3.側移成為控制指標。與較低樓房不同，結構側移已成為高樓結構設計中的關鍵因素。隨著樓房高度的增加，水平荷載下結構的側移變形迅速增大，因而結構在水平荷載作用下的側移應被控制在某一限度之內。

4.結構延性是重要設計指標。相對于較低樓房而言，高樓結構更柔一些，在地震作用下的變形更大一些。為了使結構在進入塑性變形階段后仍具有較強的變形能力，避免倒塌，特別需要在構造上采取恰當的措施，來保證結構具有足夠的延性。

五、高層基礎隔震系統組成

基礎隔震建筑體系通過在建筑物的基礎和上部結構之間設置隔震層，將建筑物分為上部結構、隔震層和下部結構3部分。地震能量經由下部分結構傳到隔震層，大部分被隔震層的隔震裝置吸收，僅有少部分傳到上部結構，從而大大減輕地震作用，提高隔震建筑的安全性。經過人們不斷的探索，如今基礎隔震技術已經系統化、實用化，它包括摩擦滑移系統，疊層橡膠支座系統、摩擦擺系統等。目前工程最常用的是疊層像膠支座隔震系統。這種隔震系統.性能穩定可靠，采用專門的疊層橡膠支座作為隔震元件，該支座是由一層層的薄鋼板和橡膠相互盛置，經過專門的硫化工藝粘合而成，其結構、配方、工藝需要特殊的設計，屬于一種橡膠厚制品。目前常用的橡膠隔震支座有：天然橡膠支座、鉛芯橡膠支座、高阻尼橡膠支座等。

六、房屋基礎隔震設計的應用方法

1.現階段常用的隔震裝置有：加鉛芯的多層橡膠支座、橡膠隔震支座、摩擦滑動層隔震裝置、阻尼器。這些隔震裝置都各有其優缺點，具體什么選擇還得按照房屋的總體設計需要來，但總的來講要想隔震裝置在地震中發揮作用，保證房屋整體的抗震性能和安全性，就必須就有適當的阻尼及消能能力基礎隔震裝置必須具有一定的阻尼、消能能力和豎向承載能力。

2.基礎設計要點。當我們進行抗震設計的基礎設計時可以不考慮隔震產生的減震效果，只需按原設防烈度著手設計即可。

3.隔震層設計要點。隔震層能在地震中起到應有作用是設計的根本，因而就必須確保整體隔震結構得以協調工作，這樣一來我們在將具有合適剛度的梁板體系安排在隔震結構的項部的同時要做到讓該層隔震裝置的兩種負荷——永久、可變負荷的“豎向平均壓應力限值不超過相關規范規定，且在罕遇地震下不出現拉應力。”還有一點需要我們注意，就是雖然在前面已經列出了防烈度的相應系數，但是考慮到在遇到豎向地震是隔震層的相對無力，在上部結構設計是我們有必要把水平向換算烈度提高。基礎隔震設計不是單靠哪一個部分就能夠完成的，要想使得隔震設計的性能得到良好的發揮，就必須保證設計的每個部分都不能脫節，要重視連接點的重要性，從全局出發著手設計。

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【關鍵詞】房建工程；疊層隔振技術；監理控制

中圖分類號： U415 文獻標識碼： A 文章編號：

引言

地震是一種危害極大的突發自然災害，為了追求更高的抗震安全，專家們提出了在建筑物上部結構和基礎之間設置隔離裝置，阻止強大地震能量向上傳遞，減少上部結構的地震災害。迄今，以疊層橡膠墊為隔震裝置的基礎隔震技術最為成熟，在許多新建、改建工程中得以采用，取得了良好防震減災效果，因此《建筑抗震設計規范》GB50011-2001增加了有關隔震技術的內容，對設計人員熟悉和掌握這種技術提供了保障。但由于目前還沒有這方面的施工及驗收規范，對質量控制的監理人員來說，了解建筑隔震知識、掌握質量控制要點和標準非常重要。筆者結合工程實踐，談談對疊層橡膠墊隔震工程質量監理的一些認識。

1疊層隔震技術原理及特點

目前應用最廣泛的疊層隔震技術主要是疊層橡膠支座隔震技術，其主要原理是疊層橡膠隔震支座主要組成部分有下預埋板、支座、上預埋板以及連接螺栓等等，支座是其組成的核心部分，主要組成部分是上下連接板和橡膠層，大多由多層鋼板和多層橡膠以及其他材料交替疊置結合而成。能夠形成一種豎向承載力極大而水平剛度較小的裝置，能夠具有較大的水平側移容許值，能夠承受豎向地震作用和有效化解水平地震作用。

疊層隔震技術具有很多特點，應用此技術的房建工程具有足夠的豎向承載力和豎向剛度以及明顯穩定的隔震效果，其水平剛度足夠小，能夠保證建筑物的基本周期延長，達到2―3秒或3秒以上。房屋建筑工程還能具有恰當的阻尼比，能夠很快地吸收地震能量，將上部結構的地震反應減到最少。應用這種技術還能使房建工程的彈性復位功能趨于穩定，也就是說能夠保證其在多次地震中自動瞬時復位。此技術構造簡單，能夠很方便地進行安裝檢測以及修復，并且具有足夠的耐久性，一般能保證房建工程的正常使用壽命為60年。很多工程實際經驗證明，應用這種技術的房建工程能夠很好地經受真實地震的考驗，提高房屋的安全度，能夠使得建筑物抗震安全系數提高4―8倍以上。

2主要監理內容及技術關鍵

主要監理內容：了解疊層橡膠隔震支座的基本原理和作用，主要做好疊層橡膠隔震支座的預埋、安裝和檢測的監理工作保證滿足橡膠隔震支座的高精度要求。

技術關鍵：一是做好疊層橡膠隔震支座的準確定位的監理;二是疊層橡膠隔震支座的下預埋板頂面標高的控制三是疊層橡膠隔震支座的下預埋板頂面水平度的控制;四是水平變形觀測及分析。

3監理主要控制措施

3.1 前期準備

首先要對參與房建工程疊層隔震施工的監理人員和檢測人員進行培訓，使得相關工作人員對疊層隔震技術的工藝流程和基本原理有個充分的認識和了解，此外還要對施工圖紙非常熟悉，以便能夠做好對房建工程疊層隔震技術施工方案的監理審批。在質量檢測單位和生產廠家的選擇上，也要嚴格審查其資質，做好充分的準備。

3.2 嚴把材料關

在材料方面，首先要保證疊層隔震技術相關材料必須符合設計規定以及有關標準的要求，要有相應的原材材質書及復試報告，以及有資質單位全數檢測報告或者是出廠質量證明書。在材料進場時，要按照程序規定對其進行檢驗，保證疊層隔震技術裝置的上下預埋板、隔震支座以及錨栓的總高度符合要求，零配件準備齊全，并做好定位標志。在進行施工前，還要進行復核以及施工技術交底，才能進行材料的使用和安裝。

3.3 要嚴格控制房建工程疊層隔震技術的每道工序，控制其施工要點

此技術裝置的主要監理工作流程及質量控制措施工藝流程為：預埋鋼板焊錨筋定位、安裝并固定下預埋鋼板支墩模板支立隱預檢澆注支墩混凝土養護至80％強度對號安裝橡膠支座及上預埋鋼板，并防護專檢綁扎上部結構鋼筋支模隱預檢澆注上部結構混凝土拆除模板……（結構完成后）拆除臨時防護板涂刷防腐材料正式防護。質量控制措施建筑隔震支座的安裝重點是控制好下預埋板的水平度（其精度要求在邊長／500以內），其安裝難點是如何保證隔震支座上下預埋板錨筋與結構梁沖突問題。首先是預埋鋼板焊錨筋，要確保施工單位是按圖紙要求進行施工的，可以采用旁站監理的方式審查其鋼筋的數量，并確保其長度、規格及焊縫長度、寬度、焊條種類等等都符合圖紙要求和有關標準的要求。下預埋鋼板的定位、安裝以及固定要控制好其定位標志，并且控制好下預埋板的水平度，可以采用旁站監理的方式進行監理控制，進行多次復線，確保其符合圖紙要求，并且要確保每道工序完成后才能進行下一道工序。

3.4 對模板及混凝土工程的監理控制

模板工程以及混凝土工程的監理主要控制內容是控制好鋼筋及預埋件的質量，保證其驗收合格后并且通知測量工程師檢查復線以及質檢站會同設計進行驗收無誤后才能進行封模工作。在進行混凝土澆筑的過程中，要對施工單位進行嚴格的要求，保證下預埋板的位置及標高，一旦發現有走位或者異常現象，監理工程師有權要求施工單位暫停施工，并且馬上將混凝土清楚掉，并及時將情況報告給監理技術負責人及總監，要求施工單位重新定位后方可繼續進行。這個過程的監理工作最適合采用旁站監理的方式進行，保證混凝土工程的質量符合要求。混凝土澆筑完畢后，還應該對混凝土的養護過程進行監理，通過檢查相關資料的方式，檢查同條件試塊強度的檢驗報告，確保混凝土養護至80％強度，才能材料工程師簽署拆模令，進行支墩模板的拆除。

4監理還須注意的幾個問題

4.1 下預埋鋼板安裝準確后，必須與下部結構的鋼筋點焊牢固，澆注混凝土時不得發生任何方向的位移。

4.2 上下預埋鋼板與橡膠墊的連接鋼板之間涂黃油做隔離劑，以便維修時方便更換橡膠墊。

4.3 橡膠墊運到施工現場按型號堆放，采取有效保護措施防止碰撞、劃傷，防火。安裝后在進行上部結構施工時也要采取防護措施。

4.4 橡膠墊連接鋼板和外露連接螺栓均要采取防銹保護措施。

4.5 上部結構施工過程中，上部結構、隔震層部件與周圍固定物應脫開，脫開距離須滿足設計要求。

4.6 橡膠隔震層安裝完成后，對每個橡膠支座的初始高度進行測量，以后上部結構每增加一層測量一次，并做好測量記錄。

4.7 室外臺階、散水等與上部結構連接部位和穿過隔震層的管線都須采用柔性連接，保證上部結構在地震時不受約束。

4.8 質量驗收時資料要齊全、真實可靠。驗收資料包括：疊層橡膠墊供貨企業的合法性證明，出廠合格證書，出廠性能檢驗報告，現場抽檢報告，隱蔽工程驗收記錄，預埋件及隔震橡膠支座的施工安裝記錄，結構施工全過程中隔震支座豎向變形觀測記錄，隔震結構施工安裝記錄，上部結構與周圍固定物脫開距離的檢查記錄等。

結束語

疊層橡膠墊建筑隔震體系對隔震層的施工要求比較嚴格，只有對隔震層的精確安裝，使隔震層的位移不受任何約束和干擾，才能保證地震時隔震層的水平運動并瞬時復位，充分發揮隔震的作用，真正提高整個建筑物的安全度。這需要參與建設各方的共同努力，相互配合，才能達到滿意的效果。

參考文獻

[1]鳳俊,王國平.橡膠隔震支座在房屋隔震工程中的應用[J]. 山西建筑. 2009(09)

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關鍵詞：抗震技術；房屋結構；設計；措施

1、抗震性對于房屋結構的重要性

地震作為一種常見的自然災害，具有破壞力大、不易預測的特點，一旦發生如果房屋沒有抗震技術的應用，很可能會遭受毀滅性的打擊，給人們的生命和財產安全帶來重大影響。因此，抗震性對于房屋結構的重要性不言而喻。國家抗震規范中對于建筑的抗震要求是“小震不壞、中震可修、大震不倒”，按照這個要求我國的房屋結構設計在抗震性上有了很大的發展，抗震技術的應用也越來越成熟，有效的降低了地震所帶來的損害，但在現如今人們對生活質量要求越來越高，房屋裝飾越來越豪華的大背景下，避免人員傷亡的同時盡最大可能的保護房屋成為了抗震技術應用層面一個新的課題。

2、抗震技術的基本原理

地震災害發生時，巨大的能量會被釋放出來，以能量波的形式向周圍傳遞，來影響建筑物，使建筑物隨之發生震動，進而遭到破壞。而建筑物在地震中震動的程度則取決于建筑物自身的阻尼，當結構設計的建筑物阻尼較大時，就能有效化解地震釋放出來的能量波所引起的震動，降低建筑物的受損程度，因此，抗震技術的基本原理就是在房屋結構設計時，滿足其他需求的同時，盡可能的增大房屋自身的阻尼。

3、抗震技術在房屋結構設計中的應用

1） 房屋結構水平和垂直布局設計。構件的水平和垂直兩個方向上的合理布置，是房屋結構設計中的一項基礎性內容，因為抗震性能很大程度上受墻、柱的水平和垂直位移的影響。所以，在房屋結構的設計中，要想提高其抗震性能，則應當遵循以下原則： 水平和垂直方向上的構件都要簡潔整齊，且其質量與剛度的中心應當重合。在垂直方向的設計中，應當盡可能的使構件的中心靠下，杜絕上重下輕的情況出現，同時嚴格控制其剛度和均勻性。

2） 提高房屋結構整體抗震性的設計。a.科學合理的選擇地基。地基的好壞是影響房屋結構抗震性的基礎性因素，在設計初一定要經過充分的調查研究，科學合理的選擇地基，特別注意避免地基的變形情況。b.連續性設計。房屋結構設計要想提高抗震性能，應當保證房屋結構在整體上的連續性，確保房屋的各個構件的連接可靠，使房屋結構是一個完整的整體，當發生地震時，房屋依靠其結構上的整體性，能有效的化解和分散地震產生的能量。c.規則性設計。房屋結構的設計中規則性對于抗震性的影響也很大，在實際設計時應當最大可能的采用規則設計，憑借對稱性的結構來抵御地震，避免一些損害。盡量不采用一些不規則的設計方案，如考慮到美觀等方面的因素，無法避免一些不規則結構時，應當科學合理的設置抗震縫，讓不規則結構單獨成為一個整體，最大限度的提高房屋整體結構的抗震性能。

3） 減小地震對房屋結構破壞作用的設計。a.隔震層。隔震層是減小地震對房屋破壞作用的有效手段。一般來說，隔震層都會安裝在地基與結構主體的連接部分，使用諸如摩擦隔震元件和橡膠隔震支座等構件，地震發生時能夠起到有效的緩沖作用，同時還能有效減小房屋內部物體移動、倒塌帶來的二次破壞。b.反擺。反擺設計是一種比較新型的減少地震破壞作用的設計，目前還不是十分的成熟，一般設置在房屋結構的頂部，當發生地震時，反擺會產生阻尼運動，能夠減小地震所引發的房屋的加速度，使房屋結構的震動變小，從而降低地震對房屋結構的破壞作用。

4、房屋結構的剛度設計

房屋的剛度對于房屋結構的抗震性來說是至關重要的，因此在選用建筑材料時應當充分考慮鋼筋和混凝土的型號。尤其是用于雙層加固的鋼結構，應當事先確定已有結構的強度，保證上下兩層結構在阻尼比和剛度上的一致性。另外需要注意的就是房屋結構設計時不讓房屋整體結構的剛度過大，因為過大的剛度會使房屋在地震中承擔過多的外力，一旦超越其承載力，后果會不堪設想。而如果剛度不足，則會導致房屋整體結構容易發生變形，地震中也會遭受很大破壞。因此，房屋結構的剛度設計要科學，不能過大，也不能太小，要在一個合理的范圍內，這樣才能有效的提高房屋結構的抗震性能。

5、進一步提高我國房屋結構抗震性能的措施

經過幾十年的發展，我國房屋結構的抗震性能有了很大的發展，但是一次次的重大地震災害讓我們不能滿足于此，必須進一步的提高房屋結構的抗震性能。

1） 進一步提高房屋質量。加強房屋施工質量管理，嚴格按照有關的規定進行施工。制定相應的施工標準，根據不同的標準要求，選擇施工材料，盡量選用強度大且質量小的材料，諸如草纖維板、石棉纖維板等，確保房屋結構的強度和剛度。另外，混凝土的配制也要嚴格按照標準執行，嚴格把控澆筑過程，避免氣泡和不均勻的現象產生。

2） 加強對抗震技術應用的監管力度。要加強對抗震技術實實在在落實到房屋建設當中的力度，營造良好的監管氛圍，對每個環節，包括施工質量、技術以及文件資料都要認真監理審查。將抗震技術納入監管范圍，可以采取隨機抽查和定期抽查相結合的方式，監督施工企業對于抗震技術應用落實的情況，發現不合格者嚴肅處理。

3） 開發新型的抗震材料： 彈性混凝土。彈性混凝土是一種新型的建筑材料，它是將諸如橡膠粒、纖細聚合纖維等材料添加到混凝土當中，使其張力變的很大，能夠有效的緩解地震所釋放出來的巨大能量，我國在這方面的研究也開展的很多。未來，隨著科學技術的不斷發展，彈性混凝土必將在房屋結構抗震性能上開辟出一片新天地。

結語

建筑結構抗震近幾年來在我國引起了越來越多的關注，幾次重大的地震災害更是揪起了全國人民的心。因此，房屋結構的抗震性也就受到了廣泛的關注。作為房屋結構設計中的關鍵因素，抗震性能無疑是保障房屋結構安全的基石。如今，我國的房屋結構設計基本都考慮到了抗震性，抗震技術的應用有了大幅的發展，實實在在的確保了廣大人民的生命和財產安全，確保了社會的穩定發展。本文通過對各方調查研究，對抗震性的重要性、抗震技術的研究現狀，抗震技術在房屋結構設計中的應用以及提高我國房屋結構抗震性能的措施，都進行了深入淺出的分析，為抗震技術的進一步發展提供了科學的理論依據。

參考文獻：

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篇5

關鍵詞:連續梁橋，隔振，隔振摩擦擺支座，抗震性能

Abstract: this paper introduces the friction pendulum of vibration isolation bearing structure and performance of vibration isolation, and actual project will vibration isolation bearings friction pendulum under earthquake effect of continuous girder bridge for mechanical properties of the influence of the Bridges in our country and widely applied slab rubber bearings are compared.

Keywords: continuous girder bridge, isolation, vibration isolation bearings friction pendulum, the seismic performance

中圖分類號： U448.21+5 文獻標識碼：A文章編號：

0 引言

對于大跨度連續梁橋結構，在地震作用下，上部結構地震慣性力較大，上部結構縱橋向絕大部分地震慣性力都由固定墩來承受，如何有效地減小固定墩所受的地震力是其抗震設計的關鍵。采用隔振設計，可以使下部關鍵構件保持在彈性狀態。隔振的基本原理是利用隔振裝置的柔性來延長結構體系的周期，減小結構地震反應[1][2]。本文以一實際工程為例，通過計算其安裝板式橡膠支座和隔振摩擦擺支座時，在地震作用下的時程反應，并對比計算結果，從而得出隔振摩擦擺支座在抗震方面的優越性能。

1隔振摩擦擺支座的構造及工作原理

隔振摩擦擺支座主要包括用限滑動螺栓、不銹鋼材料的球形滑面滑槽、涂有Teflon材料的滑塊以及用來與上部結構相連的蓋板，其構造示意如圖2所示。摩擦擺支座通過球形滑動表面的運動使上部結構發生單擺運動,隔震系統的周期和剛度通過選取合適的滑動表面曲率半徑來控制,阻尼由動摩擦系數來控制。限滑動螺栓剪斷前，摩擦擺隔震支座不發生滑動，在其支撐下的隔震橋梁結構與普通橋梁結構相同；當地震將限滑動螺栓剪斷后時，摩擦擺隔震支座發生位移。

1-滑動曲面；2-抗滑螺栓；3-限滑塊

4-滑動塊；5-上座板；6-下座板

圖1 全橋有限元計算模型 圖2 摩擦擺支座構造

2橋梁受力分析

2.1 模型概況

用橋梁分析軟件MIDAS來模擬全橋有限元計算模型。全橋共分為125個節點，122個單元，均用桿單元來模擬。在進行地震分析時,采用地面加速度時程進行時程分析與計算,故在建模時不考慮樁基礎的作用。摩擦擺隔振支座用一般連接特征值中摩擦擺隔振裝置模擬；板式橡膠支座用節點彈性連接模擬。模型如圖1。

2.2選取地震波 [3][4]

根據《公路橋梁抗震設計細則》（JTG/TB02-01-2008)5.2規定，地震作用輸入采用設計加速度反應譜。時程分析選取El-Centro波、Taft波和天津波 (Tianjin wave(1976.11.15，Ninghe Earthquake))。三條地震波分別用wave-1、wave-2、wave-3表示。

2.3 橋梁在地震波作用下的受力分析

這里只分析2號墩在安裝板式橡膠支座和隔振摩擦擺支座時順橋向的反應情況。

通過計算，2號墩安裝板式橡膠支座時在三條地震波作用下順橋向最大彎矩為4419 kN m，最大剪力為25978kN，最大位移為30mm。

通過計算，2號墩安裝隔振摩擦擺支座時在三條地震波作用下順橋向最大彎矩為6758 kN.m，最大剪力為4671 kN，最大位移為15mm。

3 摩擦擺支座隔震效果分析

在三種地震波分別作用下，隔振摩擦擺支座的隔振率如表1所示：

表12號墩順橋向隔震效果

計算小結：2號墩采用隔振摩擦擺支座時的時程反應情況相比采用板式橡膠支座時，減震效果明顯：墩底順橋向彎矩最大減少85.1%，墩底順橋向剪力最大減少84.4%，墩頂順橋向位移最大減少50%。

4 結論

綜上所述，采用FPB隔振摩擦擺支座后，由于在橋梁上部結構與下部結構之間形成了隔震層，地震時上下部結構運動隔離，不同步，通過隔震支座滯回耗能有效地減少了橋墩承受的彎矩和剪力，降低了墩頂位移以及墩底得受力.實踐表明, 隔振摩擦擺支座是一種力學性能良好的隔震裝置,能夠有效降低地震力,降低工程總造價。隔振摩擦擺支座在橋梁工程中的應用,對于提高橋梁結構的抗震性能,提高橋梁工程建設的經濟性具有重要意義。

參 考 文 獻:

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【關鍵詞】 高聳結構；振動控制；發展現狀；工程研究

結構振動控制是一個應用領域廣泛的工程問題。所謂結構振動控制(以下稱為結構控制)是指采用某種措施使結構在動力載荷作用下的響應不超過某一限量,以滿足工程要求[1]。

隨著現代工業的發展和工程技術的進步,結構向大型化、柔性化發展,與此同時結構的工作環境變得更加多樣化復雜化。而傳統結構抗震設計是通過加大構件尺寸、提高材料強度等來加強結構自身的抗震能力，這些方法除了對隨機振動的適應性不佳外,保護目標也比較單一,而且使結構造價大大增加。這樣就導致振動問題日益突出,結構振動控制成為十分重要的而且具有挑戰性的課題[2]。

一、結構振動控制的發展現狀

上世紀80年展起來的結構振動控制技術可以有效地抑制結構的振動響應。1972年,美國學者J.T.P.Yao首先應用控制理論研究土木工程結構振動控制問題,立即引起了廣大學者的興趣,并繼而進行了卓有成效的研究。結構振動控制技術根據所采用的控制措施是否需要外部能源可分為以下4類:被動控制、主動控制、半主動控制及混合控制。結構振動控制能有效提高結構的安全性,具有重要的實用意義。被動控制分為隔振、消能減振和調諧減振三大類。

1、粘彈性阻尼減振

粘彈性阻尼減振是耗能減振的一種。耗能減振技術是在結構中設置一些耗能裝置以達到減振的目的。耗能減振的原理是,安裝在結構中的耗能裝置在結構振動時發生塑性屈服或摩擦滑動或克服阻尼力做功,將結構的部分動能轉化為熱能而耗散掉,從而達到減振的目的。耗能減振技術因其減振效果好、構造簡單、造價低廉、適用范圍廣、維護方便等特點而愈來愈受到國內外學者的重視,多種不同類型的阻尼器已被研制出來且在應用中取得了良好的效果和經濟效益。

圖1所示粘彈性阻尼器一般由粘彈性材料和約束鋼板組成，其耗能機理主要依靠粘彈性材料的剪切滯回耗能特性來增加結構的阻尼,減小結構的動力反應。粘彈性材料屬于高分子聚合物,既具有彈性性質,又具有粘性性質，前者可以提供剛度,后者可以提供阻尼，因此可以耗能減振。粘彈性阻尼器性能可靠、造價低、安裝方便、經久耐用，適用于各種動荷載引起的結構振動減振等。近年來開發出的裝置還有:瀝青橡膠組合粘彈性阻尼器、粘彈性橡膠剪切阻尼器、超塑性硅氧橡膠粘彈剪切阻尼制震系統、杠桿粘彈性阻尼器。粘彈性材料在結構工程中的應用始于1969年建成的美國110層的紐約世界貿易中心。為減小風振反應，該結構的兩座塔樓上各裝有10000個粘彈性耗能器。1993年,美國加州SanJose市一座位于地震高烈度區的13層鋼結構建筑采用了這種阻尼器進行抗震加固。

2、調諧質量阻尼減振

可調諧質量阻尼減振最早是由Den Hartog在40年代提出。它的基本原理類似于動力吸振器。其示意圖見圖2：

目前TMD已在考慮風荷載的條件下建筑結構的振動控制中得到很好的應用。今年來人們開始將TMD應用于考慮地震作用下建筑結構的振動控制中，并對其有效性進行分析和實驗。分析結果表明再考慮同一個建筑物在不同地震輸入作用下，以及在考慮同一條地震輸入作用下不同建筑物的情況下，TMD對控制建筑結構振動有著不同的效果。也就是說，TMD的效果對地震地面運動的頻率依賴性較大，當結構固有頻率接近地面運動主頻率時，TMD能夠有效地控制結構的振動；但當結構固有頻率遠離地面運動主頻率時，TMD的效果將遠遠降低。也即TMD對減少結構的第一階模態振動有明顯的效果。但對高階模態的效果不是很明顯。

為了克服TMD的不足之處，Clark提出在建筑物中用多個TMD(MTMD)與結構相連，每個TMD的質量和阻尼系數相同，MTMD的平均頻率和結構的固有頻率相同。分析可知MTMD能夠在較寬的頻帶里控制結構的振動。而且，優化MTMD比優化TMD更為有效。Setareh提出用兩個TMD串聯后與建筑物相連（DTMD），分析可知在簡諧激勵零均值隨機白噪聲激勵下，采用DTMD比采用單個TMD更為有效。

到目前，世界上已有許多建筑物安裝了TMD，這些已安裝的建筑物主要考慮風載作用下的振動相應的控制。

二、我國的結構振動控制技術的發展現狀

我國自80年代后期開始研究隔震技術，1996年后轉向工程試點和推廣應用,相繼推出了橡膠隔震技術規程、隔震支座產品標準等，并在《建筑抗震設計規范》中,增加了隔震和消能減振內容，表明隔震技術的研究與應用已逐步趨向成熟,將在我國得到規范化的推廣應用。1998年北京飯店抗震加固中采用了法國JARRET公司生產的油缸式粘滯阻尼器。1998年北京火車站采用了美國Taylor公司生產的油缸式粘滯阻尼器進行抗震加固。近幾年,摩擦耗能減振技術也有蓬勃發展,我國學者和工程設計人員也正致力于該技術的研究與工程應用。單一不變的鎖緊力往往不能滿足不同強度地震的消能要求，為此，張維熨、楊巍彪發展了多級摩擦阻尼器。武漢工業大學瞿偉廉教授研制開發的被動及半主動摩擦阻尼器取得了明顯的減振效果。粘彈性阻尼器在我國的土木工程中也得到越來越多的應用。宿遷市13層交通大廈采用國產粘彈性阻尼器進行減振設計，計算表明，設置粘彈性阻尼器后提高了結構的抗震可靠度,節約結構造價約10%，且使用面積也有所增加。

參考文獻

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關鍵詞：建筑工程；施工；結構；抗震技術

Abstract: with the rapid development of the construction industry, the quality of construction projects have obvious increase, and at the same time for the requirement of construction technology in the more and more is also high, one of the high-tech technology is structure seismic technology. In this paper, the construction of structure seismic technology for simple analysis.

Keywords: building engineering; The construction; Structure; Seismic technology

中圖分類號：TU973+.31文獻標識碼：A 文章編號：

一 建筑工程施工中的結構抗震技術基本原理

地震發生，地殼內部釋放巨大能量，并以能量波形式傳遞給周圍。在波及范圍內，它的輸入能量損壞建筑物，建筑物收到能量波的作用而發生劇烈震動，嚴重時建筑物會遭到破壞而倒塌。地震時，建筑的劇烈振動與本身阻力有著直接的聯系，阻力越小，吸收和消耗地震能量就越小，振動程度就越高，反之則越輕。

因此，建筑工程施工中的結構抗震技術就是通過增加建筑物阻力，增大其吸收和消耗地震能量的效率，以道道減少損害、減輕振動的目的。建筑工程施工中的結構抗震技術與傳統抗震技術相比，結構抗震技術將地震作為釋放能力的過程，以增加建筑物阻力，產生主動抗震的作用，從而達到減輕建筑物受地震的損壞程度。傳統抗震技術是將地震作為力的作用，以增加建筑物強度和剛度，形成被動防震，實踐證明，傳統抗震上技術的效果很不理想。

二 建筑工程施工中的結構抗震技術的設計思想

結構抗震主要設計一個能抗震的建筑，首先需有能抗震的建筑場地，建筑結構是平立面且盡可能規則，結構體系具有不間斷、合理的傳力途徑。同時，需保證結構整體性，當地震作用于建筑物時，結構能共同工作，將抗震達到極限。構建遭破壞具有先后順序，必要時需犧牲次要結構，以使地震能量得到有效消耗，保護好主要的結構，使生命和財產損失最小化。

首先，避開不利區域。建筑物的抵抗地震能力，需要一個堅實地基。因此，在選擇建筑場地時，應根據工程的實際需要，全面掌握工程地質、地震活動情況和地震地質等相關信息資料，綜合評價對抗震是否有利、危險地段。如發現不利地段，應避開這類區域。若無法避開，應采取相應的有效措施。在危險地段，禁止建造建筑。地震發出的能量，不僅可直接破壞結構，還可引起地基不均勻沉降、地表地裂和錯動、砂土和粉液化、滑坡等現象，對建筑物造成間接破壞。優質的建筑場地，能有效增加建筑物的抵抗地震能力，還可減低成本、減少投資。

其次，建筑設計和協調結構。建筑抗震設計需要非常專業的知識結構，由于施工分工不同，工程結構師往往駐中國對地震作用的分析，因此，建筑工程師權力協助建筑設計人員，合理調整建筑物平立面，使其美觀大方，功能齊全，既能滿足結構規則，又符合抗震設計的標準。具體做到建筑平面對稱、規則，具有良好的整體性能。

第三，選擇建筑立面、平面的外形。許多地震研究調查顯示，應力多集中在質量分布、借助立面、平面、構件截面、材料強度等突變處，因此容易發生震害。質量中心與剛度中心的偏離，易引發建筑物扭轉，導致較為嚴重的震害。建筑物若整體性較差，例如：抗側力結構不連續、構建錯位等，由于傳力通路不暢通，大大降低了抗震性能。若建筑物不規則，在進行結構設計時，需進行內力調整和地震作用計算，且需對薄弱位置進行有效的抗震構造。若建筑物因設計方案不合理，造成不必要浪費，嚴重時會留下安全隱患，則這個抗震設計就是非常失敗的。

第四，選擇結構體系。確定建筑結構后，需合理選擇結構體系。設計人員需根據抗震的設防烈度和類別、場地條件、建筑高度、結構材料、施工和地基等因素，結合經濟、使用和經濟條件確定結構體系。結構體系應有合理的地震傳遞作用途徑和計算簡圖，設計人員能輕松掌握地震作用，發現錯誤的計算結構。在抗震設計中，正確對傳遞途徑進行分析，合理調整、分配內力，加強較弱的構件和結構，防止因部分構件的破壞，而導致整個結構的承載能力和抗震能力降低。

三 建筑施工中的結構抗震技術分析

首先，被動控制。這種防震技術是在增加子系統于建筑物的部位點，或處理某些構件，以使動力特性發生改變。目前，這種被動控制技術已在建筑工程施工中被廣泛應用。這種技術主要分為隔震技術和消能減震技術：其一，隔震技術。這種技術指在基礎部分構建一個控制機夠，阻隔地震能量的傳送，以使建筑物振動減輕，達到降低地震破壞的目的。目前，研發的隔震裝置非常多，主要支撐式擺動、層橡膠墊、摩擦滑移、混合等隔震裝置；其二，消能減震技術。這種技術是利用建筑物中某些部件，將其設計為耗能元件，或安裝阻力器。在風荷載和小震作用下，這些耗能元件和阻力器發揮彈性，增加建筑物整體測量剛度，以引發抗震作用。如發生強烈地震，消耗元件和阻力器則產生非彈性作用，大大增加建筑物阻力，消耗和吸收地震能力，減輕建筑物主體的振動，達到保護建筑物的目的。消能減震技術具有安全、經濟、合理、維護費用較低等特點。

第二，主動控制技術。這種技術是由外部能源實現抗震，需通過添加作用力，作用力與振動反向相反，以達到減震的目的。技術原理：傳感器監測建筑物的動力響應和外部激勵響應，將信號向計算機傳輸，計算機程序對添加作用力的大小進行計算，然后通過外部能源控制驅動系統產生所需作用力。目前，建筑工程施工中這類型研發的抗震裝置有：主動質量阻力、拉索、動力空氣擋風板、發生脈沖發生器、支撐等系統裝置。

第三，半主動控制技術。這種技術主要通過控制機構，對地震時建筑物的結構參數進行調節，以達到減震的目的。這種技術不需外部能源和強電，只需弱電裝置實現供電就行。半主動控制技術需控制開關，通過開關對控制器狀態進行調節，以使建筑物動力的特性發生改變。目前，這類型的減震裝置有：可變剛度、可變阻力、可控液體阻力、可控摩擦式等。

第四，混合控制技術。這種技術是主動和被動控制的綜合運用，充分利用這主動和被動控制技術的抗震優點，利用被動控制消耗和吸收地震能量，運用主動控制實現抗震，因此，混合控制技術在建筑行業被廣泛應用推廣。當前這類型的抗震裝置主要有：主動控制和阻力消耗結合系統、主動阻力系統和調諧阻力結合系統、主動阻力系統和滑行體阻力結合系統、主動控制和隔震控制結合抗震系統等。

在四種抗震技術中，主動控制技術的抗震效果最為明顯，但由于它需要大量的外部能源，控制系統也較為復雜，因此在實際應用不夠普及。被動控制技術的實用性非常大，因此在實際應用中最為廣泛。半主動控制技術具有價格低廉、精確度較高等優點，具有非常廣闊的市場前景。混合體控制技術結合了以上三種技術優勢，效果非常突出，因此前景較為廣闊。

四 結語

隨著國民經濟的不斷發展，對于建筑行業的抗震技術要求也越來越高，抗震技術也在不斷的更新和多樣化發展。當前，建筑工程施工中的抗震技術需根據抗震設計原則和原理，避開不利區域、協調建筑設計和結構、合理選擇建筑立面、平面的外形等，采用相應的抗震技術，如被動控制、主動控制技術、半主動控制技術、混合控制技術等。當然，各個抗著技術并非非常完善，需要我們進行更深層次的思考和研究，以保證建筑結構的高抗震能力。

參考文獻

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關鍵詞：建筑新技術；分類體系：應用

建筑技術有許多分類方法，其有廣義和狹義之分。狹義建筑技術是指建筑設計和施工的技能、知識、手段、規則方法等等，而廣義技術則指不僅包括狹義建筑技術，還包括了建筑生產過程涉及到勞動對象、工具和產品等。將建筑技術分類為建筑設計媒介技術、建筑材料、建筑結構、建筑構造和工藝、建筑物理環境、建筑設備系統和建筑節能等。通常所說的建筑新技術是廣義上的，因此根據技術論和技術創新論原理，從技術產生的方法、市場和社會需求、技術創新的進程以及生產要素等幾個方面進行建筑新技術分類。

1 按建筑技術研制的目的進行分類

任何一項具有價值的新技術的產生都是為適應社會和市場要求，這也是新技術研制的目的。這種分類可以表明建筑新技術的目的，確定其研究價值。沒有社會和市場需求的新技術是沒有生命力的。此方法可以分為3種：第一種，節約勞動與資本型建筑新技術。這一類新技術是通過技術移植等方法，尋求新的成本低廉或生產效率更高的新技術替代原有技術，或者對原有技術從降低成本或提高生產效率角度進行改進。例如，早拆模技術、爬升腳手技術、粗直徑鋼筋連接技術等。第二種，節能省耗型建筑新技術。從全世界范圍來看，各類建筑及其附屬設施消耗了50%以上的物質原料，而建筑在建造與使用過程中又消耗了全球能源50%。因此，近幾年來節約資源和能源的建筑新技術得到很大發展，從墻體材料改革、圍護結構節能保溫技術與材料的開發到太陽能技術的應用等，并且這將是未來一個主要的發展方向。資源和能源的節約不僅僅體現在建筑材料的使用上，它涉及到建筑設計（如自然光采用技術）、建筑結構（如鋼-混凝土結構體系）、建筑施工（如竹膠合板模板技術）等整個建筑過程。

2 按建筑生產要素進行分類

按生產要素分類，就是根據建筑生產的過程和生產要素進行分類，這是傳統的分類方法。這一類分類可以表明建筑新技術的用途和應用的階段。此方法可分為5種：第一種，施工新技術施工新技術指在工程施工中所應用的新方法、新技術和新工藝，施工技術和管理的經驗，施工技術與管理問題的解決方案，新型的施工機械及應用等。第二種，建筑新材料。建筑新材料是指那些新出現或已在發展中的、具有傳統材料所不具備的優異性能和特殊功能的材料，包括對原有建材材料改進的新材料。第三種，建筑設計新技術。建筑設計新技術是指在規劃設計和建筑設計過程中應用的新的理論、經驗和理念，以及解決設計中所遇到的問題的技能、手段及方法等，包括規劃設計、建筑構造設計、建筑物理等。第四種，建筑新產品。建筑新產品是指建筑業內各專業所生產出的新型的產品中，包括具有新的建筑物形態、新的建筑構件及部品等。新產品在技術指標、性能、結構、原理、規格上比老產品有顯著改進和提高或者是填補空白甚至獨創的產品。對老產品進行改進，或使其變型、派生、性能有所提高或有新的用途等，都可稱為新產品。

3 按建筑技術創造和產生的方法進行分類

這種分類法可以表明建筑新技術研究的方法，并可啟發和拓寬研究的思路。可分為5種：第一種，技術綜合型建筑新技術。把建筑領域或其他領域的兩個或兩個以上的相關的現有技術原理或技術成果進行組構和整合，從而創造出具有新功能的技術系統，形成新的建筑技術，稱為技術綜合型建筑新技術。例如，將傳統的鋼筋砼結構與鋼結構兩種結構形式組合，形成了一個全新的結構體系-鋼-混凝土組合結構。第二種，移植型建筑新技術。把國外的或其他領域先進的或新的技術移植于建筑領域，形成一種適用于我國建筑領域的新的技術原理，從而導致建筑技術發明或技術革新，這類新技術可稱為移植型建筑新技術。移植方法包括直接移植（不改變被移植技術的技術原理，但在移植中一般需要在外型、規格和品質上要適應建筑本身的要求）、類比移植（采用類比方法移植功能上相似部分）和推測移植（從所公開的片斷研究結果和資料及基本原理加以研究推測）等。如在建筑天然采光中移植光導纖維技術，在混凝土結構加固中引進碳纖維材料等。第三種，仿生型建筑新技術。以生物系統原理作為建筑新技術原理構思的源泉，通過模擬生物的結構和功能原理可構造出新的建筑技術，稱為仿生型建筑新技術。實際上，建筑仿生已成為一種新的潮流，一門被稱為“建筑仿生學”學科正在興起，其主要研究內容包括功能仿生、結構仿生、形式仿生和概念仿生等。例如，借鑒深海扇貝形外殼的結構形式，卓新等提出了一種新型的網殼結構一扇貝形網殼結構。第四種，原理推演型建筑新技術從基礎科學中的科學理論與原理出發，經過一系列的實驗研究和理性思維加工，得出一些適用于建筑生產的比較具體的概念和原理，然后再經過一系列的構思和實驗研究，由此實現科學原理向技術原理的轉化，最后導致建筑新技術的產生。這一類建筑新技術可稱為原理推演型建筑新技術。例如，根據地球板塊運動理論的力學分析和地球力學的新理論，工程結構學家提出全新的建筑抗震結構設計體系一隔震技術和消能減震技術。

篇9

[關鍵詞]型鋼混凝土；組合結構；優化設計方法

中圖分類號：TU398.9 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2017）01-0136-01

型鋼混凝土結構主要由以下兩個方面組成：①型鋼混凝土柱；②型鋼混凝土梁。型鋼混凝土具有承載力高以及彈塑性好等特點，目前來看，型鋼混凝土在工程應用方面有很大的發展前景。型鋼混凝土結構中的單調加載條件與循環加載條件下的受力性能研究有較大的應用前景，在循環荷載作用下呈現出較好的性能。從型鋼混凝土結構應力發展裂縫情況不難看出，型鋼混凝土結構在水平荷載作用下被分為以下三個階段：①塑性破壞階段；②彈性階段；③彈塑性階段。國內外的相關實驗研究結果表明，型鋼混凝土結構在低周反復荷載作用下具有良好的耗能能力，尤其是在型鋼混凝土結構的延性以及剛度方面。

1 型鋼混凝土組合結構的基本特點

型鋼混凝土組合結構主要指的是把型鋼埋入到混凝土中的結構形式，在操作過程中主要先通過定位放線最后再進行混凝土澆筑，被分為以下兩種類型：①部分結構構件采用型鋼混凝土結構形式；②全部結構構件采用型鋼混凝土結構形式。上述兩種結構類型都適用于以下四種結構：①框架結構；②底部大空間剪力墻結構；③筒中筒結構；④框架-剪力墻結構。與傳統的型鋼結構相比，具有以下三個方面的優點：①能夠更為節約鋼材；②具有良好的耐久性以及耐火性；③受力性能良好。與鋼筋混凝土結構相比，型鋼混個凝土組合結構具有以下三個方面的優點：①施工周期較短；②抗震性能較好；③承載力較高。型鋼混個凝土組合結構具備以下兩種結構類型的特點：①型鋼結構類型；②鋼筋混凝土結構類型。為了讓人們能夠更加清楚了解型鋼混個凝土組合結構結構，筆者將針對型鋼混個凝土組合結構的混凝土和型鋼的計算和優化方法進行研究。舉例來說，型鋼混個凝土組合結構中的型鋼與混凝土之間相互約束，在一定程度上提高了混凝土的強度和型鋼的強度，有效增加了整體構件的延性、構件抗震性能以及改善混凝土本身不利于抗震的脆弱性。眾所周知，智利是地震多發國家，智利國家尤其重視型鋼混個凝土組合結構的性能研究和基礎工程應用。例如，1973年建成的圣地亞哥，其所用結構為型鋼混凝土組合結構，在地震中基本沒有受到很大損毀，繼而引起了日本建筑工程行業的重視。

2 型鋼混個凝土組合結構優化設計的基本方法

型鋼混個凝土組合結構在優化設計中基本以變量結構的參數形式出現，在根據相關要求的基礎上，形成型鋼混個凝土組合結構方案。簡而言之，型鋼混個凝土組合結構優化設計主要利用數學手段，并且按照設計者所規定的要求從中選出一個最為理想的方案。型鋼混個凝土組合結構優化設計主要表現如下：①以有限單元法為基礎的分析方法；②以數學規劃為計算手段；③以現代高速計算機為工具；④最終得出設計方案。隨著現代科學技術的發展，優化設計的過程具備靈活性等特點，再通過有限次的計算能夠使得結構設計方案逐漸改善。筆者將根據相關工作經驗，針對型鋼混凝土組合結構優化問題算法來進行簡單介紹：①簡單解法；②數學規劃法；③準則法。

（1）簡單解法。當設計變量處于不多的情況下，可以采用簡單解法。一般來說，圖解法對設計變量小于或者等于2h，效果達到最為理想。對于柱與板的優化設計問題需要采用松弛變量法，此種方法對求解約束條件要求不是很高。

（2）數學規劃法。數學規劃法（Mathematical Programming，MP）從結構力學的基本原理角度出發，選用MP來尋找設計參數的最優解。此種解答方法發展比較早，用途也較為廣泛。數學規劃法中主要包含以下幾個方面的解法：①線性規劃；②非線性規劃；③動態規劃；④幾何規劃。其中線性規劃問題的解決方法較為成熟，在處理目標函數方面能夠設計變量的線性函數問題。非線性規劃則主要應用目標函數的方法，結構的優化設計有約束的非線性規劃問題，在解答過程中有較大難度。例如，目前最常使用的導數分析方法以及梯度投影法等。

（3）準則法。準則法主要從工程方面的觀點出發，從預先規定的結構來滿足相關準則（能量準則、位移準則、頻率準則以及應力準則等），為了滿足上述準則條件應該使用結構最輕的材料。使用的相關方法為：利用最為優化的桿系結構，重新分析設計變量初始，一旦計算量不夠大時，需要使用已經設定好的幾個布局。準則法有其自身的缺陷，從工程應用方面來看，型鋼混個凝土組合結構結構比較方便，能夠更容易被人接受。在早期，準則法能夠滿足應力設計，將結構桿件的應力在某種情況下達到允許的范圍力之內，充分發揮出材料強度的潛力。上述所說的方法在發展的基礎上與框架結構的應力設計兩者相互結合，從而處理彈性穩定方面以及位移方面等約束條件。

3 型鋼混個凝土組合結構優化設計的基本原理

型鋼混個凝土組合結構由柱構件與規則截面的桿系梁組成，在設計過程中均采用部分優化的方法。在滿足相關建筑要求的情況下進行結構的平立面布置（抗震功能首先考慮原則基礎上），進一步確定好梁的跨度與柱的高度。基于此，按照經濟跨高比和框架梁進行初步選型，最終得出型鋼混個凝土組合結構的初始截面。在上述初始方案基礎上，采用有限單元法分析不同荷載情況下的受體力分析，最后得到剪力、軸力的組合值，再計算出常規設計所需要的參數值。例如，柱的計算長度以及梁的剪跨比等指標。將型鋼混個凝土組合結構離散柱構件與桿系梁根據已經得到的受力條件來優化設計柱與梁，再得到工程的總造價。利用變量方法來進行二次處理，直到前后2次的設計方案能夠接近并且最終得到優化設計方案。簡而言之，確定好方案1之后再進行結構整體分析，通過分部方案1優化得到方案2，在進行分部優化設計時，需要注意以下幾個方面：①利用結構分析得到剪力值、軸力值，繼而能夠優化截面；②對于超靜定結構，初始截面的選擇相對于構件內力所需要的截面來說不夠充分，優化后構件的截面將會有效增大，重新分析構件內力時將會取得更大的效果。對于超靜定結構優化過程，其構件內力始終和截面保持不一致，此種差距不會隨著結構重分析次數的增加而減少，在優化構件設計時，對結構的內力應該引M超松弛系數，S′=S（S/R）α，其中S′代表構件內力，S為前一次結構重分析得到的構件內力，R為優化前構件抗力；α代表超松弛系數，α=0.4。

型鋼混凝土框架梁的截面寬度不宜小于300mm，截面的高度和寬度的比值不宜大于4，為了進一步保證框架梁對框架節點的約束作用，便于施工過程中能夠充分考慮到截面高度比值、寬度比值等，型鋼混凝土框架梁在支座處和上翼緣受有較大固定集中荷載處，應在型鋼腹板兩側對稱設置支承加勁肋。

4 結束語

綜上所述，型鋼混個凝土組合結構作為一種工程方法，型鋼混個凝土組合結構連續變量所得到的結果不能夠直接被應用，在初步優化設計方法基礎上，收斂的速度也能夠接近優化解，當變量較多時此種途徑能夠帶來較寬的時間效益。

參考文獻：

[1]王秋維，史慶軒，侯煒，等.型鋼混凝土框架結構基于增量動力分析的抗震性能評估【J】.世界地震工程，2011，27.