隔震技术的基本原理范文

导语：如何才能写好一篇隔震技术的基本原理，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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关键词：住宅建筑，抗震设计，抗震施工，建筑隔震技术

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

中图分类号：TU973+.31文献标识码：A 文章编号：

1 引言

随着人类生活水平的日益提高，人们对自身居住安全的重视程度也越来越高，特别是在高烈度地震区，防震、抗震工作显得尤为重要。地震对建筑物的破坏，多数是由于地面的振动频率与建筑物主要结构构件的自然频率相偶合所致，它留给社会最惨烈的一幕莫过于建筑物的破坏和倒塌。近十年来，全世界平均每年约有1万人在地震中丧生，50万人无家可归。目前，一种以柔克刚的新型抗震技术-隔震技术，正日益受到人们的关注。

2 建筑隔震技术

2.1 “基础隔震”的基本原理

现代建筑“基础隔震”概念的基本原理是在建筑物上部结构与基础之间设置安全可靠的隔震柔性底层，使建筑物与基础隔开。这样，支撑在隔震系统上的整个建筑物在地震时便具有较大的剪切变形能力，使地震的各种破坏力对上部建筑物的直接拉力降至最小，减小上部结构的地震反应(一般可减小至1／5左右)，确保建筑物在任何突发强地震中不被破坏和倒塌，是一种立足于“隔”的以柔克剐、以隔减震的积极抗震的方法。可以说，从“抗”到“隔”，是抗震设防策略的一次重大改变和飞跃。

2.2 一隔震体系的优点。

2.2.1 明显有效地减轻结构的地震反应

由地震模拟试验结果可知：隔震体系的结构加速度反应只相当于传统结构(基础固定)加速度反应的l／3～1／10。这种减震效果是一般传统抗震结构所望尘莫及的。从而能非常有效地保护结构物或内部设备在强地震冲击下免遭任何毁坏j

2.2.2 确保安全

在地面剧烈震动时，上部结构仍能处于正常的弹性工作状态。这既适用于一般民用建筑

结构，确保居民在强地震中的绝对安全，也适用于某些重要结构物和重要设备。

2.2.3 减低房屋造价

据有关数据显示：采用隔震技术建造的房屋比传统抗震房屋节省房屋土建造价：7度区节省3％-6％，8度区节省8％～14％，9度区节省15％～20％。并且安全度大大提高。

2.2.4 抗震措施简单明了

抗震涉及的对象从考虑整个结构物的复杂的不明确的抗震措施转变为只考虑隔震装置，简单明了。结构物本身与一般非地震区的做法无疑，设计施工大大简化。

2.2.5 震后修复方便

地震后，只对隔震装置进行必要的检查更换。而无需考虑建筑结构物本身的修复，地震后可很快恢复正常生活或生产，这带来极明显的社会效益和经济效益。

2.3 建筑隔震橡胶支座隔震的基本原理

在众多基础隔震构件中，建筑隔震橡胶支座是应用比较广泛的。隔震橡胶支座是由柔软的薄橡胶板和坚硬的薄钢板分层交替叠合、模压硫化而成。其中橡胶层与钢板紧密黏结，当橡胶支座承受上部结构的自重和使用荷载时，橡胶层的横向伸展受到钢板的约束，竖向刚度增大，使橡胶支座具有足够的竖向刚度和承载能力，有利于稳定地支承建筑物；当橡胶支座承受水平荷载时，其橡胶层的相对位移大大减小，使橡胶支座可达到很大的位移而不致失稳，并且保持较小的水平刚度。

从“基础隔震”的基本原理和橡胶支座结构功能分析可知，建筑隔震橡胶支座隔震的基本原理是在建筑物或构筑物基底或某个位置上设置橡胶支座，利用橡胶支座水平柔性的隔震层，通过此层吸收和耗散地震能量，以集中发生在隔震层的较大相对位移为代价，阻止或减轻地震能量向上部结构传递，减轻了上部结构地震反应，最终达到减轻上部结构遭受地震破坏的目。的。这种隔震技术不仅可以保证建筑物结构的整体安全，并且能够防止非结构部件的破坏，避免建筑物内部装修、室内设备的损坏及由此引发的次生灾害。

3 结构设计

3.1 结构设计参数

建筑隔震橡胶支座结构设计时的主要参数有：

(1)形状系数，第一形状系数S1主要体现薄钢板对橡胶板的约束效果，第二形状系数S2主要反映橡胶支座在受压时的稳定性。根据国内外研究成果和工程经验，一般取S1≥15，S2=3～6。

(2)外形尺寸。已有研究结果表明：橡胶支座发生的水平变形在高达支座平面尺寸的60％时也是安全的，因此推荐的支座直径为D=DT/O．6(DT为最大水平位移)。实际应用中，一般取D=DT／O．55。橡胶支座的高度日可以根据形状系数和其他有关参数设定，对于Φ400、Φ500、Φ600的支座，一般H分别采用150mm、175mm和200mm比较合适。

(3)夹层钢板厚度。橡胶支座的破坏表现为夹层钢板的断裂，钢板越厚，钢板发生屈服强度和屈服的位移量越大。钢板的厚度t。一般为2～4mm。

(4)胶层厚度及层数。在一定范围内，橡胶支座夹层钢板与胶层厚度之比越大，则支座的竖向承载力越大。

(5)铅芯直径。铅芯的大小直接影响到支座的阻尼，可以根据设计的阻尼性能选定。

3.2 性能设计参数

橡胶支座的性能设计指标主要是指承载能力、刚度、阻尼特性等。

(1)竖向承载力。橡胶支座的S1越大，或者钢板抗拉强度越高、钢板与橡胶板的厚度比越大，则竖向承载力越大。

(2)压剪承载力与水平位移。压剪承载力是指橡胶支座在发生某一规定的水平变形下的竖向承载力。在竖向压应力为10～15MPa情况下，一般要求当支座的极限水平剪切变形达到350％时，橡胶支座也不会出现压剪破坏。

(3)水平刚度。橡胶支座的水平刚度KH．受橡胶材料性能、支座形状系数及压剪条件等诸多因素的影响。当支座S1≥15，S2≥5，竖向压应力≥15MPa，设计剪切应变≤350％时，可以按剪切情况计算KH。

(4)竖向刚度。为确保支座在使用中不产生过大的竖向压缩变形，必须保证支座有足够大的竖向刚度Kv，一般由建筑结构设计时提出。影响Kv的主要因素有橡胶的硬度及弹性模量、支座形状系数(S1、S2)，以及竖向压应力和水平剪切变形。

(5)阻尼特性(阻尼比)。橡胶支座的阻尼比基本上代表了隔震结构体系的阻尼比。MRB、HD-MRB和LRB的阻尼比分别为3％～5％、10％～15％、20％～30％，因此LRB不需匹配阻尼器便可单独使用。

3.3 橡胶与钢板的黏合技术

隔震橡胶支座是由薄钢板和薄橡胶板交互叠合、模压硫化而成，钢板与橡胶板的黏合强度关系到支座在承载时钢板对胶层的约束效果及在发生地震时的变形能力，因此黏合强度极为重要。目前钢板采用喷砂处理，涂上由含卤聚合物弹性体、黏合增进剂和偶联剂等组成的热硫化胶黏剂。双涂比单涂更佳，黏合强度一般都在15kN・m-1以上。

4 结语

由于我国幅员辽阔，许多省、市都位于高烈度地区，所以抗震减灾的形势非常严峻，防震、抗震工作量大。用橡胶支座进行建筑物基础隔震的技术已比较成熟，其实际应用价值已得到了验证。加快这一技术的推广应用，特别是在高烈度地震区的应用具有重要意义，市场前景也十分广阔。

参考文献：

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关键词：高层建筑；结构设计；隔震

建筑的诞生之初就被认为是技术与审美融合的产物。这就意味着一个好的建筑，它必经得起适用性、经济性与美观性这三重考验。而伴随着高层建筑在我国的迅速发展和建筑高度的不断增加，高层建筑的安全性，坚固耐用性亦成为人们所追求的目标。

一、高层建筑的结构与设计理念

现代的高层建筑变得越来越纤细，产生更大侧移的可能性比以往大体积的多层高楼要大。建筑愈高，自然界所产生的重力荷载、风荷载和地震荷载的影响愈大。正因为如此，抵消这些荷载的结构作用成为高层建筑设计的一个重要方面。高层建筑对侧向荷载的动力反应，可以通过改进结构系统以及选择有效建筑形式的措施加以控制。因此，高层建筑的形式在很大程度上和结构的有效性有关，这也就决定了建筑的经济性。建筑的结构性能可以定义为建筑承受荷载以及抵抗侧移的能力，同时也决定着建筑各体量的组成。

从表象层面看，建筑表现为空间方面的概念的形式是表现总体环境的。对于某个建筑物最初方案设计.建筑师考虑更多的是它的空间组成特点，而不是详细地确定它的具体结构。但是，关于空间形式的整体设想，也要求建筑师必须考虑建筑形式中有关荷载与抗力之间关系的某些准则.即结构概念。所以，在进行高层建筑设计时，建筑师的基本任务是；一方面要与结构工程师及其他工程技术人员协调合作，另一方面要根据建筑功能要求、建筑立意，场地情况、外力特征，施工条件及效率等因素，寻找出最经济、合理、美观的建筑方案。

二、房屋基础隔震技术的基本原理

房屋基础隔震技术的基本原理就是在房屋的上部结构同地基之间实现柔性连接，一般是在上下结构的中间增加水平刚度低且具有适当的隔震和增加结构系统的柔性，使上部结构得以同可能造成破坏的地面运动分离，以达到降低房屋上部结构的地震能量加速，且提高房屋对于地震的抵抗能力的目的。可以说基础隔震技术通过“以柔克刚”的方式使得房屋的抗震性能大大提高。当地震破坏程度较小时，“隔震装置的初始刚度足以使房屋屹立不动”，在遇到破坏性大的地震时这种设计就可以保持房屋的基本结构让房屋不至完全倒塌。

三、房屋基础隔震设计的优越性

1.抗震能力。基础隔震技术能让房屋的整体结构得到有效的保护，同时也因结构的震动得以保持在较为轻微的水品内而让房屋的内部设施。同时在地震时，应用了基础抗震设计的房屋能够保持上部结构的弹性工作状态的正常运作，这可以给某些重要的建筑物以可靠的保护。

2.节约成本。首先，房屋基础隔震可以有效的保护房屋内部的浮放设备，防止内部物品的破损，减少了受灾群众的经济损失和次生灾害的发生。其次，抗震措施简单明了，隔震设计仅考虑隔震装置，“这样就可以把设计、试验、制造的注意力集中到这些构件上”因此建筑结构的设计与施工得以简化。最后，地震后无需对隔震建筑进行过多的维修。

四、高层建筑结构设计的特殊性

1.水平荷载成为决定因素。一方面。因为楼房自重和楼面使用荷载在竖构件中所引起的轴力和弯矩的数值，仅与楼房高度的一次方成正比，而水平荷载对结构产生的倾覆力矩，以及由此在竖构件中引起的轴力，是与楼房高度的两次方成正比；另一方面，对某一定高度楼房来说，竖向荷载大体上是定值，而作为水平荷载的风荷载和地震作用，其数值是随结构动力特性的不同而有较大幅度的变化。

2.轴向变形不容忽视。高层建筑中，竖向荷载数值很大，能够在柱中引起较大的轴向变形，从而会对连续粱弯矩产生影响，造成连续梁中间支座处的负弯矩值减小，跨中正弯矩之和端支座负弯矩值增大，还会对预制构件的下料长度产生影响，要求根据轴向变形计算值，对下料长度进行调整。另外对构件剪力和侧移产生影响，与考虑构件竖向变形比较，会得出偏于不安全的结果。

3.侧移成为控制指标。与较低楼房不同，结构侧移已成为高楼结构设计中的关键因素。随着楼房高度的增加，水平荷载下结构的侧移变形迅速增大，因而结构在水平荷载作用下的侧移应被控制在某一限度之内。

4.结构延性是重要设计指标。相对于较低楼房而言，高楼结构更柔一些，在地震作用下的变形更大一些。为了使结构在进入塑性变形阶段后仍具有较强的变形能力，避免倒塌，特别需要在构造上采取恰当的措施，来保证结构具有足够的延性。

五、高层基础隔震系统组成

基础隔震建筑体系通过在建筑物的基础和上部结构之间设置隔震层，将建筑物分为上部结构、隔震层和下部结构3部分。地震能量经由下部分结构传到隔震层，大部分被隔震层的隔震装置吸收，仅有少部分传到上部结构，从而大大减轻地震作用，提高隔震建筑的安全性。经过人们不断的探索，如今基础隔震技术已经系统化、实用化，它包括摩擦滑移系统，叠层橡胶支座系统、摩擦摆系统等。目前工程最常用的是叠层像胶支座隔震系统。这种隔震系统.性能稳定可靠，采用专门的叠层橡胶支座作为隔震元件，该支座是由一层层的薄钢板和橡胶相互盛置，经过专门的硫化工艺粘合而成，其结构、配方、工艺需要特殊的设计，属于一种橡胶厚制品。目前常用的橡胶隔震支座有：天然橡胶支座、铅芯橡胶支座、高阻尼橡胶支座等。

六、房屋基础隔震设计的应用方法

1.现阶段常用的隔震装置有：加铅芯的多层橡胶支座、橡胶隔震支座、摩擦滑动层隔震装置、阻尼器。这些隔震装置都各有其优缺点，具体什么选择还得按照房屋的总体设计需要来，但总的来讲要想隔震装置在地震中发挥作用，保证房屋整体的抗震性能和安全性，就必须就有适当的阻尼及消能能力基础隔震装置必须具有一定的阻尼、消能能力和竖向承载能力。

2.基础设计要点。当我们进行抗震设计的基础设计时可以不考虑隔震产生的减震效果，只需按原设防烈度着手设计即可。

3.隔震层设计要点。隔震层能在地震中起到应有作用是设计的根本，因而就必须确保整体隔震结构得以协调工作，这样一来我们在将具有合适刚度的梁板体系安排在隔震结构的项部的同时要做到让该层隔震装置的两种负荷——永久、可变负荷的“竖向平均压应力限值不超过相关规范规定，且在罕遇地震下不出现拉应力。”还有一点需要我们注意，就是虽然在前面已经列出了防烈度的相应系数，但是考虑到在遇到竖向地震是隔震层的相对无力，在上部结构设计是我们有必要把水平向换算烈度提高。基础隔震设计不是单靠哪一个部分就能够完成的，要想使得隔震设计的性能得到良好的发挥，就必须保证设计的每个部分都不能脱节，要重视连接点的重要性，从全局出发着手设计。

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【关键词】房建工程；叠层隔振技术；监理控制

中图分类号： U415 文献标识码： A 文章编号：

引言

地震是一种危害极大的突发自然灾害，为了追求更高的抗震安全，专家们提出了在建筑物上部结构和基础之间设置隔离装置，阻止强大地震能量向上传递，减少上部结构的地震灾害。迄今，以叠层橡胶垫为隔震装置的基础隔震技术最为成熟，在许多新建、改建工程中得以采用，取得了良好防震减灾效果，因此《建筑抗震设计规范》GB50011-2001增加了有关隔震技术的内容，对设计人员熟悉和掌握这种技术提供了保障。但由于目前还没有这方面的施工及验收规范，对质量控制的监理人员来说，了解建筑隔震知识、掌握质量控制要点和标准非常重要。笔者结合工程实践，谈谈对叠层橡胶垫隔震工程质量监理的一些认识。

1叠层隔震技术原理及特点

目前应用最广泛的叠层隔震技术主要是叠层橡胶支座隔震技术，其主要原理是叠层橡胶隔震支座主要组成部分有下预埋板、支座、上预埋板以及连接螺栓等等，支座是其组成的核心部分，主要组成部分是上下连接板和橡胶层，大多由多层钢板和多层橡胶以及其他材料交替叠置结合而成。能够形成一种竖向承载力极大而水平刚度较小的装置，能够具有较大的水平侧移容许值，能够承受竖向地震作用和有效化解水平地震作用。

叠层隔震技术具有很多特点，应用此技术的房建工程具有足够的竖向承载力和竖向刚度以及明显稳定的隔震效果，其水平刚度足够小，能够保证建筑物的基本周期延长，达到2―3秒或3秒以上。房屋建筑工程还能具有恰当的阻尼比，能够很快地吸收地震能量，将上部结构的地震反应减到最少。应用这种技术还能使房建工程的弹性复位功能趋于稳定，也就是说能够保证其在多次地震中自动瞬时复位。此技术构造简单，能够很方便地进行安装检测以及修复，并且具有足够的耐久性，一般能保证房建工程的正常使用寿命为60年。很多工程实际经验证明，应用这种技术的房建工程能够很好地经受真实地震的考验，提高房屋的安全度，能够使得建筑物抗震安全系数提高4―8倍以上。

2主要监理内容及技术关键

主要监理内容：了解叠层橡胶隔震支座的基本原理和作用，主要做好叠层橡胶隔震支座的预埋、安装和检测的监理工作保证满足橡胶隔震支座的高精度要求。

技术关键：一是做好叠层橡胶隔震支座的准确定位的监理;二是叠层橡胶隔震支座的下预埋板顶面标高的控制三是叠层橡胶隔震支座的下预埋板顶面水平度的控制;四是水平变形观测及分析。

3监理主要控制措施

3.1 前期准备

首先要对参与房建工程叠层隔震施工的监理人员和检测人员进行培训，使得相关工作人员对叠层隔震技术的工艺流程和基本原理有个充分的认识和了解，此外还要对施工图纸非常熟悉，以便能够做好对房建工程叠层隔震技术施工方案的监理审批。在质量检测单位和生产厂家的选择上，也要严格审查其资质，做好充分的准备。

3.2 严把材料关

在材料方面，首先要保证叠层隔震技术相关材料必须符合设计规定以及有关标准的要求，要有相应的原材材质书及复试报告，以及有资质单位全数检测报告或者是出厂质量证明书。在材料进场时，要按照程序规定对其进行检验，保证叠层隔震技术装置的上下预埋板、隔震支座以及锚栓的总高度符合要求，零配件准备齐全，并做好定位标志。在进行施工前，还要进行复核以及施工技术交底，才能进行材料的使用和安装。

3.3 要严格控制房建工程叠层隔震技术的每道工序，控制其施工要点

此技术装置的主要监理工作流程及质量控制措施工艺流程为：预埋钢板焊锚筋定位、安装并固定下预埋钢板支墩模板支立隐预检浇注支墩混凝土养护至80％强度对号安装橡胶支座及上预埋钢板，并防护专检绑扎上部结构钢筋支模隐预检浇注上部结构混凝土拆除模板……（结构完成后）拆除临时防护板涂刷防腐材料正式防护。质量控制措施建筑隔震支座的安装重点是控制好下预埋板的水平度（其精度要求在边长／500以内），其安装难点是如何保证隔震支座上下预埋板锚筋与结构梁冲突问题。首先是预埋钢板焊锚筋，要确保施工单位是按图纸要求进行施工的，可以采用旁站监理的方式审查其钢筋的数量，并确保其长度、规格及焊缝长度、宽度、焊条种类等等都符合图纸要求和有关标准的要求。下预埋钢板的定位、安装以及固定要控制好其定位标志，并且控制好下预埋板的水平度，可以采用旁站监理的方式进行监理控制，进行多次复线，确保其符合图纸要求，并且要确保每道工序完成后才能进行下一道工序。

3.4 对模板及混凝土工程的监理控制

模板工程以及混凝土工程的监理主要控制内容是控制好钢筋及预埋件的质量，保证其验收合格后并且通知测量工程师检查复线以及质检站会同设计进行验收无误后才能进行封模工作。在进行混凝土浇筑的过程中，要对施工单位进行严格的要求，保证下预埋板的位置及标高，一旦发现有走位或者异常现象，监理工程师有权要求施工单位暂停施工，并且马上将混凝土清楚掉，并及时将情况报告给监理技术负责人及总监，要求施工单位重新定位后方可继续进行。这个过程的监理工作最适合采用旁站监理的方式进行，保证混凝土工程的质量符合要求。混凝土浇筑完毕后，还应该对混凝土的养护过程进行监理，通过检查相关资料的方式，检查同条件试块强度的检验报告，确保混凝土养护至80％强度，才能材料工程师签署拆模令，进行支墩模板的拆除。

4监理还须注意的几个问题

4.1 下预埋钢板安装准确后，必须与下部结构的钢筋点焊牢固，浇注混凝土时不得发生任何方向的位移。

4.2 上下预埋钢板与橡胶垫的连接钢板之间涂黄油做隔离剂，以便维修时方便更换橡胶垫。

4.3 橡胶垫运到施工现场按型号堆放，采取有效保护措施防止碰撞、划伤，防火。安装后在进行上部结构施工时也要采取防护措施。

4.4 橡胶垫连接钢板和外露连接螺栓均要采取防锈保护措施。

4.5 上部结构施工过程中，上部结构、隔震层部件与周围固定物应脱开，脱开距离须满足设计要求。

4.6 橡胶隔震层安装完成后，对每个橡胶支座的初始高度进行测量，以后上部结构每增加一层测量一次，并做好测量记录。

4.7 室外台阶、散水等与上部结构连接部位和穿过隔震层的管线都须采用柔性连接，保证上部结构在地震时不受约束。

4.8 质量验收时资料要齐全、真实可靠。验收资料包括：叠层橡胶垫供货企业的合法性证明，出厂合格证书，出厂性能检验报告，现场抽检报告，隐蔽工程验收记录，预埋件及隔震橡胶支座的施工安装记录，结构施工全过程中隔震支座竖向变形观测记录，隔震结构施工安装记录，上部结构与周围固定物脱开距离的检查记录等。

结束语

叠层橡胶垫建筑隔震体系对隔震层的施工要求比较严格，只有对隔震层的精确安装，使隔震层的位移不受任何约束和干扰，才能保证地震时隔震层的水平运动并瞬时复位，充分发挥隔震的作用，真正提高整个建筑物的安全度。这需要参与建设各方的共同努力，相互配合，才能达到满意的效果。

参考文献

[1]凤俊,王国平.橡胶隔震支座在房屋隔震工程中的应用[J]. 山西建筑. 2009(09)

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关键词：抗震技术；房屋结构；设计；措施

1、抗震性对于房屋结构的重要性

地震作为一种常见的自然灾害，具有破坏力大、不易预测的特点，一旦发生如果房屋没有抗震技术的应用，很可能会遭受毁灭性的打击，给人们的生命和财产安全带来重大影响。因此，抗震性对于房屋结构的重要性不言而喻。国家抗震规范中对于建筑的抗震要求是“小震不坏、中震可修、大震不倒”，按照这个要求我国的房屋结构设计在抗震性上有了很大的发展，抗震技术的应用也越来越成熟，有效的降低了地震所带来的损害，但在现如今人们对生活质量要求越来越高，房屋装饰越来越豪华的大背景下，避免人员伤亡的同时尽最大可能的保护房屋成为了抗震技术应用层面一个新的课题。

2、抗震技术的基本原理

地震灾害发生时，巨大的能量会被释放出来，以能量波的形式向周围传递，来影响建筑物，使建筑物随之发生震动，进而遭到破坏。而建筑物在地震中震动的程度则取决于建筑物自身的阻尼，当结构设计的建筑物阻尼较大时，就能有效化解地震释放出来的能量波所引起的震动，降低建筑物的受损程度，因此，抗震技术的基本原理就是在房屋结构设计时，满足其他需求的同时，尽可能的增大房屋自身的阻尼。

3、抗震技术在房屋结构设计中的应用

1） 房屋结构水平和垂直布局设计。构件的水平和垂直两个方向上的合理布置，是房屋结构设计中的一项基础性内容，因为抗震性能很大程度上受墙、柱的水平和垂直位移的影响。所以，在房屋结构的设计中，要想提高其抗震性能，则应当遵循以下原则： 水平和垂直方向上的构件都要简洁整齐，且其质量与刚度的中心应当重合。在垂直方向的设计中，应当尽可能的使构件的中心靠下，杜绝上重下轻的情况出现，同时严格控制其刚度和均匀性。

2） 提高房屋结构整体抗震性的设计。a.科学合理的选择地基。地基的好坏是影响房屋结构抗震性的基础性因素，在设计初一定要经过充分的调查研究，科学合理的选择地基，特别注意避免地基的变形情况。b.连续性设计。房屋结构设计要想提高抗震性能，应当保证房屋结构在整体上的连续性，确保房屋的各个构件的连接可靠，使房屋结构是一个完整的整体，当发生地震时，房屋依靠其结构上的整体性，能有效的化解和分散地震产生的能量。c.规则性设计。房屋结构的设计中规则性对于抗震性的影响也很大，在实际设计时应当最大可能的采用规则设计，凭借对称性的结构来抵御地震，避免一些损害。尽量不采用一些不规则的设计方案，如考虑到美观等方面的因素，无法避免一些不规则结构时，应当科学合理的设置抗震缝，让不规则结构单独成为一个整体，最大限度的提高房屋整体结构的抗震性能。

3） 减小地震对房屋结构破坏作用的设计。a.隔震层。隔震层是减小地震对房屋破坏作用的有效手段。一般来说，隔震层都会安装在地基与结构主体的连接部分，使用诸如摩擦隔震元件和橡胶隔震支座等构件，地震发生时能够起到有效的缓冲作用，同时还能有效减小房屋内部物体移动、倒塌带来的二次破坏。b.反摆。反摆设计是一种比较新型的减少地震破坏作用的设计，目前还不是十分的成熟，一般设置在房屋结构的顶部，当发生地震时，反摆会产生阻尼运动，能够减小地震所引发的房屋的加速度，使房屋结构的震动变小，从而降低地震对房屋结构的破坏作用。

4、房屋结构的刚度设计

房屋的刚度对于房屋结构的抗震性来说是至关重要的，因此在选用建筑材料时应当充分考虑钢筋和混凝土的型号。尤其是用于双层加固的钢结构，应当事先确定已有结构的强度，保证上下两层结构在阻尼比和刚度上的一致性。另外需要注意的就是房屋结构设计时不让房屋整体结构的刚度过大，因为过大的刚度会使房屋在地震中承担过多的外力，一旦超越其承载力，后果会不堪设想。而如果刚度不足，则会导致房屋整体结构容易发生变形，地震中也会遭受很大破坏。因此，房屋结构的刚度设计要科学，不能过大，也不能太小，要在一个合理的范围内，这样才能有效的提高房屋结构的抗震性能。

5、进一步提高我国房屋结构抗震性能的措施

经过几十年的发展，我国房屋结构的抗震性能有了很大的发展，但是一次次的重大地震灾害让我们不能满足于此，必须进一步的提高房屋结构的抗震性能。

1） 进一步提高房屋质量。加强房屋施工质量管理，严格按照有关的规定进行施工。制定相应的施工标准，根据不同的标准要求，选择施工材料，尽量选用强度大且质量小的材料，诸如草纤维板、石棉纤维板等，确保房屋结构的强度和刚度。另外，混凝土的配制也要严格按照标准执行，严格把控浇筑过程，避免气泡和不均匀的现象产生。

2） 加强对抗震技术应用的监管力度。要加强对抗震技术实实在在落实到房屋建设当中的力度，营造良好的监管氛围，对每个环节，包括施工质量、技术以及文件资料都要认真监理审查。将抗震技术纳入监管范围，可以采取随机抽查和定期抽查相结合的方式，监督施工企业对于抗震技术应用落实的情况，发现不合格者严肃处理。

3） 开发新型的抗震材料： 弹性混凝土。弹性混凝土是一种新型的建筑材料，它是将诸如橡胶粒、纤细聚合纤维等材料添加到混凝土当中，使其张力变的很大，能够有效的缓解地震所释放出来的巨大能量，我国在这方面的研究也开展的很多。未来，随着科学技术的不断发展，弹性混凝土必将在房屋结构抗震性能上开辟出一片新天地。

结语

建筑结构抗震近几年来在我国引起了越来越多的关注，几次重大的地震灾害更是揪起了全国人民的心。因此，房屋结构的抗震性也就受到了广泛的关注。作为房屋结构设计中的关键因素，抗震性能无疑是保障房屋结构安全的基石。如今，我国的房屋结构设计基本都考虑到了抗震性，抗震技术的应用有了大幅的发展，实实在在的确保了广大人民的生命和财产安全，确保了社会的稳定发展。本文通过对各方调查研究，对抗震性的重要性、抗震技术的研究现状，抗震技术在房屋结构设计中的应用以及提高我国房屋结构抗震性能的措施，都进行了深入浅出的分析，为抗震技术的进一步发展提供了科学的理论依据。

参考文献：

[1]俞发财.钢结构民用房屋的抗震设计[J].科技传播，2010（ 8） ： 32-33.

[2]王勉，杜文.谈房屋建筑结构中的抗震设计要求[J].山西建筑，2012，38（25） ： 45-46.

[3]庄仕锋，沙静伟，庄涛.建筑物隔震技术国内外发展状况[J].建筑技术开发，2009（1） ： 198-199.

[4]侯艳斌.谈钢筋混凝土结构基于性能的抗震设计理论[J].山西建筑，2013，39（20） ： 31-32.

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关键词:连续梁桥，隔振，隔振摩擦摆支座，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

中图分类号： U448.21+5 文献标识码：A文章编号：

0 引言

对于大跨度连续梁桥结构，在地震作用下，上部结构地震惯性力较大，上部结构纵桥向绝大部分地震惯性力都由固定墩来承受，如何有效地减小固定墩所受的地震力是其抗震设计的关键。采用隔振设计，可以使下部关键构件保持在弹性状态。隔振的基本原理是利用隔振装置的柔性来延长结构体系的周期，减小结构地震反应[1][2]。本文以一实际工程为例，通过计算其安装板式橡胶支座和隔振摩擦摆支座时，在地震作用下的时程反应，并对比计算结果，从而得出隔振摩擦摆支座在抗震方面的优越性能。

1隔振摩擦摆支座的构造及工作原理

隔振摩擦摆支座主要包括用限滑动螺栓、不锈钢材料的球形滑面滑槽、涂有Teflon材料的滑块以及用来与上部结构相连的盖板，其构造示意如图2所示。摩擦摆支座通过球形滑动表面的运动使上部结构发生单摆运动,隔震系统的周期和刚度通过选取合适的滑动表面曲率半径来控制,阻尼由动摩擦系数来控制。限滑动螺栓剪断前，摩擦摆隔震支座不发生滑动，在其支撑下的隔震桥梁结构与普通桥梁结构相同；当地震将限滑动螺栓剪断后时，摩擦摆隔震支座发生位移。

1-滑动曲面；2-抗滑螺栓；3-限滑块

4-滑动块；5-上座板；6-下座板

图1 全桥有限元计算模型 图2 摩擦摆支座构造

2桥梁受力分析

2.1 模型概况

用桥梁分析软件MIDAS来模拟全桥有限元计算模型。全桥共分为125个节点，122个单元，均用杆单元来模拟。在进行地震分析时,采用地面加速度时程进行时程分析与计算,故在建模时不考虑桩基础的作用。摩擦摆隔振支座用一般连接特征值中摩擦摆隔振装置模拟；板式橡胶支座用节点弹性连接模拟。模型如图1。

2.2选取地震波 [3][4]

根据《公路桥梁抗震设计细则》（JTG/TB02-01-2008)5.2规定，地震作用输入采用设计加速度反应谱。时程分析选取El-Centro波、Taft波和天津波 (Tianjin wave(1976.11.15，Ninghe Earthquake))。三条地震波分别用wave-1、wave-2、wave-3表示。

2.3 桥梁在地震波作用下的受力分析

这里只分析2号墩在安装板式橡胶支座和隔振摩擦摆支座时顺桥向的反应情况。

通过计算，2号墩安装板式橡胶支座时在三条地震波作用下顺桥向最大弯矩为4419 kN m，最大剪力为25978kN，最大位移为30mm。

通过计算，2号墩安装隔振摩擦摆支座时在三条地震波作用下顺桥向最大弯矩为6758 kN.m，最大剪力为4671 kN，最大位移为15mm。

3 摩擦摆支座隔震效果分析

在三种地震波分别作用下，隔振摩擦摆支座的隔振率如表1所示：

表12号墩顺桥向隔震效果

计算小结：2号墩采用隔振摩擦摆支座时的时程反应情况相比采用板式橡胶支座时，减震效果明显：墩底顺桥向弯矩最大减少85.1%，墩底顺桥向剪力最大减少84.4%，墩顶顺桥向位移最大减少50%。

4 结论

综上所述，采用FPB隔振摩擦摆支座后，由于在桥梁上部结构与下部结构之间形成了隔震层，地震时上下部结构运动隔离，不同步，通过隔震支座滞回耗能有效地减少了桥墩承受的弯矩和剪力，降低了墩顶位移以及墩底得受力.实践表明, 隔振摩擦摆支座是一种力学性能良好的隔震装置,能够有效降低地震力,降低工程总造价。隔振摩擦摆支座在桥梁工程中的应用,对于提高桥梁结构的抗震性能,提高桥梁工程建设的经济性具有重要意义。

参 考 文 献:

[1] 吴陶晶 李建中 管仲国. 隔振装置作用机理及其在大跨度连续梁桥中的应用[J]. 结构工程师. 2009. 25(4): 103-107

[2] 陈永祁 杨风利 刘林. 摩擦摆隔震桥梁的设计及应用[J]. 工业建筑,2009. 39:256-230

[3] 王常峰. 桥梁结构非线性地震反应研究[D]. 兰州交通大学, 2009

[4] 范立础 王志强. 我国桥梁隔震技术的应用[J]. 振动工程学报. 1999. 12(2). 173-181

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【关键词】 高耸结构；振动控制；发展现状；工程研究

结构振动控制是一个应用领域广泛的工程问题。所谓结构振动控制(以下称为结构控制)是指采用某种措施使结构在动力载荷作用下的响应不超过某一限量,以满足工程要求[1]。

随着现代工业的发展和工程技术的进步,结构向大型化、柔性化发展,与此同时结构的工作环境变得更加多样化复杂化。而传统结构抗震设计是通过加大构件尺寸、提高材料强度等来加强结构自身的抗震能力，这些方法除了对随机振动的适应性不佳外,保护目标也比较单一,而且使结构造价大大增加。这样就导致振动问题日益突出,结构振动控制成为十分重要的而且具有挑战性的课题[2]。

一、结构振动控制的发展现状

上世纪80年展起来的结构振动控制技术可以有效地抑制结构的振动响应。1972年,美国学者J.T.P.Yao首先应用控制理论研究土木工程结构振动控制问题,立即引起了广大学者的兴趣,并继而进行了卓有成效的研究。结构振动控制技术根据所采用的控制措施是否需要外部能源可分为以下4类:被动控制、主动控制、半主动控制及混合控制。结构振动控制能有效提高结构的安全性,具有重要的实用意义。被动控制分为隔振、消能减振和调谐减振三大类。

1、粘弹性阻尼减振

粘弹性阻尼减振是耗能减振的一种。耗能减振技术是在结构中设置一些耗能装置以达到减振的目的。耗能减振的原理是,安装在结构中的耗能装置在结构振动时发生塑性屈服或摩擦滑动或克服阻尼力做功,将结构的部分动能转化为热能而耗散掉,从而达到减振的目的。耗能减振技术因其减振效果好、构造简单、造价低廉、适用范围广、维护方便等特点而愈来愈受到国内外学者的重视,多种不同类型的阻尼器已被研制出来且在应用中取得了良好的效果和经济效益。

图1所示粘弹性阻尼器一般由粘弹性材料和约束钢板组成，其耗能机理主要依靠粘弹性材料的剪切滞回耗能特性来增加结构的阻尼,减小结构的动力反应。粘弹性材料属于高分子聚合物,既具有弹性性质,又具有粘性性质，前者可以提供刚度,后者可以提供阻尼，因此可以耗能减振。粘弹性阻尼器性能可靠、造价低、安装方便、经久耐用，适用于各种动荷载引起的结构振动减振等。近年来开发出的装置还有:沥青橡胶组合粘弹性阻尼器、粘弹性橡胶剪切阻尼器、超塑性硅氧橡胶粘弹剪切阻尼制震系统、杠杆粘弹性阻尼器。粘弹性材料在结构工程中的应用始于1969年建成的美国110层的纽约世界贸易中心。为减小风振反应，该结构的两座塔楼上各装有10000个粘弹性耗能器。1993年,美国加州SanJose市一座位于地震高烈度区的13层钢结构建筑采用了这种阻尼器进行抗震加固。

2、调谐质量阻尼减振

可调谐质量阻尼减振最早是由Den Hartog在40年代提出。它的基本原理类似于动力吸振器。其示意图见图2：

目前TMD已在考虑风荷载的条件下建筑结构的振动控制中得到很好的应用。今年来人们开始将TMD应用于考虑地震作用下建筑结构的振动控制中，并对其有效性进行分析和实验。分析结果表明再考虑同一个建筑物在不同地震输入作用下，以及在考虑同一条地震输入作用下不同建筑物的情况下，TMD对控制建筑结构振动有着不同的效果。也就是说，TMD的效果对地震地面运动的频率依赖性较大，当结构固有频率接近地面运动主频率时，TMD能够有效地控制结构的振动；但当结构固有频率远离地面运动主频率时，TMD的效果将远远降低。也即TMD对减少结构的第一阶模态振动有明显的效果。但对高阶模态的效果不是很明显。

为了克服TMD的不足之处，Clark提出在建筑物中用多个TMD(MTMD)与结构相连，每个TMD的质量和阻尼系数相同，MTMD的平均频率和结构的固有频率相同。分析可知MTMD能够在较宽的频带里控制结构的振动。而且，优化MTMD比优化TMD更为有效。Setareh提出用两个TMD串联后与建筑物相连（DTMD），分析可知在简谐激励零均值随机白噪声激励下，采用DTMD比采用单个TMD更为有效。

到目前，世界上已有许多建筑物安装了TMD，这些已安装的建筑物主要考虑风载作用下的振动相应的控制。

二、我国的结构振动控制技术的发展现状

我国自80年代后期开始研究隔震技术，1996年后转向工程试点和推广应用,相继推出了橡胶隔震技术规程、隔震支座产品标准等，并在《建筑抗震设计规范》中,增加了隔震和消能减振内容，表明隔震技术的研究与应用已逐步趋向成熟,将在我国得到规范化的推广应用。1998年北京饭店抗震加固中采用了法国JARRET公司生产的油缸式粘滞阻尼器。1998年北京火车站采用了美国Taylor公司生产的油缸式粘滞阻尼器进行抗震加固。近几年,摩擦耗能减振技术也有蓬勃发展,我国学者和工程设计人员也正致力于该技术的研究与工程应用。单一不变的锁紧力往往不能满足不同强度地震的消能要求，为此，张维熨、杨巍彪发展了多级摩擦阻尼器。武汉工业大学瞿伟廉教授研制开发的被动及半主动摩擦阻尼器取得了明显的减振效果。粘弹性阻尼器在我国的土木工程中也得到越来越多的应用。宿迁市13层交通大厦采用国产粘弹性阻尼器进行减振设计，计算表明，设置粘弹性阻尼器后提高了结构的抗震可靠度,节约结构造价约10%，且使用面积也有所增加。

参考文献

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关键词：建筑工程；施工；结构；抗震技术

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

中图分类号：TU973+.31文献标识码：A 文章编号：

一 建筑工程施工中的结构抗震技术基本原理

地震发生，地壳内部释放巨大能量，并以能量波形式传递给周围。在波及范围内，它的输入能量损坏建筑物，建筑物收到能量波的作用而发生剧烈震动，严重时建筑物会遭到破坏而倒塌。地震时，建筑的剧烈振动与本身阻力有着直接的联系，阻力越小，吸收和消耗地震能量就越小，振动程度就越高，反之则越轻。

因此，建筑工程施工中的结构抗震技术就是通过增加建筑物阻力，增大其吸收和消耗地震能量的效率，以道道减少损害、减轻振动的目的。建筑工程施工中的结构抗震技术与传统抗震技术相比，结构抗震技术将地震作为释放能力的过程，以增加建筑物阻力，产生主动抗震的作用，从而达到减轻建筑物受地震的损坏程度。传统抗震技术是将地震作为力的作用，以增加建筑物强度和刚度，形成被动防震，实践证明，传统抗震上技术的效果很不理想。

二 建筑工程施工中的结构抗震技术的设计思想

结构抗震主要设计一个能抗震的建筑，首先需有能抗震的建筑场地，建筑结构是平立面且尽可能规则，结构体系具有不间断、合理的传力途径。同时，需保证结构整体性，当地震作用于建筑物时，结构能共同工作，将抗震达到极限。构建遭破坏具有先后顺序，必要时需牺牲次要结构，以使地震能量得到有效消耗，保护好主要的结构，使生命和财产损失最小化。

首先，避开不利区域。建筑物的抵抗地震能力，需要一个坚实地基。因此，在选择建筑场地时，应根据工程的实际需要，全面掌握工程地质、地震活动情况和地震地质等相关信息资料，综合评价对抗震是否有利、危险地段。如发现不利地段，应避开这类区域。若无法避开，应采取相应的有效措施。在危险地段，禁止建造建筑。地震发出的能量，不仅可直接破坏结构，还可引起地基不均匀沉降、地表地裂和错动、砂土和粉液化、滑坡等现象，对建筑物造成间接破坏。优质的建筑场地，能有效增加建筑物的抵抗地震能力，还可减低成本、减少投资。

其次，建筑设计和协调结构。建筑抗震设计需要非常专业的知识结构，由于施工分工不同，工程结构师往往驻中国对地震作用的分析，因此，建筑工程师权力协助建筑设计人员，合理调整建筑物平立面，使其美观大方，功能齐全，既能满足结构规则，又符合抗震设计的标准。具体做到建筑平面对称、规则，具有良好的整体性能。

第三，选择建筑立面、平面的外形。许多地震研究调查显示，应力多集中在质量分布、借助立面、平面、构件截面、材料强度等突变处，因此容易发生震害。质量中心与刚度中心的偏离，易引发建筑物扭转，导致较为严重的震害。建筑物若整体性较差，例如：抗侧力结构不连续、构建错位等，由于传力通路不畅通，大大降低了抗震性能。若建筑物不规则，在进行结构设计时，需进行内力调整和地震作用计算，且需对薄弱位置进行有效的抗震构造。若建筑物因设计方案不合理，造成不必要浪费，严重时会留下安全隐患，则这个抗震设计就是非常失败的。

第四，选择结构体系。确定建筑结构后，需合理选择结构体系。设计人员需根据抗震的设防烈度和类别、场地条件、建筑高度、结构材料、施工和地基等因素，结合经济、使用和经济条件确定结构体系。结构体系应有合理的地震传递作用途径和计算简图，设计人员能轻松掌握地震作用，发现错误的计算结构。在抗震设计中，正确对传递途径进行分析，合理调整、分配内力，加强较弱的构件和结构，防止因部分构件的破坏，而导致整个结构的承载能力和抗震能力降低。

三 建筑施工中的结构抗震技术分析

首先，被动控制。这种防震技术是在增加子系统于建筑物的部位点，或处理某些构件，以使动力特性发生改变。目前，这种被动控制技术已在建筑工程施工中被广泛应用。这种技术主要分为隔震技术和消能减震技术：其一，隔震技术。这种技术指在基础部分构建一个控制机够，阻隔地震能量的传送，以使建筑物振动减轻，达到降低地震破坏的目的。目前，研发的隔震装置非常多，主要支撑式摆动、层橡胶垫、摩擦滑移、混合等隔震装置；其二，消能减震技术。这种技术是利用建筑物中某些部件，将其设计为耗能元件，或安装阻力器。在风荷载和小震作用下，这些耗能元件和阻力器发挥弹性，增加建筑物整体测量刚度，以引发抗震作用。如发生强烈地震，消耗元件和阻力器则产生非弹性作用，大大增加建筑物阻力，消耗和吸收地震能力，减轻建筑物主体的振动，达到保护建筑物的目的。消能减震技术具有安全、经济、合理、维护费用较低等特点。

第二，主动控制技术。这种技术是由外部能源实现抗震，需通过添加作用力，作用力与振动反向相反，以达到减震的目的。技术原理：传感器监测建筑物的动力响应和外部激励响应，将信号向计算机传输，计算机程序对添加作用力的大小进行计算，然后通过外部能源控制驱动系统产生所需作用力。目前，建筑工程施工中这类型研发的抗震装置有：主动质量阻力、拉索、动力空气挡风板、发生脉冲发生器、支撑等系统装置。

第三，半主动控制技术。这种技术主要通过控制机构，对地震时建筑物的结构参数进行调节，以达到减震的目的。这种技术不需外部能源和强电，只需弱电装置实现供电就行。半主动控制技术需控制开关，通过开关对控制器状态进行调节，以使建筑物动力的特性发生改变。目前，这类型的减震装置有：可变刚度、可变阻力、可控液体阻力、可控摩擦式等。

第四，混合控制技术。这种技术是主动和被动控制的综合运用，充分利用这主动和被动控制技术的抗震优点，利用被动控制消耗和吸收地震能量，运用主动控制实现抗震，因此，混合控制技术在建筑行业被广泛应用推广。当前这类型的抗震装置主要有：主动控制和阻力消耗结合系统、主动阻力系统和调谐阻力结合系统、主动阻力系统和滑行体阻力结合系统、主动控制和隔震控制结合抗震系统等。

在四种抗震技术中，主动控制技术的抗震效果最为明显，但由于它需要大量的外部能源，控制系统也较为复杂，因此在实际应用不够普及。被动控制技术的实用性非常大，因此在实际应用中最为广泛。半主动控制技术具有价格低廉、精确度较高等优点，具有非常广阔的市场前景。混合体控制技术结合了以上三种技术优势，效果非常突出，因此前景较为广阔。

四 结语

随着国民经济的不断发展，对于建筑行业的抗震技术要求也越来越高，抗震技术也在不断的更新和多样化发展。当前，建筑工程施工中的抗震技术需根据抗震设计原则和原理，避开不利区域、协调建筑设计和结构、合理选择建筑立面、平面的外形等，采用相应的抗震技术，如被动控制、主动控制技术、半主动控制技术、混合控制技术等。当然，各个抗着技术并非非常完善，需要我们进行更深层次的思考和研究，以保证建筑结构的高抗震能力。

参考文献

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[2] 贾崇权,田慧平.建筑结构设计中抗震概念设计的优化准则与构造措施[J].城市建设理论研究（电子版）,2012,(3).

[3] 肖登奎,戴朝晖.建筑结构基础隔震技术的发展[J].建筑技术开发,2002,29(5):1-2.

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关键词：建筑新技术；分类体系：应用

建筑技术有许多分类方法，其有广义和狭义之分。狭义建筑技术是指建筑设计和施工的技能、知识、手段、规则方法等等，而广义技术则指不仅包括狭义建筑技术，还包括了建筑生产过程涉及到劳动对象、工具和产品等。将建筑技术分类为建筑设计媒介技术、建筑材料、建筑结构、建筑构造和工艺、建筑物理环境、建筑设备系统和建筑节能等。通常所说的建筑新技术是广义上的，因此根据技术论和技术创新论原理，从技术产生的方法、市场和社会需求、技术创新的进程以及生产要素等几个方面进行建筑新技术分类。

1 按建筑技术研制的目的进行分类

任何一项具有价值的新技术的产生都是为适应社会和市场要求，这也是新技术研制的目的。这种分类可以表明建筑新技术的目的，确定其研究价值。没有社会和市场需求的新技术是没有生命力的。此方法可以分为3种：第一种，节约劳动与资本型建筑新技术。这一类新技术是通过技术移植等方法，寻求新的成本低廉或生产效率更高的新技术替代原有技术，或者对原有技术从降低成本或提高生产效率角度进行改进。例如，早拆模技术、爬升脚手技术、粗直径钢筋连接技术等。第二种，节能省耗型建筑新技术。从全世界范围来看，各类建筑及其附属设施消耗了50%以上的物质原料，而建筑在建造与使用过程中又消耗了全球能源50%。因此，近几年来节约资源和能源的建筑新技术得到很大发展，从墙体材料改革、围护结构节能保温技术与材料的开发到太阳能技术的应用等，并且这将是未来一个主要的发展方向。资源和能源的节约不仅仅体现在建筑材料的使用上，它涉及到建筑设计（如自然光采用技术）、建筑结构（如钢-混凝土结构体系）、建筑施工（如竹胶合板模板技术）等整个建筑过程。

2 按建筑生产要素进行分类

按生产要素分类，就是根据建筑生产的过程和生产要素进行分类，这是传统的分类方法。这一类分类可以表明建筑新技术的用途和应用的阶段。此方法可分为5种：第一种，施工新技术施工新技术指在工程施工中所应用的新方法、新技术和新工艺，施工技术和管理的经验，施工技术与管理问题的解决方案，新型的施工机械及应用等。第二种，建筑新材料。建筑新材料是指那些新出现或已在发展中的、具有传统材料所不具备的优异性能和特殊功能的材料，包括对原有建材材料改进的新材料。第三种，建筑设计新技术。建筑设计新技术是指在规划设计和建筑设计过程中应用的新的理论、经验和理念，以及解决设计中所遇到的问题的技能、手段及方法等，包括规划设计、建筑构造设计、建筑物理等。第四种，建筑新产品。建筑新产品是指建筑业内各专业所生产出的新型的产品中，包括具有新的建筑物形态、新的建筑构件及部品等。新产品在技术指标、性能、结构、原理、规格上比老产品有显著改进和提高或者是填补空白甚至独创的产品。对老产品进行改进，或使其变型、派生、性能有所提高或有新的用途等，都可称为新产品。

3 按建筑技术创造和产生的方法进行分类

这种分类法可以表明建筑新技术研究的方法，并可启发和拓宽研究的思路。可分为5种：第一种，技术综合型建筑新技术。把建筑领域或其他领域的两个或两个以上的相关的现有技术原理或技术成果进行组构和整合，从而创造出具有新功能的技术系统，形成新的建筑技术，称为技术综合型建筑新技术。例如，将传统的钢筋砼结构与钢结构两种结构形式组合，形成了一个全新的结构体系-钢-混凝土组合结构。第二种，移植型建筑新技术。把国外的或其他领域先进的或新的技术移植于建筑领域，形成一种适用于我国建筑领域的新的技术原理，从而导致建筑技术发明或技术革新，这类新技术可称为移植型建筑新技术。移植方法包括直接移植（不改变被移植技术的技术原理，但在移植中一般需要在外型、规格和品质上要适应建筑本身的要求）、类比移植（采用类比方法移植功能上相似部分）和推测移植（从所公开的片断研究结果和资料及基本原理加以研究推测）等。如在建筑天然采光中移植光导纤维技术，在混凝土结构加固中引进碳纤维材料等。第三种，仿生型建筑新技术。以生物系统原理作为建筑新技术原理构思的源泉，通过模拟生物的结构和功能原理可构造出新的建筑技术，称为仿生型建筑新技术。实际上，建筑仿生已成为一种新的潮流，一门被称为“建筑仿生学”学科正在兴起，其主要研究内容包括功能仿生、结构仿生、形式仿生和概念仿生等。例如，借鉴深海扇贝形外壳的结构形式，卓新等提出了一种新型的网壳结构一扇贝形网壳结构。第四种，原理推演型建筑新技术从基础科学中的科学理论与原理出发，经过一系列的实验研究和理性思维加工，得出一些适用于建筑生产的比较具体的概念和原理，然后再经过一系列的构思和实验研究，由此实现科学原理向技术原理的转化，最后导致建筑新技术的产生。这一类建筑新技术可称为原理推演型建筑新技术。例如，根据地球板块运动理论的力学分析和地球力学的新理论，工程结构学家提出全新的建筑抗震结构设计体系一隔震技术和消能减震技术。

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[关键词]型钢混凝土；组合结构；优化设计方法

中图分类号：TU398.9 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）01-0136-01

型钢混凝土结构主要由以下两个方面组成：①型钢混凝土柱；②型钢混凝土梁。型钢混凝土具有承载力高以及弹塑性好等特点，目前来看，型钢混凝土在工程应用方面有很大的发展前景。型钢混凝土结构中的单调加载条件与循环加载条件下的受力性能研究有较大的应用前景，在循环荷载作用下呈现出较好的性能。从型钢混凝土结构应力发展裂缝情况不难看出，型钢混凝土结构在水平荷载作用下被分为以下三个阶段：①塑性破坏阶段；②弹性阶段；③弹塑性阶段。国内外的相关实验研究结果表明，型钢混凝土结构在低周反复荷载作用下具有良好的耗能能力，尤其是在型钢混凝土结构的延性以及刚度方面。

1 型钢混凝土组合结构的基本特点

型钢混凝土组合结构主要指的是把型钢埋入到混凝土中的结构形式，在操作过程中主要先通过定位放线最后再进行混凝土浇筑，被分为以下两种类型：①部分结构构件采用型钢混凝土结构形式；②全部结构构件采用型钢混凝土结构形式。上述两种结构类型都适用于以下四种结构：①框架结构；②底部大空间剪力墙结构；③筒中筒结构；④框架-剪力墙结构。与传统的型钢结构相比，具有以下三个方面的优点：①能够更为节约钢材；②具有良好的耐久性以及耐火性；③受力性能良好。与钢筋混凝土结构相比，型钢混个凝土组合结构具有以下三个方面的优点：①施工周期较短；②抗震性能较好；③承载力较高。型钢混个凝土组合结构具备以下两种结构类型的特点：①型钢结构类型；②钢筋混凝土结构类型。为了让人们能够更加清楚了解型钢混个凝土组合结构结构，笔者将针对型钢混个凝土组合结构的混凝土和型钢的计算和优化方法进行研究。举例来说，型钢混个凝土组合结构中的型钢与混凝土之间相互约束，在一定程度上提高了混凝土的强度和型钢的强度，有效增加了整体构件的延性、构件抗震性能以及改善混凝土本身不利于抗震的脆弱性。众所周知，智利是地震多发国家，智利国家尤其重视型钢混个凝土组合结构的性能研究和基础工程应用。例如，1973年建成的圣地亚哥，其所用结构为型钢混凝土组合结构，在地震中基本没有受到很大损毁，继而引起了日本建筑工程行业的重视。

2 型钢混个凝土组合结构优化设计的基本方法

型钢混个凝土组合结构在优化设计中基本以变量结构的参数形式出现，在根据相关要求的基础上，形成型钢混个凝土组合结构方案。简而言之，型钢混个凝土组合结构优化设计主要利用数学手段，并且按照设计者所规定的要求从中选出一个最为理想的方案。型钢混个凝土组合结构优化设计主要表现如下：①以有限单元法为基础的分析方法；②以数学规划为计算手段；③以现代高速计算机为工具；④最终得出设计方案。随着现代科学技术的发展，优化设计的过程具备灵活性等特点，再通过有限次的计算能够使得结构设计方案逐渐改善。笔者将根据相关工作经验，针对型钢混凝土组合结构优化问题算法来进行简单介绍：①简单解法；②数学规划法；③准则法。

（1）简单解法。当设计变量处于不多的情况下，可以采用简单解法。一般来说，图解法对设计变量小于或者等于2h，效果达到最为理想。对于柱与板的优化设计问题需要采用松弛变量法，此种方法对求解约束条件要求不是很高。

（2）数学规划法。数学规划法（Mathematical Programming，MP）从结构力学的基本原理角度出发，选用MP来寻找设计参数的最优解。此种解答方法发展比较早，用途也较为广泛。数学规划法中主要包含以下几个方面的解法：①线性规划；②非线性规划；③动态规划；④几何规划。其中线性规划问题的解决方法较为成熟，在处理目标函数方面能够设计变量的线性函数问题。非线性规划则主要应用目标函数的方法，结构的优化设计有约束的非线性规划问题，在解答过程中有较大难度。例如，目前最常使用的导数分析方法以及梯度投影法等。

（3）准则法。准则法主要从工程方面的观点出发，从预先规定的结构来满足相关准则（能量准则、位移准则、频率准则以及应力准则等），为了满足上述准则条件应该使用结构最轻的材料。使用的相关方法为：利用最为优化的杆系结构，重新分析设计变量初始，一旦计算量不够大时，需要使用已经设定好的几个布局。准则法有其自身的缺陷，从工程应用方面来看，型钢混个凝土组合结构结构比较方便，能够更容易被人接受。在早期，准则法能够满足应力设计，将结构杆件的应力在某种情况下达到允许的范围力之内，充分发挥出材料强度的潜力。上述所说的方法在发展的基础上与框架结构的应力设计两者相互结合，从而处理弹性稳定方面以及位移方面等约束条件。

3 型钢混个凝土组合结构优化设计的基本原理

型钢混个凝土组合结构由柱构件与规则截面的杆系梁组成，在设计过程中均采用部分优化的方法。在满足相关建筑要求的情况下进行结构的平立面布置（抗震功能首先考虑原则基础上），进一步确定好梁的跨度与柱的高度。基于此，按照经济跨高比和框架梁进行初步选型，最终得出型钢混个凝土组合结构的初始截面。在上述初始方案基础上，采用有限单元法分析不同荷载情况下的受体力分析，最后得到剪力、轴力的组合值，再计算出常规设计所需要的参数值。例如，柱的计算长度以及梁的剪跨比等指标。将型钢混个凝土组合结构离散柱构件与杆系梁根据已经得到的受力条件来优化设计柱与梁，再得到工程的总造价。利用变量方法来进行二次处理，直到前后2次的设计方案能够接近并且最终得到优化设计方案。简而言之，确定好方案1之后再进行结构整体分析，通过分部方案1优化得到方案2，在进行分部优化设计时，需要注意以下几个方面：①利用结构分析得到剪力值、轴力值，继而能够优化截面；②对于超静定结构，初始截面的选择相对于构件内力所需要的截面来说不够充分，优化后构件的截面将会有效增大，重新分析构件内力时将会取得更大的效果。对于超静定结构优化过程，其构件内力始终和截面保持不一致，此种差距不会随着结构重分析次数的增加而减少，在优化构件设计时，对结构的内力应该引M超松弛系数，S′=S（S/R）α，其中S′代表构件内力，S为前一次结构重分析得到的构件内力，R为优化前构件抗力；α代表超松弛系数，α=0.4。

型钢混凝土框架梁的截面宽度不宜小于300mm，截面的高度和宽度的比值不宜大于4，为了进一步保证框架梁对框架节点的约束作用，便于施工过程中能够充分考虑到截面高度比值、宽度比值等，型钢混凝土框架梁在支座处和上翼缘受有较大固定集中荷载处，应在型钢腹板两侧对称设置支承加劲肋。

4 结束语

综上所述，型钢混个凝土组合结构作为一种工程方法，型钢混个凝土组合结构连续变量所得到的结果不能够直接被应用，在初步优化设计方法基础上，收敛的速度也能够接近优化解，当变量较多时此种途径能够带来较宽的时间效益。

参考文献：

[1]王秋维，史庆轩，侯炜，等.型钢混凝土框架结构基于增量动力分析的抗震性能评估【J】.世界地震工程，2011，27.