淺談疊層橡膠支座隔震技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)中的運(yùn)用——天匯花園小區(qū)二期1號樓

賀永強(qiáng)

上海大同一鋼建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司新疆分公司 新疆烏魯木齊 830011

摘要：疊層橡膠支座隔震技術(shù)可降低上部結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)防烈度，有效減輕房屋地震反應(yīng)，烏魯木齊市天匯路天匯花園小區(qū)二期1號樓工程，工程采用此項(xiàng)技術(shù)，達(dá)到橡膠隔震支座安裝的高精度要求，取得了良好的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)效益。以天匯花園小區(qū)二期1號樓工程實(shí)例淺談疊層橡膠支座隔震技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)專業(yè)上實(shí)踐運(yùn)用。

關(guān)鍵詞：橡膠支座；隔震縫；技術(shù)措施

一、引言

疊層橡膠隔震技術(shù)主要是由多層橡膠和鋼板相互疊加而成，在施加豎向荷載時(shí)，由于橡膠受到鋼板的約束，不會(huì)產(chǎn)生很大的橫向變形，即具有很強(qiáng)的抗壓能力；水平方向有很大的變形能力，在地震作用下，橡膠墊可以隔離水平方向的運(yùn)動(dòng)分量。最初是在1965年用于倫敦的地鐵車站上面的建筑，采用多層橡膠支座防止了地鐵的振動(dòng)傳給上部建筑物；從而降低上部結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)防烈度，實(shí)現(xiàn)在同等抗震性能水準(zhǔn)下（與非隔震結(jié)構(gòu)相比），減小構(gòu)件截面或降低配筋率，節(jié)省工程造價(jià)。天匯花園小區(qū)二期1號樓采用疊層橡膠隔震技術(shù)，在本工程的隔震設(shè)計(jì)過程中，各專業(yè)協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)，并將在建筑專業(yè)設(shè)計(jì)中遇到的要點(diǎn)、經(jīng)驗(yàn)在此論述。

二、建筑概況

1、天匯花園小區(qū)二期1號樓工程位于烏魯木齊市天匯路；建筑等級為一級高層底商住宅，建筑層數(shù)：地上主體二十三層（地下二層，局部躍層、裙房三層）；建筑高度：74.14米（至建筑躍層屋面板）；

2、主要功能：一、二層為小型商業(yè)網(wǎng)點(diǎn)、公廁、物業(yè)用房，裙房三層為商業(yè)用房，二～二十三層為普通住宅，地下一、二層為車庫，設(shè)備用房；

3、建筑面積：

總建筑面積：27553.29㎡，其中：地上建筑面積：20475.38㎡（商業(yè)面積：2591.01㎡；公廁面積：80.48㎡，物業(yè)用房建筑面積：102.11㎡），地下建筑面積：7077.91㎡；陽臺(tái)面積：1387.56㎡；建筑基底面積：1248.29㎡；

三、隔震設(shè)計(jì)

1、本工程建筑抗震設(shè)防烈度：八度；結(jié)構(gòu)形式為框剪結(jié)構(gòu)；采用建筑結(jié)構(gòu)隔震設(shè)計(jì)；隔震支座下部抗震設(shè)防烈度為八度，隔震支座上部抗震設(shè)防烈度為七度；水平隔震縫為50mm，豎向隔震縫為500mm。

2、隔震層設(shè)計(jì)

《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》對隔震設(shè)計(jì)提出了分部設(shè)計(jì)法和水平減震系數(shù)的概念。分部設(shè)計(jì)方法是把整個(gè)基礎(chǔ)隔震結(jié)構(gòu)體系分成上部結(jié)構(gòu)（隔震層以上結(jié)構(gòu)）、隔震層、隔震層以下結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)四部分，分別進(jìn)行設(shè)計(jì)；而隔震層的設(shè)置對建筑造價(jià)、構(gòu)造、施工等都有較大的影響，但從建筑專業(yè)考慮如果設(shè)置在建筑±0.000以上，對建筑立面效果、室內(nèi)房間功能破壞太大，對建筑同時(shí)在嚴(yán)寒地區(qū)的外墻節(jié)能保溫也會(huì)有影響；如果設(shè)置在結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，又會(huì)產(chǎn)生造價(jià)偏大、建筑地下室防水困難、施工復(fù)雜等影響。最后在多方協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)下確定隔震層設(shè)置在地下室頂板下，對工程造價(jià)、建筑室內(nèi)外功能影響、施工難易度，均是最佳選擇。最后設(shè)計(jì)出地下室與裙房、隔震層、主樓±0.000以上、基礎(chǔ)四個(gè)結(jié)構(gòu)部分。隔震層隔震元件為疊層橡膠隔震支座。

3、建筑在隔震設(shè)計(jì)中要點(diǎn)

（1）.隔震溝的設(shè)計(jì)

隔震溝的寬度應(yīng)寬于豎向隔震縫，同時(shí)本工程又屬于嚴(yán)寒地區(qū)，還要考慮保溫層等厚度，最后再結(jié)合散水設(shè)計(jì)，本工程隔震溝的寬度設(shè)計(jì)為900mm寬（結(jié)構(gòu)凈寬）；溝內(nèi)的建筑外墻做保溫，溝擋土墻外迎水面做防水層兩道（4mm厚ARC-701耐根穿刺改性瀝青防水卷材一道+3mm厚SBS改性瀝青防水卷材一道；）壓入水平隔震縫用附加卷材一層內(nèi)填聚乙烯泡沫塑料條堵嚴(yán)，外用防水砂漿填實(shí)抹光；考慮雨水對隔震溝水平隔震縫的影響，地下室結(jié)構(gòu)頂板外挑1350mm作為隔震溝的蓋板（室內(nèi)外高差450mm），隔震溝擋土墻與蓋板留50mm的水平隔震縫，蓋板出擋土墻結(jié)構(gòu)外皮210mm，縫底距室外設(shè)計(jì)地面190mm，同時(shí)在結(jié)構(gòu)外挑蓋板上做散水設(shè)計(jì)。

（2）.電梯井的隔震設(shè)計(jì)

因?yàn)殡娞轂橄离娞荩娞菪柘轮恋叵露樱娞菥绻捎脩覓焓教菥瑧覓扉L度較大，有10.24m，結(jié)構(gòu)技術(shù)上實(shí)施有困難，施工也有難度，所以電梯井的采用支撐式電梯井。電梯井下隔震溝做到凈高1000mm，可以兼做電梯井隔震支座的檢修井，還能兼做消防電梯的集水坑。

（3）.室內(nèi)隔震縫設(shè)計(jì)

本工程通過結(jié)構(gòu)計(jì)算得出水平隔震縫為50mm，豎向隔震縫為500mm。

室內(nèi)的水平隔震縫大部分在地下一層頂板下，隔震層雙梁之間的間距為400，在需要設(shè)置隔墻處在下部結(jié)構(gòu)梁頂用加氣塊或多孔磚砌筑350mm高矮墻，留50mm水平隔震縫用瀝青麻絲或橡膠條等柔性材料填充。還有一部分在4層陽臺(tái)底板與3層裙房頂板處，因?yàn)橹鳂?層陽臺(tái)底板與3層裙房頂板在同一標(biāo)高，此處就需要結(jié)構(gòu)降板以滿足隔震要求，但是因?yàn)殛柵_(tái)底板與裙房3層頂板均為現(xiàn)澆，50厚的水平隔震縫寬度在陽臺(tái)底板與裙房頂板交錯(cuò)處，是無法施工的。為滿足施工，如果降板太多又會(huì)影響凈高（主要是梁下凈高）。所以在設(shè)計(jì)上要求先施工完成裙房頂板后，在交縫處鋪上一層低密度（ρ=15Kg/m3）EPS板后在EPS板上直接施工澆筑陽臺(tái)底板（陽臺(tái)底板梁上翻）。

樓梯處的水平隔震設(shè)計(jì)比較復(fù)雜，因?yàn)楦粽鹂p的設(shè)置要滿足結(jié)構(gòu)整體要求，而樓梯踏高與踏面需滿足建筑專業(yè)要求，所以水平隔震縫的位置一般不會(huì)正好在樓梯起始處，通常情況是在樓梯梯段中，并且高度不會(huì)正好與樓梯踏高契合。這種情況下，樓梯梯段隔震縫處低踏面就需要用脆性材料砌筑到踏高處，同時(shí)此脆性材料還要滿足樓梯踏面耐久性使用要求。還有做法就是水平隔震縫到了梯板底部后沿著梯板底端平行設(shè)置，這是就需要調(diào)節(jié)樓梯相鄰隔震支座的高度，而且還會(huì)有可能在樓梯內(nèi)增加一組隔震支座，而增加設(shè)計(jì)與施工難度。但無論使用那種辦法，樓梯防護(hù)欄桿在隔震縫處均應(yīng)斷開，并單獨(dú)固定。為了避免這些問題，本工程主樓處的樓梯連同電梯、電梯井整個(gè)豎向交通盒垂入結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)處用隔震支座支撐，從而避免了整個(gè)交通盒內(nèi)的隔震縫出現(xiàn)。

室內(nèi)的豎向隔震縫主要出現(xiàn)在地下室交通盒與貼近的樓板、內(nèi)墻、梁、柱子處，這些地方的建筑做法可與常規(guī)的室內(nèi)伸縮縫、變形縫做法相同。但需要注意的是，因?yàn)楦粽鹂p一般比較寬，而且也不會(huì)像變形縫設(shè)置的那樣在建筑中很規(guī)則。經(jīng)常會(huì)穿過有特殊使用要求的房間，如穿越防火墻，此時(shí)就需要在縫內(nèi)填塞A級防火材料以保證防火墻的防火功能。如穿越其它有特殊要求的構(gòu)件時(shí)，還需要特殊設(shè)計(jì)。

四、對疊層橡膠支座隔震技術(shù)，國內(nèi)外已做了較多工作，我國也正積極大膽嘗試應(yīng)用，這是令人鼓舞的。然而尚待深入研究的問題還很多，比如，性能優(yōu)良的低摩擦材料的研制，各專業(yè)在隔震設(shè)計(jì)中協(xié)調(diào)配合，設(shè)計(jì)規(guī)程編制和軟件開發(fā)等。總的來說，人們比較普遍關(guān)注擔(dān)心的問題是實(shí)際隔震中強(qiáng)地震作用下工作性能究竟如何？這有待已有和新建隔震房屋經(jīng)受實(shí)際地震考驗(yàn)。

隨著人們認(rèn)識的加深和社會(huì)發(fā)展，走抗震與減震相結(jié)合的道路是發(fā)展的必然趨勢。疊層橡膠支座隔震技術(shù)的優(yōu)勢是大大提高了“大震”下的結(jié)構(gòu)可靠性，并在地震設(shè)防區(qū)尤其是高烈度區(qū)可突破非減震時(shí)的層數(shù)等限制，不失為一個(gè)超規(guī)范研究的方向，其發(fā)展前景是廣闊的。

參考文獻(xiàn)：

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