黏滯阻尼器在房建中的抗震施工技術(shù)應(yīng)用
——以青浦區(qū)漕盈路站幼兒園為例

宋延麗 SONG Yan-li

（中鐵十五局集團(tuán)第二工程有限公司，上海 201700）

1 黏滯阻尼器技術(shù)概述

隨著建筑業(yè)的高速發(fā)展，提高建筑物尤其是公共建筑的抗震性能逐步成為結(jié)構(gòu)設(shè)計者的設(shè)計重點之一，而傳統(tǒng)的抗震設(shè)計一般以通過結(jié)構(gòu)構(gòu)件的塑性損傷吸收地震能量為主，包括調(diào)整框架柱、框架梁、剪力墻、暗柱等關(guān)鍵構(gòu)件的鋼筋配置、砼的標(biāo)號等措施，提高結(jié)構(gòu)的整體抗震能力。相對于傳統(tǒng)方案，黏滯阻尼器由于其滯回耗能能力強(qiáng)，穩(wěn)定性能強(qiáng)，可多次使用等優(yōu)勢，被廣泛的應(yīng)用在當(dāng)代建筑防震抗震工作中[1-3]。在地震來臨時，阻尼器比較大限度吸收和消耗了地震對建筑結(jié)構(gòu)的沖擊能量，大大緩解了地震對建筑結(jié)構(gòu)造成的沖擊和破壞。

黏滯阻尼器一般由缸套筒、活塞、阻尼介質(zhì)（黏滯流體）、活塞桿和關(guān)節(jié)軸承等部分組成，利用黏滯流體和阻尼器結(jié)構(gòu)部件的相互作用產(chǎn)生阻尼力[4]。當(dāng)工程結(jié)構(gòu)在荷載作用下發(fā)生振動時，安裝在結(jié)構(gòu)中的黏滯阻尼器的活塞與缸體之間發(fā)生相對運動，活塞前后的壓力差使黏滯流體從阻尼通道中通過，從而產(chǎn)生阻尼力，耗散外界輸入結(jié)構(gòu)的振動能量，將地震動輸入的機(jī)械能轉(zhuǎn)化成能夠均勻耗散的熱能，從而使振動反應(yīng)被有效控制在設(shè)計的預(yù)期值以內(nèi)。一方面，由于黏滯阻尼器只為結(jié)構(gòu)提供耗散能量的阻尼力，因此不改變結(jié)構(gòu)的振動頻率，效率高。另一方面，由于黏滯阻尼器常用的黏滯流體硅油具有性能穩(wěn)定、阻燃、抗老化、動力黏度系數(shù)大等特點，因此具有性能可靠、出力大的優(yōu)點。此外，黏滯阻尼器還具有安裝方便，所需安裝空間較小等優(yōu)勢。

本文依托于青浦區(qū)漕盈路站幼兒園新建項目，分別介紹黏滯阻尼器技術(shù)在房建工程中的工藝流程、施工難點以及解決方案。

2 黏滯阻尼器技術(shù)在工程中的應(yīng)用

2.1 工程概況

青浦區(qū)漕盈路站幼兒園新建項目總建筑面積約9881平方米，包含地下1 層，地上3 層（局部4 層），要求抗震設(shè)防烈度7 度，實際設(shè)計抗震設(shè)防烈度8 度。黏滯阻尼器被設(shè)計在2 層、3 層，每層各18 套，其中上部單元12 套，下部單元6 套（見圖1）。

圖1 黏滯阻尼器平面布置圖

2.2 減震設(shè)計目標(biāo)與施工難點

本工程按《建筑消能減震技術(shù)規(guī)程》[5]設(shè)計施工，總體目標(biāo)為：

①當(dāng)設(shè)計工程遭受低于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的多遇地震影響時，黏滯阻尼器部件正常工作，主體結(jié)構(gòu)不受損壞或不需要修理就可以繼續(xù)使用。

②當(dāng)設(shè)計工程遭受相當(dāng)于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的設(shè)防地震影響時，黏滯阻尼器部件正常工作，主體結(jié)構(gòu)有可能發(fā)生損壞，但經(jīng)一般修理仍可以繼續(xù)使用。

③當(dāng)設(shè)計工程遭受高于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的罕遇地震影響時，黏滯阻尼器部件不應(yīng)喪失功能，主體結(jié)構(gòu)不致倒塌或發(fā)生危及生命的嚴(yán)重破壞。

具體而言，上部、下部單元的減震目標(biāo)如表1 所示，其中，小震附加阻尼比根據(jù)實際設(shè)計抗震設(shè)防烈度計算。

表1 黏滯阻尼器減震目標(biāo)表

黏滯阻尼器安裝施工的重點工序包含上下懸壁墻的定位施工、預(yù)埋件定位施工、黏滯阻尼器的運輸?shù)跹b、黏滯阻尼器及其節(jié)點板焊接安裝等。其中，黏滯阻尼器預(yù)埋件定位施工和上下懸壁墻的定位施工是決定黏滯阻尼器能否在地震中正常體現(xiàn)耗能效果的關(guān)鍵。在實際施工中，有兩個難點。

首先，因黏滯阻尼器部件安裝依托的墻體結(jié)構(gòu)上下兩部分均是懸臂施工，所以使上、下懸臂墻墻體的平面位置保持在同一豎向位置，是精準(zhǔn)安裝黏滯阻尼器結(jié)構(gòu)部件的前提。若上下懸壁墻出現(xiàn)軸向錯位，將影響到阻尼器及其節(jié)點板安裝的水平度、垂直度、牢固度。因此，為了避免因測量人員技術(shù)問題和儀器精準(zhǔn)問題影響測量結(jié)果，需要配備熟練的測量技術(shù)人員和在鑒定期內(nèi)的測量儀器，并在施工的各個流程中做到精準(zhǔn)定位。

其次，黏滯阻尼器的附著結(jié)構(gòu)是懸壁墻，懸壁墻混凝土的強(qiáng)度密實度應(yīng)滿足規(guī)范要求且應(yīng)和預(yù)埋件緊密連接，否則將會直接嚴(yán)重影響?zhàn)枘崞鞯臏p震功能。對于預(yù)埋件鋼板下部與懸臂墻混凝土間易產(chǎn)生縫隙的問題，在實際施工中需要予以重視和解決。

3 設(shè)計與施工流程

如圖2 所示，黏滯阻尼器施工的主要構(gòu)件包含懸壁墻、預(yù)埋件、節(jié)點板、銷軸、黏滯阻尼器等，其中，上下懸壁墻和預(yù)埋件是主要結(jié)構(gòu)構(gòu)件。上、下懸壁墻設(shè)計高度為（H-h-B）/2，其中，H 為層高，h 為梁高，H-h 為樓層凈高。

圖2 黏滯阻尼器懸壁墻連接設(shè)計圖

根據(jù)黏滯阻尼器的結(jié)構(gòu)構(gòu)成，結(jié)合以往施工經(jīng)驗，初步確定黏滯阻尼器施工工藝流程（見圖3）。以下本文分別介紹各個部分的施工流程。

圖3 黏滯阻尼器施工流程

3.1 下部懸臂墻預(yù)埋鋼筋以及澆筑底部梁板砼

黏滯阻尼器的下部懸壁墻底部結(jié)構(gòu)混凝土澆筑前，技術(shù)人員按照設(shè)計平面圖定位、放樣，確定下部懸壁墻鋼筋預(yù)埋位置。鋼筋工按照技術(shù)人員所定位置，安裝下部懸壁墻預(yù)埋鋼筋。在商品混凝土運輸過程中，應(yīng)盡可能減少運輸時間以降低坍落度的損失，改善和易性，避免施工過程中縫隙的出現(xiàn)。在澆筑下部懸臂墻底部結(jié)構(gòu)砼前，由技術(shù)人員核驗預(yù)埋筋的軸線位置，確保軸線位置的偏差在規(guī)范允許范圍。待下懸壁墻底部結(jié)構(gòu)層的混凝土澆筑完成后，測量技術(shù)人員再次核驗下懸壁墻預(yù)埋鋼筋位置。

3.2 上部懸臂墻底模與預(yù)埋件安裝

下部懸臂墻底部樓層結(jié)構(gòu)砼施工完成7 天后，下懸壁墻預(yù)埋鋼筋位置核驗無誤后，利用激光經(jīng)緯儀將其軸線位置向上傳遞到上懸壁墻結(jié)構(gòu)層梁板的底模上，做到精準(zhǔn)定位。在下部懸臂墻底部結(jié)構(gòu)砼上安裝黏滯阻尼器上部懸臂墻底模和端部模板，并控制好底模板面的標(biāo)高和軸線位置。以確保上懸臂墻、下懸臂墻在同一平面位置、不錯位。上懸壁墻長度方向模板可以先安裝一個側(cè)面模板（或外側(cè)模板），由施工人員安裝黏滯阻尼器上部懸臂墻預(yù)埋件。

在上部預(yù)埋件安裝過程中，首先使用記號筆在上懸壁墻模板上畫出預(yù)埋件的邊線，放置預(yù)埋件時要確保預(yù)埋件的邊線與底模板的縱橫中線重合，預(yù)埋件放置完成后在預(yù)埋件兩側(cè)和活動端模板上敲入釘子以固定預(yù)埋件的位置，從而避免鋼筋綁扎和混凝土澆筑過程中預(yù)埋件出現(xiàn)位置偏移的情況。隨后，由鋼筋工按照設(shè)計圖紙所示的規(guī)格型號綁扎黏滯阻尼器懸臂墻暗柱、暗梁以及墻的鋼筋（懸壁墻鋼筋保護(hù)層厚度15mm，暗梁、暗柱鋼筋由同一根鋼筋彎折成門型，不得斷開）。保證預(yù)埋件和懸壁墻鋼筋牢固焊接，以避免產(chǎn)生縫隙。在鋼筋工程和上懸臂墻預(yù)埋件經(jīng)監(jiān)理單位和施工單位技術(shù)人員驗收合格后，再封閉另一個側(cè)面模板（或外側(cè)模板）。

3.3 上部懸臂墻砼施工

待上懸壁墻頂部結(jié)構(gòu)層模板、鋼筋工程全部驗收合格后，上懸壁墻混凝土澆筑和其頂部樓層結(jié)構(gòu)混凝土澆筑同時進(jìn)行，以節(jié)約流水時間，確保結(jié)構(gòu)完整性。對于上懸臂墻混凝土澆筑完成后發(fā)現(xiàn)的懸壁墻預(yù)埋筋軸向錯位的部件，將偏移到軸線外的暗柱鋼筋割除，再按[6]規(guī)定另植規(guī)格與原設(shè)計相同的門形暗柱等鋼筋。植筋前應(yīng)先把結(jié)構(gòu)層表面清掃干凈，用沖擊鉆垂直于混凝土面鉆孔，植筋的鉆頭要比暗柱鋼筋直徑略大（本工程暗柱設(shè)計的主鋼筋直徑25mm，鉆機(jī)鉆頭的直徑采用31mm），鉆孔后用電吹風(fēng)機(jī)將鉆孔內(nèi)粉塵吹干凈，再將植筋膠置入錨孔并保證孔內(nèi)飽滿，最后將抹膠的鋼筋相慢慢旋入孔內(nèi)（肉眼能觀察到孔口有膠溢出為宜），植筋完畢要求應(yīng)靜置養(yǎng)護(hù)48 小時（在植筋膠固化期間嚴(yán)禁碰撞鋼筋），養(yǎng)護(hù)到期后再按規(guī)定進(jìn)行拉拔試驗，經(jīng)拉拔試驗合格后方可進(jìn)行下懸壁墻模板、混凝土施工。此外，加強(qiáng)混凝土振搗杜絕漏搗，且在振搗過程中，將振搗棒斜插至預(yù)埋件頂板底部振搗，以減少施工縫隙。

3.4 下部懸臂墻安裝與砼施工

黏滯阻尼器下部懸臂墻與二次結(jié)構(gòu)的圈梁、構(gòu)造柱在同期施工，以便于施工人員組織和商品混凝土調(diào)配，以達(dá)到提高功效，節(jié)約人工的目標(biāo)。測量定位時，技術(shù)人員先認(rèn)真審核圖紙，確認(rèn)下懸壁墻的平面位置。在下懸壁墻施工過程中，首先校準(zhǔn)前期預(yù)埋的下部懸臂墻暗柱、暗梁以及墻的鋼筋，確保鋼筋間距（間距偏差為設(shè)計間距的±10mm）、軸線位置的偏差（設(shè)計位置的5mm）滿足規(guī)范要求。為避免懸臂墻預(yù)埋鋼筋產(chǎn)生延梁的軸向位移，施工在傳統(tǒng)的將懸壁墻豎向鋼筋、暗柱鋼筋綁扎在各自結(jié)構(gòu)層的梁鋼筋上的基礎(chǔ)上，由焊工將上下懸壁墻的暗柱鋼筋、豎向鋼筋和它們各自的結(jié)構(gòu)梁鋼筋焊接在一起。鋼筋校正完畢后開始安裝下部懸臂墻預(yù)埋件，安裝方法與上部預(yù)埋件相同；預(yù)埋件安裝完成后開始安裝側(cè)模，側(cè)模安裝過程要密切注意保持鋼筋保護(hù)層的厚度滿足設(shè)計要求（懸壁墻鋼筋保護(hù)層偏差±3mm）；側(cè)模安裝完畢并經(jīng)檢查其強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性滿足要求后，即可進(jìn)行混凝土的澆筑工作。

3.5 黏滯阻尼器安裝

本工程地上1 層、地上3 層，屬于多層建筑，按照[5]要求，黏滯阻尼器焊接安裝節(jié)點安排在主體工程封頂后。安裝前先將上下預(yù)埋件表面的銹蝕打磨干凈并清除雜物；再將下部墻體的預(yù)埋件與節(jié)點板焊接固定；繼而用銷軸將阻尼器、節(jié)點板連接固定；最后將節(jié)點板與上部墻體的預(yù)埋件焊接固定。

黏滑阻尼器安裝完成后，即可進(jìn)行黏滯阻尼器、節(jié)點板、銷軸表面涂裝工作和檢修門等構(gòu)造措施的施工、封堵工作，進(jìn)行涂裝施工前應(yīng)除盡鐵銹、氧化皮、水分等雜物，最終安裝效果見圖4。

圖4 阻尼器安裝完成設(shè)計效果圖

4 結(jié)論

在學(xué)校等公共建筑的抗震性能越發(fā)受重視的背景下，本文對黏滯阻尼器關(guān)鍵部位的施工技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)闡述。本文基于實際項目要求與難點，提出了施工流程，較好地達(dá)到了質(zhì)量驗收標(biāo)準(zhǔn)。