隔震技術(shù)在既有框架結(jié)構(gòu)加固中的應(yīng)用探討

杜秉旋

(河北建材職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河北秦 皇島 066004)

地震是無(wú)可避免的自然災(zāi)害，地震的發(fā)生造成了建筑物的崩塌傾倒危及人們生命財(cái)產(chǎn)，房屋建筑的抗震水平對(duì)人們生命財(cái)產(chǎn)有著直接的影響。因此建筑物的抗震安全成為社會(huì)關(guān)注的熱點(diǎn)問(wèn)題。根據(jù)可靠試驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示得出以下結(jié)論，采用隔震技術(shù)的建筑物的地震反應(yīng)與常規(guī)抗震結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)相比，僅僅是后者的8%～15%。采用隔震技術(shù)的建筑物，首先能保證建筑物在地震情況下做到不倒塌，另外還能夠?qū)Ψ墙Y(jié)構(gòu)構(gòu)件進(jìn)行安全保證，為此施工技術(shù)人員要高度重視既有框架結(jié)構(gòu)中隔離技術(shù)的應(yīng)用。

1、隔震技術(shù)概述

隔震技術(shù)，顧名思義為隔絕地震，是指在建筑物的基底或某一層設(shè)置由隔震支座和阻尼器等部件組成的隔震層，盡量減少和阻礙地震能量的向上傳導(dǎo)，并且對(duì)地震周期進(jìn)行合理延長(zhǎng)，使建筑物受到地震影響時(shí)僅僅發(fā)生輕微的運(yùn)動(dòng)和變形，以此來(lái)加強(qiáng)建筑物的安全性。

常用的隔震技術(shù)有兩種，一種是在整座建筑地下加建一層地震隔離氣墊作為隔震技術(shù)，這項(xiàng)技術(shù)可滿足建筑竣工后“小震不壞、中震可修、大震不倒”的抗震要求，而且在遭遇大震時(shí)室內(nèi)的主要設(shè)備和系統(tǒng)不受損壞，能正常運(yùn)行;另一種技術(shù)是在房子的地基與柱子之間增加鋼板橡膠墊，以其的柔性的特點(diǎn)對(duì)地震能量進(jìn)行吸收和耗散，使地震對(duì)大型建筑物主體結(jié)構(gòu)的破壞盡量降低，以保障建筑物安全。

2、隔震技術(shù)在既有框架結(jié)構(gòu)加固中的應(yīng)用

2.1 工程實(shí)例。某高檔住宅建筑樓共33 層，設(shè)有2 層地下室，采取框架結(jié)構(gòu)。設(shè)計(jì)之初選擇的是Ⅷ度第一組抗震設(shè)防烈度，考慮到地震的巨大破壞性，決定對(duì)樓房進(jìn)行加固，將其抗震等級(jí)提高到乙類，綜合其他情況，采用隔震技術(shù)對(duì)其加固。

2.2 隔震設(shè)計(jì)。傳統(tǒng)的抗震設(shè)計(jì)要遵循保證建筑物能持續(xù)支持自身重量和能夠通過(guò)結(jié)構(gòu)構(gòu)件的強(qiáng)度和延性來(lái)吸收地震輸入的能量的原則，這種抗震結(jié)構(gòu)有著致命的弱點(diǎn)，它雖然能在地震中不至于倒塌，但是它允許結(jié)構(gòu)變形，甚至是嚴(yán)重破壞。因此，每當(dāng)發(fā)生地震時(shí)，傳統(tǒng)抗震結(jié)構(gòu)通過(guò)混凝土裂縫以及鋼筋屈服形式吸收地震能量，但是建筑物內(nèi)的加速度過(guò)大、速度過(guò)快、層間變形等等情況都足以使建筑物內(nèi)部遭受嚴(yán)重打擊甚至毀滅，震后還存在大型建筑物變形殘骸，后續(xù)維修費(fèi)用將非常巨大。

隔震技術(shù)設(shè)計(jì)是遵循并超越抗震設(shè)計(jì)思想的結(jié)構(gòu)形式，通過(guò)在基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)與上部結(jié)構(gòu)之間設(shè)置“隔震層”，使地震時(shí)上部結(jié)構(gòu)與地基水平震動(dòng)分離，從而對(duì)上部結(jié)構(gòu)進(jìn)行保護(hù)，以此來(lái)保證在建筑物遭遇大地震時(shí)，隔震結(jié)構(gòu)能夠?qū)ι喜拷Y(jié)構(gòu)功能進(jìn)行維持，以對(duì)建筑物內(nèi)部生命財(cái)產(chǎn)進(jìn)行保護(hù)。

2.3 隔震施工

施工主要流程包括:①拆除柱周邊圍護(hù)結(jié)構(gòu)②柱身鑿毛③梁端粘鋼④鋼管支護(hù)⑤斷柱⑥柱鋼筋施工⑦安裝隔震墊⑧安裝柱模板⑨混凝土施工⑩養(yǎng)護(hù) 拆鋼管 結(jié)構(gòu)修復(fù)，安裝采用388 個(gè)隔震墊，并采用國(guó)外橡膠與鉛芯進(jìn)行豎向隔震，整個(gè)隔震層使用了77 個(gè)阻尼支墩來(lái)緩沖橫向地震破壞。隔震設(shè)計(jì)施工如圖1 所示。

圖1 隔震支座設(shè)計(jì)施工圖

鉛芯橡膠隔震橡膠支座安裝在基礎(chǔ)與上部結(jié)構(gòu)之間，按設(shè)計(jì)要求，支座底部中心標(biāo)高偏差≤5mm，軸線偏差≤3mm，單個(gè)支座的傾斜度≤支座直徑的1/300。在承臺(tái)柱支模板時(shí)，反復(fù)核對(duì)軸線的精確位置，將軸線和標(biāo)高同時(shí)抄在模板內(nèi)側(cè)，并使柱側(cè)模板稍高于柱頂標(biāo)高，澆搗混凝土?xí)r由專人負(fù)責(zé)，當(dāng)混凝土澆至離柱頂500mm 時(shí)，再次復(fù)核軸線位置和標(biāo)高，準(zhǔn)備安裝定位地腳螺栓和定位鋼板;在定位板中間開(kāi)個(gè)直徑為連接板孔尺寸一半的圓孔，將承臺(tái)柱軸線引至定位板上并用鋼鋸切口以做記號(hào)，定位鋼板四角打孔，孔徑略大于地腳螺栓直徑，進(jìn)行定位;當(dāng)混凝土澆至距柱頂500mm 時(shí)，先將4 個(gè)地腳螺栓與鋼筋網(wǎng)片綁扎牢固，在其上套螺母，將定位鋼板四角圓孔穿過(guò)螺栓置于柱頂，再套另一螺母。然后將鋼鋸切口記號(hào)對(duì)準(zhǔn)柱軸線，固定定位鋼板，對(duì)地腳螺栓位置進(jìn)行校正，校正完成后將上下螺栓擰緊，使其不再移動(dòng);將混凝土從定位鋼板及柱模邊緣的縫隙中由人工鏟入，然后用小直徑振動(dòng)器振搗密實(shí)。在混凝土初凝之前再對(duì)地腳螺栓校正1 次，用水平儀修正定位鋼板的平整度，最后將表面混凝土抹平，定位鋼板永久固定于柱頂。

3、隔震技術(shù)在既有框架結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用效果分析

3.1 提升施工質(zhì)量。傳統(tǒng)的建筑在遭遇地震時(shí)，震波從地震源傳出直通建筑物，導(dǎo)致建筑物劇烈晃動(dòng)，隔震技術(shù)的應(yīng)用不僅施工方法簡(jiǎn)單而且可以大大消減地震能量，使建筑物的抗震能力大大提高，從而降低建筑物的受損程度。

3.2 縮短工程工期。工程施工中，施工工序少，工作開(kāi)展需要的時(shí)間也比較短，能有效的縮短工期，節(jié)約成本，減少勞動(dòng)力支出，間接提升經(jīng)濟(jì)效益。

3.3 安全性系數(shù)高。隔離施工中，高空作業(yè)和室外作業(yè)還是相對(duì)居多的，而施工方法簡(jiǎn)單適用;只需對(duì)主體施工隊(duì)工人進(jìn)行初步培訓(xùn)即可完成施工，不需專業(yè)人員，需要的操作人員數(shù)量有限，對(duì)施工技術(shù)人員的要求不高，并且操作強(qiáng)度小，安全系數(shù)高，發(fā)生安全事故的概率極低。

4、結(jié)語(yǔ)

國(guó)內(nèi)外大量實(shí)踐證明，將隔震技術(shù)應(yīng)用在在既有框架加固中能有效減輕地震作用，大幅度提升房屋建筑抗震設(shè)防能力，避免人員傷亡、減輕財(cái)產(chǎn)損失。因此，在對(duì)于建筑物的維修和改造，我們相關(guān)設(shè)計(jì)人員及施工人員要實(shí)事求是的對(duì)它自身的特點(diǎn)進(jìn)行分析，全方位的了解建筑物，以選擇出更優(yōu)化更適合的加固方案。

［1］劉立柱.隔震技術(shù)在既有建筑改造中的應(yīng)用實(shí)例［J］.山西建筑.2011 (24)

［2］劉春明，江宜城.隔震技術(shù)在校舍工程改造加固中的應(yīng)用［J］.土木工程與管理學(xué)報(bào).2011 (03)

［3］朱雅紅，馮小軍，寇衛(wèi)東.隔震加固技術(shù)在框架結(jié)構(gòu)加固工程中的應(yīng)用［J］.工程抗震與加固改造.2012 (02)