既有框架結(jié)構(gòu)建加固中的隔震技術(shù)分析

■王 勇 ■江西省第二建筑工程公司，江西 南昌 330000

地震對(duì)既有建筑的影響較大，隨著建筑技術(shù)的發(fā)展隔震技術(shù)出現(xiàn)在更多的建筑中，因此這一類技術(shù)的應(yīng)用就成為建筑技術(shù)發(fā)展的研究重點(diǎn)。尤其是我國多地震的現(xiàn)實(shí)情況，也需要將其盡快的應(yīng)用于對(duì)既有建筑的加固上。

1 隔震技術(shù)概述

首先，隔震技術(shù)是針對(duì)地震的沖擊而言的，地震會(huì)產(chǎn)生較大的沖擊，其沖擊波從地面向建筑的上層傳遞，最終影響整個(gè)建筑的穩(wěn)定性。如果在基礎(chǔ)與上層建筑之間增加隔振裝置或者消震裝置等，以此減少地震波對(duì)上層建筑的沖擊，這樣雖然基礎(chǔ)震動(dòng)而上部結(jié)構(gòu)則可保持相對(duì)穩(wěn)定，這樣就保證了人身和建筑的安全。目前我國應(yīng)用較多的是疊層橡膠墊等裝置。

其次，地震時(shí)地震能量沿著建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行上傳，引發(fā)建筑的整體震動(dòng)從而破壞建筑，如果能消耗地震的能量，減少對(duì)上層建筑的沖擊，就可緩解破壞力。在下層和上層建筑之間增加隔震裝置，就是為了消耗地震產(chǎn)生的垂直動(dòng)力消耗掉，利用支座的變形消耗地震動(dòng)力，同時(shí)上層建筑處在彈性狀態(tài)，形成一個(gè)相對(duì)緩慢的水平位移，這樣就保持了建筑的垂直穩(wěn)定，水平整體位移，這就保證了建筑安全。

2 隔震技術(shù)的特征與適應(yīng)范圍

隔震技術(shù)不是單純的加固技術(shù)所能比擬的，原有的技術(shù)利用剛性加固對(duì)建筑的結(jié)構(gòu)進(jìn)行包裹和加固，缺陷是剛性突出而柔性不足，且施工措施不易實(shí)現(xiàn)，需要足夠的空間，因此其局限性較大，對(duì)于既有建筑而言，還要影響各種管線和內(nèi)部裝修等，因此成本較大且浪費(fèi)資源。在施工中噪音、粉塵等會(huì)造成污染。而隔震技術(shù)僅僅是在基礎(chǔ)層對(duì)建筑進(jìn)行改造，成本較低施工效率高，隔震效果理想，因此在實(shí)踐中受到業(yè)界的歡迎和重視。

但是應(yīng)當(dāng)注意的是隔震技術(shù)不是一項(xiàng)萬能的技術(shù)措施，隔震技術(shù)的應(yīng)用應(yīng)當(dāng)立足于實(shí)踐，對(duì)工程的各種因素進(jìn)行分析，包括造價(jià)和工期、建筑結(jié)構(gòu)等等。隔震技術(shù)可以應(yīng)用在裝修檔次較高且對(duì)外觀要求較高的建筑中。隔震技術(shù)可以最大限度的保護(hù)建筑的外部結(jié)構(gòu)和整體裝修等。也可最大限度的降低加固的造價(jià)。特殊建筑也適應(yīng)該類技術(shù)，如醫(yī)院等。同時(shí)高烈度的地區(qū)應(yīng)考慮采用這樣的技術(shù)措施，對(duì)既有建筑進(jìn)行加固，保證結(jié)構(gòu)安全。隔震技術(shù)還應(yīng)考慮建筑高度，四層以上的建筑可以選擇，且層數(shù)越高其造價(jià)優(yōu)勢(shì)越發(fā)明顯。尤其是一些帶有地下工程額建筑可以提高施工效率。同時(shí)應(yīng)注意隔震技術(shù)不應(yīng)使用在寬度較大的建筑上，基礎(chǔ)不夠穩(wěn)定的建筑也不應(yīng)選擇此項(xiàng)技術(shù)。

3 隔震技術(shù)對(duì)既有建筑加固中的應(yīng)用

3．1 工程概況

某民用建筑為高層住在，地下一層設(shè)置地下室。整體建筑結(jié)構(gòu)為框架結(jié)構(gòu)。設(shè)計(jì)滿足標(biāo)準(zhǔn)烈度，設(shè)防為八級(jí)地震。該地區(qū)的地震頻繁且烈度較大，所以決定對(duì)其進(jìn)行加固。經(jīng)過選擇比較決定采用隔震技術(shù)對(duì)其進(jìn)行加固。選擇的技術(shù)措施是鉛芯橡膠隔震支座的裝置對(duì)其進(jìn)行加固，在保證阻尼效果的同時(shí)保證水平變形等效高度。

3．2 隔震技術(shù)設(shè)計(jì)

隔震設(shè)計(jì)是一項(xiàng)基礎(chǔ)工作，各個(gè)技術(shù)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)都應(yīng)進(jìn)行精度保障，提前對(duì)周邊環(huán)境進(jìn)行檢查，對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析與比對(duì)，從而確定施工圖，制定對(duì)應(yīng)的施工方案，然后對(duì)各種施工細(xì)節(jié)進(jìn)行完善，設(shè)計(jì)施工頂撐等技術(shù)措施，并以此指導(dǎo)正是的施工，其設(shè)計(jì)內(nèi)容如下:

(1)隔震層設(shè)計(jì):選擇隔震技術(shù)進(jìn)行加固，首先應(yīng)選擇隔震位置，即考慮整個(gè)隔震層應(yīng)在一個(gè)平面，因?yàn)樵摴こ逃械叵率遥钥紤]將隔震層設(shè)置在獨(dú)立柱基礎(chǔ)的頂面。而如果沒有地下室則應(yīng)設(shè)置在室內(nèi)地面和柱腳高度之間。承重墻下部和獨(dú)立柱等也是安裝隔震裝置的選擇。位置不同所產(chǎn)生的抗震效果也就不同，應(yīng)結(jié)合具體類型進(jìn)行選擇。除了隔震位置和支座的選擇還應(yīng)對(duì)支座節(jié)點(diǎn)、頂部樓蓋、隔震柔性等進(jìn)行對(duì)應(yīng)設(shè)計(jì)。

(2)結(jié)構(gòu)處理:隔震支座對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)改進(jìn)也是設(shè)計(jì)內(nèi)容，施工應(yīng)盡量在狹窄的地點(diǎn)入手，且剛度和質(zhì)量必須保證技術(shù)要求。通常選擇的是免拆式的模板作為新增的結(jié)構(gòu)形式。同時(shí)工程中也考慮選擇型鋼與樓板的結(jié)合，增加剛度。

(3)隔震層下部處理:因?yàn)楸仨氝M(jìn)行頂撐施工，所以隔震支座的基礎(chǔ)必須進(jìn)行加固，支座的水平力和力矩等應(yīng)進(jìn)行計(jì)算，且對(duì)工程基礎(chǔ)進(jìn)行進(jìn)一步檢驗(yàn)，按照地域的地震特征確定抗震烈度，同時(shí)對(duì)建筑的地基進(jìn)行強(qiáng)化，提升地基抗液化的能力。

(4)頂撐技術(shù)的選擇:頂撐技術(shù)涉及了鋼管頂梁、鋼架、鋼筋牛腿等等。鋼管頂梁多用在五層以下的建筑，計(jì)算鋼梁的支撐力學(xué)參數(shù)的時(shí)候，應(yīng)在斷柱之后與支撐梁分配剪切力進(jìn)行配合。而梁剛度界面與剪切力之間的關(guān)系不大，這與梁的正常工作時(shí)的受力形式不同，因此必須進(jìn)行試驗(yàn)分析。本工程實(shí)例為高層建筑，所以選擇鋼架頂鋼筋混凝土牛腿以及鋼架定鋼牛腿的形式完成頂撐，在設(shè)計(jì)中需要完成的是鋼架、梁、牛腿的參數(shù)分析與計(jì)算。

3．3 隔震支座施工

(1)基礎(chǔ)施工:針對(duì)實(shí)際工程情況進(jìn)行考察后發(fā)現(xiàn)，原有的基礎(chǔ)為條形基礎(chǔ)可以負(fù)擔(dān)較大的載荷，對(duì)其進(jìn)行分析計(jì)算后發(fā)現(xiàn)可以滿足加固需求。即采用隔震技術(shù)對(duì)其進(jìn)行抗震加固。所以不需要對(duì)原有的基礎(chǔ)進(jìn)行另外的加固。基礎(chǔ)開挖至柱基頂層后即可進(jìn)行隔震施工。

(2)梁柱處理:施工面框架柱在隔震支座的后方，形成一端是剛支一端鉸支的受力結(jié)構(gòu)，為提高結(jié)構(gòu)件的強(qiáng)度，適應(yīng)截面積的改變，應(yīng)對(duì)柱面進(jìn)行處理，包括除灰和鑿毛等，并在柱面鉆孔，將錨筋植入到孔內(nèi)。最后在柱基頂階臺(tái)鉆孔并植入鋼筋，按照設(shè)計(jì)要求為頂撐做準(zhǔn)備。

(3)柱剪切:完成鋼管頂撐后就已經(jīng)完成了對(duì)上部結(jié)構(gòu)進(jìn)行了穩(wěn)定，然后就是對(duì)框架柱進(jìn)行剪切，先將上下的承臺(tái)柱的鋼筋鑿出，然后從柱的四角進(jìn)行混凝土鑿除，最后切斷鋼筋，然后對(duì)切面進(jìn)行處理，并進(jìn)行沖洗。

(4)隔震支座安裝:隔震裝置的安裝是關(guān)鍵，安裝質(zhì)量將直接影響施工的質(zhì)量。隔震墊的軸線位移應(yīng)通過科學(xué)的技術(shù)措施進(jìn)行控制，同時(shí)隔震墊的平整度也應(yīng)進(jìn)行控制。安裝完成后，對(duì)支座的頂面進(jìn)行誤差的控制，誤差應(yīng)控制在0．8%以下，且在支座中心的水平位置偏差進(jìn)行控制，將偏差和標(biāo)高差控制在5mm以內(nèi)。

4 結(jié)束語

隔震技術(shù)一種提高建筑抗震能力的重要技術(shù)形式，在建筑中應(yīng)用可以降低建筑加固的成本以及施工復(fù)雜程度。但是在實(shí)際的使用中應(yīng)重視對(duì)適應(yīng)性的分析，并在框架結(jié)構(gòu)的建筑加固中進(jìn)行嚴(yán)謹(jǐn)?shù)母粽鹪O(shè)計(jì)，通過對(duì)隔震形式、技術(shù)措施、材料選擇等進(jìn)行合理的選擇，這樣才能保證加固效果。

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