淺析廣元市中心醫院綜合大樓橡膠隔震支座技術應用

王永勇，蒙知偉

(1.成都民正建設有限公司，四川成都610000;2.廣元市城鄉規劃建設和住房保障局，四川廣元628017)

我國突發地震多，地震中建筑物的大量破壞或倒塌是造成嚴重災害和損失的直接原因。隨著我國經濟的不斷發展和人民生活水平的提高，人們對改樓宇使用功能以及增強樓宇抗震能力等問題提出了更高的新的要求。采用一種更加安全、有效、合理、經濟的結構新體系，是工程領域的重要課題。橡膠隔震技術是一種工程抗震新技術，基本原理是通過增強橡膠支座，使整個建筑物的自震周期得以延長，減輕上部結構的地震反應。方法是利用支座的水平柔性形成一道柔性隔震層，通過柔性隔震層吸收和耗散地震能量，阻止并減輕地震能量向上部結構的傳遞，最終達到減輕上部結構地震破壞的目的。鉛芯疊層橡膠支座是在疊層橡膠支座中部園形孔中壓入鉛制作而成的。由于鉛具有較低的屈服點和較高的塑性變形能力，可使鉛芯疊層橡膠支座的阻尼比達到20%～30%。鉛芯具有提高支座的吸能能力，確保支座有適度的阻尼，同時又具有增強支座的初始剛度、控制風反應和抵抗微震的作用。鉛芯橡膠支座既有隔震作用，又有阻尼作用，因此可單獨使用，無需設阻尼器，使隔震系統的組成變得比較簡單，可以節省空間，在施工上也較為有利。廣元市中心醫院門診內科綜合大樓既采用橡膠隔震技術。

1 工程概況

廣元市中心醫院門診內科綜合大樓位于廣元市中心城區，是“5·12”汶川特大地震災害后重建重點項目。該工程8度設防，采用鋼筋混凝土框架剪力墻結構，地下兩層，地上20層，建筑高度80.4 m，單體建筑面積47 022 m2。該工程采用橡膠支座隔震技術。

2 工程特點

目前在國內20層以上建筑采用隔震支座技術本工程尚屬首例，本工程共采用155個隔震支座(LNR600=6個;LRB600=19個;LNR800=27個;LRB900=14個;LNR900=84個;LRB1000=5個);設計1號電梯井用24個、2號電梯井用12個、安裝在電梯井－15.35 m筏板基礎頂面，其它119個安裝在－1.65 m以上，±0.00～－1.65 m設置為隔震層。－1.65 m以下拉梁及板為整體現澆層。由于本工程樓層高，采用的橡膠支座規格型號大，根據主樓和裙樓結構承重情況，在－1.65 m隔震層采用了各種規格型號。裙樓部位為單支座，直徑較小，安裝相對要簡單一些，但主樓在一個柱頂處有兩個或三個安裝在同一柱(帽)頂:有19個柱(帽)頂安裝雙支座、9個柱(帽)頂安裝三支座，而且每個支座直徑較大，雙支座和三支座都是采用900 mm或1000 mm支座，支座高度隨規格型號不同變化，安裝時以上部頂標高為準，支座下部不在同一標高，施工難度比較大。

3 施工程序

3.1 安裝原理

橡膠隔震支座為專業廠家提供，現場組裝連接安裝。隔震支座上部和下部建筑結構分離，通過支座上下錨固連接為一體，由支座承受隔震層以上建筑物全部荷載。

3.2 安裝準備

(1)安裝前首先要考慮到支座不同規格型號的高度，按設計標注的支座位置分別計算出各規格型號支座底標高，確定支座下部柱(帽)的柱主筋高度及支墩澆筑高度。

(2)支座安裝要在鋼筋綁扎安裝結束后，并且要對鋼筋骨架進行穩固做到無搖晃現象才能進行，否則安裝后會因鋼筋骨架晃動或澆混凝土時造成支座較大位移偏差。

(3)測量定位:準備好測量所需的儀器及塔尺、水平尺、扳手和楔尺等測量檢查工用具。

3.3 技術要求

按照CECS 126:2001《疊層橡膠支座隔震技術規程》進行安裝。

(1)隔震支座柱(帽)的支墩，其頂面水平誤差不宜大于5‰;在隔震支座安裝后，隔震支座頂面的水平誤差不宜大于8‰;

(2)隔震支座中心的平面位置的偏差不應大于5 mm;

(3)隔震支座中心的標高與設計標高的偏差不應大于5 mm;

(4)同一支墩上多個隔震支座之間的頂面高差不宜大于5 mm;

(5)隔震支座連接板和外連接螺栓應做防銹保護措施;

(6)在施工階段，對隔震支座宜有臨時覆蓋保護措施。

3.4 質量檢測

因該工程采用隔震支座技術的樓層高度目前在國內尚屬首例，故從設計到構件生產直至施工安裝每個環節都非常重視。生產廠家先進行了模擬試驗，支座出廠前由廠家抽樣送武漢華中科技大學檢驗所檢驗合格后出廠;構件運到現場由建設單位、監理單位、施工單位共同對各種型號的隔震支座按規定抽檢數量現場抽樣(對廠家已送檢的支座不再作為抽檢樣品)，并由三方代表共同監督送達武漢華中科技大學檢驗所檢驗合格后進行安裝。

3.5 安裝施工

(1)定位軸線測量和安裝高度測量;

(2)安裝下部連接板，安裝前將連接上表面彈成十字線，將連接螺栓擰入連接板套筒內，吊裝到位、進行校正，校正可采用螺栓調節或木楔調節，經檢查軸線位置和標高符合要求后要將連接板套筒與梁柱主筋點焊固定，以防止連接板位置左右移動和澆混凝土時向上移動，套筒螺栓與連接板接合處必須用膠帶密封，防止澆混凝土時水泥漿進入套筒內;

(3)支座安裝:待支座下部支墩混凝土達到一定強度(應不低于20 MPa)后，方可進行支座安裝。先將下部連接板套筒螺栓卸掉，將支座吊裝到位，螺栓連接孔眼對齊，將下部連接螺栓置入支座與下部連接板套筒內緊固，緊固螺栓時要兩邊同時進行。安裝時如直徑較小的支座可在安裝前將上部連接板用套筒螺栓連接后再吊裝到位安裝，如直徑較大的支座考慮到吊裝重量可先安裝支座后再將上部連接板吊裝到位從上部連接板下再將套筒螺栓置入緊固，檢查驗收合格即算安裝完成。支座安裝順序見圖1～圖8。

圖1 安裝支座下部連接板

圖2 測量校正調節高差

圖3 安裝下部連接板螺栓

圖4 已安裝的澆砼后支座下部連接板

圖5 安裝隔震支座

圖6 已安裝的隔震支座

圖7 對已安裝的支座進行檢查

圖8 隔震支座上部梁鋼筋安裝

4 安裝中應注意的事項

安裝施工中除應滿足CECS126:2001《疊層橡膠支座隔震技術規程》的技術要求外，還應特別注意以下事項:

(1)安裝時連接螺栓和螺套與連接板交接處一定要采取密封措施，避免澆混凝土時水泥漿進入螺套內，導致螺栓拆卸安裝困難和以后維修拆卸不便;

(2)隔震層下部與上部主體結構完全分離，是由支座的上下連接板螺栓套澆入混凝土結構中進行錨固連接，所以上下連接板錨固連接點處尤為重要。特別是下部連接板下的柱(帽)頂標高和柱主筋的高度要準確，節點處的附加鋼筋要按設計要求設置，避免柱主筋頂標高不夠，導致柱(帽)頂混凝土保護層超厚，達不到節點錨固要求;

(3)澆搗混凝土一定要保證質量，特別是支座下部連接板下混凝土一定要保證密實飽滿，確保連接板與下部混凝土緊密結合，不得有間隙，并不得有浮漿，保證混凝土強度質量。直徑小的支座施工較容易，直徑大的支座施工相對比較困難;

(4)因支座下部節點承載上部荷載，此節點處鋼筋布置較復雜，要合理調節布置，鋼筋排距間留出螺栓套筒的位置;

(5)支座運至現場保管期間及安裝后，一定要加強防火措施，支座處不得有火源和易燃物品。

5 結論及建議

(1)隔震減震技術是一項減輕地震災害的新技術，但我國對該項技術應用起步較晚，并未得到廣泛應用。2008年5月12日汶川大地震后引起社會各界對抗震減災的高度重視。廣元市中心醫院門診內科綜合大樓屬較大型公共建筑，采用隔震技術所帶來的長遠社會效益是很顯著的，對新技術的推廣應用起到了積極的作用。

(2)本工程－1.65 m層以下為支墩拉梁層，縱橫向軸線主拉梁設計截面尺寸為1 000 mm×1 200 mm，隔震層上部(即±0.00層)梁1 000 mm×1 000 mm，梁內主筋 48φ25;梁箍筋為φ10@100/150(6)，縱橫軸線主梁之間設十字次梁300 mm×700 mm(次梁與主梁中距不大于4 m)，拉梁層整體線澆板200 mm厚，配筋為φ12@150雙層雙向，在支座節點處、雙向拉梁主筋、柱主筋、柱(帽)附加筋相互交叉，見圖9～圖11。

圖9 三隔震支座柱頭加筋示意及A－A剖面

圖10 雙隔震支座柱頭加筋示意及B－B剖面

圖11 羊隔支座柱頭加筋示意及C－C剖面

在施工時很難準確留出支座錨固螺栓套的位置，澆筑節點處混凝土時也相當困難。因為上部荷載是通過隔震支座受力向下傳遞，而拉梁只滿足整體剛性拉結作用，并不承受上部荷載，為切實體現采用隔震技術合理降低工程造價的優勢，結構設計時可否考慮，在滿足結構整體剛性的前提下，將拉梁的截面尺寸和鋼筋配置適當合理調整，優化設計，做到更經濟合理，真正達到降低工程成本的目的。

(3)廣元市中心醫院門診內科綜合大樓工程于2010年11月安裝隔震支座，2011年8月底主體竣工，隔震支座安裝后，經多次檢查至今未發現異常現象。由此可見，該項技術在高層建筑中的運用是成功的，可大力推廣使用。

［1］CECS126:2001疊層橡膠支座隔震技術規程［S］