既有框架結(jié)構(gòu)加固改造施工中隔震技術(shù)的應(yīng)用及實(shí)施要點(diǎn)分析

馬健

摘 要：地震是破壞力較強(qiáng)的自然災(zāi)害之一，近年來(lái)，世界各國(guó)相繼加大了對(duì)隔震技術(shù)的研究力度。根據(jù)具體案例，分析、探討了將隔震技術(shù)運(yùn)用于既有框架結(jié)構(gòu)加固施工中的實(shí)施要點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：地震；隔震技術(shù)；框架結(jié)構(gòu)；隔震裝備

中圖分類號(hào)：TU973.3+1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.23.135

在以往的建筑抗震設(shè)計(jì)中，通常以提高既有框架結(jié)構(gòu)的延性、剛度和強(qiáng)度來(lái)減少地震對(duì)工程造成的損壞。但絕大多數(shù)項(xiàng)目案例表明，上述方案不僅價(jià)格昂貴，且無(wú)法完全滿足現(xiàn)代化工程的建設(shè)要求，進(jìn)而無(wú)法有效解決地震后建筑物遭受嚴(yán)重破壞的難題。我國(guó)采用結(jié)構(gòu)框架的建筑越來(lái)越多，導(dǎo)致抗震設(shè)計(jì)越來(lái)越難。因此，建筑物抗震設(shè)計(jì)已成為近年來(lái)相關(guān)人員的研究熱點(diǎn)。

1 隔震技術(shù)的基本應(yīng)用原理

隔震技術(shù)運(yùn)用的基本原理為：利用建筑物上部結(jié)構(gòu)與基礎(chǔ)框架間的隔震裝備使結(jié)構(gòu)框架的基本自振周期延長(zhǎng)，并附加適當(dāng)?shù)淖枘幔罱K使隔震裝置承受絕大部分的地震能量。

既有建筑物的基礎(chǔ)隔震加固技術(shù)以最大程度地借助于既有建筑物上部結(jié)構(gòu)抗震性能為前提，依照既有建筑物的特性，于建筑物下部配置隔震裝置，使輸入上部結(jié)構(gòu)的地震能量得到隔離或耗散，從而使該能量最終減弱至既有結(jié)構(gòu)可承受的大小，最終實(shí)現(xiàn)提高既有結(jié)構(gòu)抗震能力的目標(biāo)。

采用基礎(chǔ)隔震加固時(shí)，只需在建筑物底層具備施工空間，不會(huì)影響建筑物一層以上用戶的居住，進(jìn)而形成了一種經(jīng)濟(jì)適用的抗震加固方案。

為了保障隔震層施工的順利進(jìn)行，實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑物上部結(jié)構(gòu)抗震加固的重要問(wèn)題之一是如何安全、順利地將滿足設(shè)計(jì)需要的疊層橡膠隔震支座安插至設(shè)計(jì)位置，并保障隔震支座可牢固地與上、下部結(jié)構(gòu)相連，從而有效利用隔震層。隔震加固改造施工技術(shù)可分為柱下隔震和墻下隔震兩種。

2 應(yīng)用實(shí)例

2.1 工程案例

某建筑物的框架結(jié)構(gòu)為剪力墻，共12層，2層位于地下，10層位于地上，總面積約62 000 m2。該建筑物利用鉛芯橡膠支座，使既有框架結(jié)構(gòu)得到了隔震加固。該建筑物中的隔震層間中共分布了360個(gè)半徑依次為300 mm、350 mm和400 mm的鉛芯橡膠支座，借助于鉛芯橡膠支座自帶的功能，可獲得較佳的隔震加固功能。

2.2 隔震層的設(shè)計(jì)要點(diǎn)

隔震層的設(shè)計(jì)要點(diǎn)主要有以下3點(diǎn)：①在加固項(xiàng)目中，于原工程上部結(jié)構(gòu)與下部結(jié)構(gòu)間設(shè)計(jì)了高1.6 m的隔震層。整體隔震層具備管道層的功能，因此，在隔震層底部采用了1.5 mm厚的聚合物水泥涂料。此外，隔震層頂部需采取保溫措施，因此，選取了聚苯板作為保溫層。②為了提高工程上部結(jié)構(gòu)和隔震支座的性能，于室外地面中間設(shè)計(jì)了隔震溝，根據(jù)上部結(jié)構(gòu)于地震發(fā)生時(shí)振幅所達(dá)到的最大值處設(shè)計(jì)了隔震溝的實(shí)際寬度。值得注意的是，為了確保項(xiàng)目工程內(nèi)、外處于封閉狀態(tài)，必須在隔震層周圍設(shè)置寬約250 mm的防火墻，且必須采用防火密封材料密封防火墻與混凝土結(jié)構(gòu)的間隙；在隔震溝外建設(shè)了寬度約為380 mm的后砌墻。③為了保證電梯井在發(fā)生地震時(shí)的整體性能，采用了下支撐方式設(shè)置電梯井，即隔震層位于電梯井的基礎(chǔ)底板上方。這樣可使電梯井與工程上部框架在發(fā)生地震時(shí)可同步運(yùn)動(dòng)。此外，為了確保電梯井完好，將電梯井筒與樓板的間隙設(shè)計(jì)成了寬580 mm的變形縫。變形縫的蓋板應(yīng)能承受一定的負(fù)荷。

2.3 隔震層的施工要點(diǎn)

隔震層的施工步驟為安裝和固定下部預(yù)埋板→澆筑混凝土→檢驗(yàn)預(yù)埋板→安裝橡膠支座→預(yù)埋件上板→安裝預(yù)埋螺桿→上部支墩施工。

2.3.1 安裝和固定下部預(yù)埋板

在具體項(xiàng)目中，因既有框架結(jié)構(gòu)中鋼筋的作用，難以確定下部預(yù)埋板的預(yù)埋位置。為了確定預(yù)埋板的預(yù)埋位置，必須參照工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖和定位軸線，精確測(cè)量下部預(yù)埋板的控制線后才可安裝預(yù)埋板；安裝結(jié)束后，采用水準(zhǔn)儀再次精確測(cè)量預(yù)埋板的位置、標(biāo)高、平整度；通過(guò)焊接固定預(yù)埋板的螺桿和鋼筋，并采用綁扎法固定梁鋼筋、支墩鋼筋。

2.3.2 澆筑混凝土、預(yù)埋板檢驗(yàn)

在混凝土澆筑前，必須采取適當(dāng)?shù)姆椒ňS護(hù)預(yù)埋板螺栓孔，以確?；炷敛粷B入螺栓孔；采取一次性澆筑的方式，將混凝土澆筑至-1.600 m的位置；澆筑和拆模結(jié)束后，再次檢驗(yàn)下部預(yù)埋板的標(biāo)高、平整度和平面位置，確保滿足設(shè)計(jì)要求后，才可繼續(xù)開(kāi)展橡膠支座安裝工程。

2.3.3 安裝橡膠支座

下部支墩澆筑混凝土的強(qiáng)度超過(guò)設(shè)計(jì)強(qiáng)度的80%后，才可采用起吊機(jī)將橡膠隔震層安裝至支墩上端，并采用簡(jiǎn)易起吊裝置將鉛芯橡膠支座挪至設(shè)計(jì)處，最終通過(guò)螺桿牢牢固定橡膠隔震層和下部預(yù)埋板，并擰緊螺桿。

2.3.4 隔震層施工的質(zhì)量要求

第一隔震層安裝就位后，其頂面水平度必須精確至0.01，支墩預(yù)埋件的頂面水平度必須精確至0.006；第二隔震層支座中心的標(biāo)高偏差值和位置偏差值均必須<6 mm。

3 結(jié)束語(yǔ)

隔震技術(shù)是一種將地震與建筑結(jié)構(gòu)隔離的動(dòng)態(tài)抵抗技術(shù)，可吸收大量的地震能量，使發(fā)生地震時(shí)建筑物的變形程度減小。目前，我國(guó)在隔震方面已擁有了較系統(tǒng)的技術(shù)體系，且具有較佳的實(shí)際運(yùn)用效果，值得廣泛推廣。

參考文獻(xiàn)

[1]楊培成，王仁義.解析既有框架結(jié)構(gòu)加固中隔震技術(shù)的應(yīng)用[J].價(jià)值工程，2014（16）：115-116.

[2]葛鵬.我國(guó)住宅中隔震技術(shù)的應(yīng)用[J].建筑技術(shù)，2005，36（7）：493-495.

〔編輯：張思楠〕

Abstract： Earthquake is one of the natural disasters with strong destructive power. In recent years， many countries have stepped up the research on seismic isolation technology. In this paper， we analyze and discuss the application of the base isolation technology in the construction of existing frame structure.

Key words： earthquake； seismic isolation technology； frame structure； seismic isolation equipment