基礎隔震施工技術在高層建筑中的應用

郝齊程

(河南五建建設集團有限公司，河南 鄭州 450000)

一 高層建筑結構設計的特殊性

1.水平荷載已成關鍵性因素

在高層建筑工程施工中，采用基礎隔震施工技術已是必須。這是因為樓房自身的體重以及樓房表面承擔的荷載力都會在豎構件里面發生作用，從而引起軸力以及彎矩的數值發生變化，并且這些數值會跟樓房原本的高度成一次方的正比例，而水平方向的荷載力常會使結構傾覆力矩的產生，加上豎構件結構中所產生的軸力，都跟樓房本身的高度呈兩次方正比;此外，從另一個層面來講，豎向荷載有時候對于一些高度恒定的樓房來說屬于定值，然而水平方向的風荷載以及地震所產生的作用卻是隨時會發生變化的，它們的數值一般根據結構動力特性的情況而出現大幅度的變化。

2.不能忽視軸向變形問題

高層建筑施工過程中，一般豎向荷載數值比較大，常會引起柱中軸向變形現象的產生，進而還會給連續粱的彎矩帶來一定的影響。這時需要根據軸向的變形情況來計算并調整下料的長度。此外還會影響到構件的剪力及側移，所以施工時一定要充分考慮構件的變形情況，以免影響到工程的正常施工和防震效果。

3.側移屬于控制指標

將高層建筑物跟較低的樓房作比較可知，結構發生側移是影響高層建筑物結構出現設計質量的關鍵性因素。日前隨著人們生產生活的需要，高層建筑物的層高一直呈上漲趨勢，這就促使水平荷載下結構發生側移變形的現象逐步增多，進而影響了建筑物的防震效果，所以施工人員很有必要按照施工規范規定的范圍來控制結構側移的距離。

高層建筑物的結構要比低矮樓房的結構柔軟一些，如果發生了地震就會出現變形情況因而變得更加大起來。為了增強建筑物的變形能力，防止倒塌事故的發生，施工人員必須在構造開始時便采取有效措施處理好容易引發安全事故的隱患部位，以此來確保隔震層結構的延續性。

二 高層隔震體系具有特殊性

1.高層以及超高層防震體系跟尋常的隔震體有著很大的不同之處，因而具有特殊性。施工人員在對高層建筑進行施工時，上部的結構很難達到剛體運動假定的標準，但是高振型反應分量所帶來的好影響是容忽視的，而且不能簡單的根據第一振型結構就將上部結構反應確定好。

2.一般高層或者超高層結構中的水平地震力會產生很大的傾覆力距，一旦發生大的地震或者有強風的作用，安裝隔震支座的位置有可能產生拉應力，所以如何解決好隔震支座處的拉應力成為高層建筑防震施工中的重要問題。

3.一般高層或者超高層都具有比較長的自振周期，這就需要將高層隔震建筑的使用周期延長，從而取得良好的隔震施工效果。隔震支座的低彈性以及大變形能力主要是因為強震以及強風作用而產生的，所以施工人員要從這著眼來分析其產生的原因以及該采取怎樣的措施來有效解決這個問題。

三 建立完善的高層基礎隔震系統

所謂基礎隔震建筑系統是指將隔震層設置在建筑物基礎以及上部結構之間，一般會把建筑物分為三個部分，第一個是上部結構，第二個是隔震層，第三個是下部結構。地震發生時的能量常從下部結構傳送到隔震層中，而且大多都被隔震層里面的隔震裝置吸收掉了，只剩下很少的一部分被傳到上部結構里面，這時便能從最大程度上將地震的影響力降低，進而確保了隔震建筑的穩定以及安全性。現如今通過人們的不斷研究和探索已經開發出一套系統、實用的基礎隔震技術，然而當前最常用的還是疊層橡膠支座建立起來的隔震系統。它具有穩定可靠的性能，其隔震元件是以特制的疊層橡膠支座，這種支座在結構、配方以及施工工藝上都比較特殊，因而屬于橡膠厚制品。

四 高層建筑基礎隔震技術施工

傳統建筑中采用的抗震結構是借助結構以及構件將地震帶來的能量消耗掉，施工設計時應該把地震產生的作用力看成一種額外的附加荷載，但是必須把它和結構上的其它荷載組合在一起進行設計和驗算看能否達到施工規范要求的標準。而新型隔震建筑則多設置了變形以及耗能裝置，比如采用的橡膠隔震支座不僅能夠像建筑物提供豎向承載力和彈性得位能力，還具有極佳的變形能力;另外一種鉛芯橡膠制成的隔震支座還可以將地震產生的能耗降低。

在高層建筑物中采用基層隔震技術可以把上部結構所承受的地震作用減小到3到6倍左右，發生地震時高層建筑上部結構通常第一振型多一些。像干剛體平動大體上不會出現太大的反應，而隔震層發生的較大位移會把上部結構所承受地震荷載降低。根據施工規范要求采取一定的基礎隔震措施以后，地震上部結構受到地震的影響就比較小，且構件自身以及內部的設備也都不會被破壞或者失去正常使用功能，此外不會對室內外生活以及工作人員帶來危害，更不會讓他們收到強烈搖晃的影響。即便發生了強震人們的生命財產安全也得到了有利的保障，不僅省去了疏散人員的麻煩，也剩下了房屋修理的費用，從整體上保證了整個建筑物的安全。

在將基礎隔震施工技術應用到高層建筑物中時，需注意以下三點:

1.有效地延長建筑物的隔震效果。在對高層建筑工采用了基礎隔震施工措施以后，建筑物的隔震效果便會延長，也就是說建筑物的基本振動周期會增加。通常高層建筑物的基本振動周期在3秒以上，如果采取了必要的隔震措施以后就會把建筑物的基本振動周期延長至5秒或者更多。

2.傾覆作用會促使隔震組件受到拉力的影響。施工人員在對隔震組件進行設計時一定要充分考慮拉力的作用，所以在完善建筑工程防震施工規范時一定要事先對拉力進行試驗。

3.小地震以及風力產生的影響。在對隔震層進行設計時施工人員一定要充分考慮地震力的作用，這是因為一些小地震或者風力也會影響到隔震組件功能的發揮。

五 結語

總而言之，從我國當前有關超高層隔震房屋建筑的施工和設計方面的案例來看，很多方面還存在著不足，這就需要相關人員不斷地加強隔震建筑施工技術的研究工作，進而提高房屋建筑的施工效率以及施工質量。