建筑隔震設(shè)計(jì)相關(guān)問(wèn)題探究

張玉鈺

規(guī)劃設(shè)計(jì) Planning and design

建筑隔震設(shè)計(jì)相關(guān)問(wèn)題探究

張玉鈺

（蘭州交大設(shè)計(jì)研究院有限公司，甘肅 蘭州 730070）

建筑隔震設(shè)計(jì)是建筑設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容。建筑物的隔震性能是衡量其安全性能的重要指標(biāo)。本文主要分析介紹了建筑隔震設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容，并簡(jiǎn)要闡述分析了建筑隔震設(shè)計(jì)在設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、經(jīng)濟(jì)效益和設(shè)計(jì)方法等方面的設(shè)計(jì)問(wèn)題，重點(diǎn)介紹了隔震支座安裝方面的設(shè)計(jì)內(nèi)容，同時(shí)對(duì)隔震房屋的施工和質(zhì)量監(jiān)督等方面的注意事項(xiàng)加以闡述，以期為建筑隔震設(shè)計(jì)相關(guān)工作提供相應(yīng)的參考依據(jù)。

建筑；隔震設(shè)計(jì)；設(shè)計(jì)問(wèn)題；施工；維護(hù)

從地理位置方面來(lái)看，我國(guó)恰好處于環(huán)太平洋及地中海地震帶與喜馬拉雅地震帶之間，其地震發(fā)生頻率相對(duì)較高。一旦發(fā)生地震，就會(huì)對(duì)社會(huì)民眾造成人員與財(cái)產(chǎn)損害，給社會(huì)帶來(lái)較大的不良影響。因此這就需要加強(qiáng)對(duì)房屋建筑的隔震設(shè)計(jì)，以增強(qiáng)建筑的防震效果，將地震的負(fù)面影響控制到最低。

1 建筑隔震設(shè)計(jì)的簡(jiǎn)要概述

對(duì)于建筑物的隔震設(shè)計(jì)，主要是將橡膠支座和阻尼裝置等隔震部件合理設(shè)置在房屋的基礎(chǔ)、底部或下部結(jié)構(gòu)與上部結(jié)構(gòu)之間，以形成相應(yīng)的隔震層，使建筑物具有整體復(fù)位功能。這樣，就能夠從根本上保障結(jié)構(gòu)自振周期得以延長(zhǎng)，結(jié)構(gòu)阻尼增加，進(jìn)而減緩阻隔地震能量的向上傳遞，將上部結(jié)構(gòu)中的地震作用得以減緩，進(jìn)而起到建筑物的防震作用。因此，建筑隔震技術(shù)需要被應(yīng)用在建筑設(shè)計(jì)過(guò)程中，以提升建筑物自身的隔震性能，以減少地震作用下對(duì)建筑物主體結(jié)構(gòu)與非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的破壞作用[1]。建筑物隔震結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)能夠顯著提升建筑物自身的抗震能力，有效保障建筑物內(nèi)部人員的安全。因此在針對(duì)建筑工程展開(kāi)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，對(duì)之做科學(xué)的隔震設(shè)計(jì)具有較高的必要性。

2 建筑隔震設(shè)計(jì)過(guò)程中的注意問(wèn)題

2.1 明確標(biāo)準(zhǔn)，重視經(jīng)濟(jì)效益

建筑隔震設(shè)計(jì)在我國(guó)建筑行業(yè)方面的應(yīng)用尚處于起步階段。建筑隔震設(shè)計(jì)與施工應(yīng)用方面的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)尚不完善，也因此使得相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)難以形成對(duì)實(shí)際設(shè)計(jì)工作的有效指導(dǎo)，同時(shí)在設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)圖集方面也顯得不完善，這對(duì)于隔震設(shè)計(jì)工作開(kāi)展也有著較大的不良影響。這就需要結(jié)合實(shí)際的建筑隔震要求，不斷豐富完善設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)圖集。建筑的隔震設(shè)計(jì)需要通過(guò)設(shè)計(jì)隔震支座，利用其自身的變形性能以消除地震作用，這樣能夠減緩地震作用向上部結(jié)構(gòu)中的傳遞。隔震支座及隔震構(gòu)件等相關(guān)設(shè)置雖然會(huì)在一定程度上增加工程造價(jià)，但是卻能夠有效支撐建筑物上層結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)建筑物自身的安全可靠性[2]。

因此，建筑物抗震構(gòu)件的設(shè)計(jì)安裝是不容忽視的。在地震發(fā)生后，隔震構(gòu)件可能會(huì)出現(xiàn)不同程度上的損傷，這就需要對(duì)其進(jìn)行及時(shí)的維修與更換。針對(duì)這些問(wèn)題，就需要加強(qiáng)對(duì)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和經(jīng)濟(jì)效益的重視程度。結(jié)合建筑工程的實(shí)際情況制定科學(xué)合理，切實(shí)可行的設(shè)計(jì)目標(biāo)，并不斷豐富拓展設(shè)計(jì)圖集。與此同時(shí)做好工程預(yù)算，積極協(xié)調(diào)解決建筑工程各參與方之間的問(wèn)題。

2.2 掌握新型的設(shè)計(jì)方法

在建筑行業(yè)不斷迅速發(fā)展的社會(huì)背景下，隔震技術(shù)得到大范圍的應(yīng)用與拓展，尤其是在很多的大體量且較為復(fù)雜的建筑中都是必然需要進(jìn)行隔震設(shè)計(jì)的[3]。因?yàn)?，為增?qiáng)建筑的隔震設(shè)計(jì)效果，就需要不斷學(xué)習(xí)吸納先進(jìn)的新型的設(shè)計(jì)方法，其中比較新興的就是BIM技術(shù)，通過(guò)構(gòu)建建筑信息模型的方式，為建筑設(shè)計(jì)和施工提供重要的信息支撐。同時(shí)，新型的設(shè)計(jì)方法也能夠在一定程度上有利于工程成本的合理配置。

3 建筑隔震設(shè)計(jì)問(wèn)題

3.1 支座面壓?jiǎn)栴}

建筑物一旦投入使用，隔震支座就需要長(zhǎng)期承受建筑結(jié)構(gòu)中來(lái)自上部的作用力和地震作用力。這些作用力對(duì)于疊層橡膠支座的承壓面積影響最為嚴(yán)重，不僅會(huì)造成承壓面積的減小，而且還會(huì)造成承載力的明顯下降。根據(jù)現(xiàn)階段的建筑規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，需要對(duì)隔震支座的設(shè)計(jì)進(jìn)行多次反復(fù)驗(yàn)算，以保證支座面壓影響控制在合理范圍內(nèi)。具體主要從以下兩方面加強(qiáng)驗(yàn)算：其一，要加強(qiáng)對(duì)隔震支座面壓的驗(yàn)算，而不能僅僅局限于對(duì)支座水平方向的變形驗(yàn)算，這樣能夠進(jìn)一步加強(qiáng)建筑物在罕遇地震下的安全性與穩(wěn)定性；其二，應(yīng)該將地震作用影響作為評(píng)估支座平均壓力，以確保驗(yàn)算結(jié)果的準(zhǔn)確性和完整性[4]。

3.2 隔震方案分析

首先，從抗風(fēng)承載力方面來(lái)看，風(fēng)荷載產(chǎn)生的總水平力的計(jì)算需要結(jié)合建筑物的總重和應(yīng)用模型等條件作為計(jì)算依據(jù)。同時(shí),在《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》中明確規(guī)定有關(guān)風(fēng)荷載以及其他非地震作用下水平荷載標(biāo)準(zhǔn)值所產(chǎn)生總水平力應(yīng)低于結(jié)構(gòu)總重力10%的標(biāo)準(zhǔn)，需要將計(jì)算值與該標(biāo)準(zhǔn)加以比較，以確定其是否合理。此外，還需要結(jié)合《疊層橡膠支座隔震技術(shù)規(guī)程》，對(duì)其中風(fēng)荷載分項(xiàng)系數(shù)的選取標(biāo)準(zhǔn)做出確定，并結(jié)合實(shí)際承載力對(duì)風(fēng)荷載進(jìn)行檢驗(yàn)，保證其達(dá)到最終的設(shè)計(jì)要求[5]。

其次，在隔震方案設(shè)計(jì)中還需要從加速度時(shí)程的角度來(lái)展開(kāi)分析。如：在設(shè)計(jì)中將區(qū)域范圍內(nèi)以往發(fā)生強(qiáng)震時(shí)的記錄調(diào)取出來(lái)，然后根據(jù)記錄進(jìn)行加速度時(shí)程模擬，然后繪制建筑工程隔震方案在面對(duì)該加速度時(shí)程時(shí)形成的反應(yīng)譜曲線，并對(duì)該曲線展開(kāi)分析，保證其達(dá)到正常譜值的的范圍之內(nèi)。

3.3 隔震支座受拉問(wèn)題

通常情況下，在地震作用力的影響下，隔震支座所承受的傾覆作用力很有可能會(huì)超過(guò)自身所能夠承受的作用力值。而對(duì)于高層建筑物來(lái)說(shuō)，其所承受的豎向荷載力會(huì)相對(duì)較大，進(jìn)而引發(fā)較為嚴(yán)重的軸向變形，在一定程度上

影響高層建筑結(jié)構(gòu)的抗彎和抗剪能力，甚至發(fā)生結(jié)構(gòu)的側(cè)向變形[6]。近年來(lái)，建筑層高不斷增加，又進(jìn)一步增加了高層建筑物在隔震支座受拉問(wèn)題影響下發(fā)生軸向變形的概率。因此，建筑結(jié)構(gòu)隔震設(shè)計(jì)過(guò)程中需要將軸向受力作為重要的影響因素加以考慮，最大程度上規(guī)避建筑結(jié)構(gòu)發(fā)生軸向變形的問(wèn)題。

4 隔震建筑的施工

隔震層的設(shè)計(jì)與設(shè)置是隔震建筑施工的重要內(nèi)容，其主要表現(xiàn)在以下幾方面：隔振器的安裝與驗(yàn)收，隔震設(shè)備管線的施工等。

4.1 隔震支座安裝

對(duì)于隔震支座的安裝，最重要的是要保證支座為軸壓。這就需要嚴(yán)格控制隔震支座水平度和軸線位置，以滿足《疊合橡膠支座隔震技術(shù)規(guī)程》對(duì)相關(guān)指標(biāo)的要求。其具體標(biāo)準(zhǔn)要求如下：支承隔震支座的支墩( 或柱〕其頂面水平度誤差不宜大于5‰；在隔震支座安裝后, 隔震支座頂面的水平度誤差不宜大于8‰；隔震支座中心的平面位置與設(shè)計(jì)值位置的偏差不應(yīng)大于5.0mm； 隔震支座中心標(biāo)高于設(shè)計(jì)標(biāo)高的偏差不應(yīng)大于5.0mm。隔震支座在進(jìn)行位置測(cè)量的同時(shí)需要做好變形測(cè)量，并詳細(xì)記錄在冊(cè)。例如，對(duì)于隔震支座的豎向變形測(cè)量，可以通過(guò)在隔震支座的四周分別設(shè)置水平線，以量取相應(yīng)水平線之間的豎向距離，然后取其平均數(shù)。并且設(shè)定每周觀測(cè)一次，直至工程施工完成。整個(gè)過(guò)程中所記錄的豎向距離變化值就可以分析出隔震支座的豎向變形量[7]。

隔震支座的使用需要定期進(jìn)行測(cè)量檢查，一旦發(fā)現(xiàn)其存在損傷，使建筑結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能發(fā)生變化，就需要對(duì)隔震支座進(jìn)行更換。如果隔震支座周?chē)凶銐虻奈恢每梢苑胖们Ы镯?，則可以嘗試通過(guò)放置千斤頂將隔震支座上部結(jié)構(gòu)頂升，而不需要對(duì)隔震支座配置外包構(gòu)件，但需要保證隔震支座上下部結(jié)構(gòu)能夠滿足局部承壓的要求。隔震支座更換完成后再對(duì)千斤頂加以釋放，更換后的隔震支座則可以承擔(dān)起建筑上部結(jié)構(gòu)重量的作用。當(dāng)然，隔震支座的安裝要求需要滿足《建筑隔震橡膠支座》的行業(yè)要求。

4.2 隔震器的驗(yàn)收

隔震器的驗(yàn)收需要對(duì)以下內(nèi)容加以確認(rèn)，如產(chǎn)品書(shū)面文件的確認(rèn)，并核實(shí)隔震產(chǎn)品及配套安裝連接件的數(shù)量、型號(hào)是否與實(shí)際要求相吻合；產(chǎn)品的形狀與尺寸與標(biāo)準(zhǔn)要求是否一致，還需要檢查產(chǎn)品的外觀完整性，查看其是否存在缺陷或者破損等異常情況。其中，隔震層產(chǎn)品的書(shū)面文件主要包括供貨企業(yè)的資質(zhì)證明、出廠合格證、性能檢測(cè)報(bào)告等。

4.3 隔震房屋設(shè)備管線的施工

隔震房屋設(shè)備管線的施工一般需要從以下幾方面加以注意：首先，對(duì)于隔震層中的上下水的進(jìn)戶(hù)管位置處的連接應(yīng)該是任意錯(cuò)動(dòng)的形式，并盡量采取不銹鋼波紋管等柔性接頭。其次，進(jìn)戶(hù)管柔性連接件的兩端應(yīng)該采取絲扣活節(jié)的連接形式，并保證連接器處于豎直狀態(tài)。最后，管道的安裝需要在確認(rèn)變形量滿足設(shè)計(jì)要求之后才可以加以固定使用。否則就需要針對(duì)問(wèn)題進(jìn)行檢查并予以解決，確保其能夠正常投入使用。

5 隔震建筑物的質(zhì)量監(jiān)督與維護(hù)

5.1 施工質(zhì)量監(jiān)督

隔震層的施工質(zhì)量直接關(guān)系著建筑隔震工程的施工質(zhì)量，因此，需要加強(qiáng)對(duì)隔震層的施工質(zhì)量監(jiān)督與后期維護(hù)工作。其施工質(zhì)量一般需要有施工方進(jìn)行自檢，然后由監(jiān)理方進(jìn)行校核監(jiān)督。施工質(zhì)量監(jiān)督的重點(diǎn)內(nèi)容主要包括對(duì)隔震產(chǎn)品的性能質(zhì)量資料進(jìn)行核實(shí)，并進(jìn)行必要的實(shí)際抽檢工作；在預(yù)埋鋼板定位，并對(duì)隔震支座下部構(gòu)件澆筑混凝土后，則需要對(duì)預(yù)埋鋼板的軸心位置、標(biāo)高和平整度等重要參數(shù)進(jìn)行抽查檢查，以確保實(shí)際施工質(zhì)量滿足設(shè)計(jì)要求。同時(shí)，隔震支座的安裝位置、型號(hào)、數(shù)量等也需要重點(diǎn)檢查，使其與設(shè)計(jì)文件要求相一致。在隔震支座安裝完成以后，需要對(duì)隔震支座的軸線中心位置和預(yù)埋表面平整度進(jìn)行抽查，其抽查數(shù)量一般在10%左右。隔震支座的安裝要確保穩(wěn)定牢固，且支座附近的梁柱混凝土密室不存在蜂窩、麻面和漏筋等缺陷問(wèn)題。隔震支座的質(zhì)量要全程監(jiān)控，避免發(fā)生各種損傷現(xiàn)象。并在安裝過(guò)程中對(duì)隔震支座的安裝和豎向變形做好施工記錄。此外，設(shè)備管線、接頭等零部件的安裝、設(shè)置需要嚴(yán)格按照施工要求來(lái)執(zhí)行。在隔震施工完成后，需要嚴(yán)格按照施工及驗(yàn)收規(guī)范等要求組織工程驗(yàn)收。

5.2 建筑隔震施工維護(hù)

對(duì)于建筑隔震層的維護(hù)，需要根據(jù)隔震層的實(shí)際施工情況，制定和執(zhí)行隔震支座的具體檢查和維護(hù)計(jì)劃。一方面，對(duì)隔震支座的外觀及變形情況進(jìn)行針對(duì)性的定期檢查，以確保其處于正常的使用狀態(tài)；另一方面，需要對(duì)隔震支座周?chē)那闆r進(jìn)行檢查，定期查看是否存在限制上部結(jié)構(gòu)位移的障礙物，一旦發(fā)現(xiàn)存在任何形式的障礙物，都需要采取相應(yīng)的措施加以處理，以保障隔震支座的性能能夠得到最大程度上的應(yīng)用[8]。在日常維護(hù)工作中，需要對(duì)隔震建筑物的隔震構(gòu)造周?chē)约案粽鸾ㄖ锏娜肟诟浇O(shè)置專(zhuān)業(yè)的隔震警示標(biāo)記，以提醒業(yè)主方和相關(guān)人員對(duì)隔震層加以維護(hù)的意識(shí)，尤其是對(duì)隔震層部件和隔震層的整體構(gòu)造。隔震施工維護(hù)工作的開(kāi)展需要遵循國(guó)內(nèi)的建筑規(guī)程要求，也需要不斷積極引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)的隔震建筑維護(hù)管理辦法，以制定出適用于現(xiàn)行隔震建筑物的管理辦法，為隔震建筑物的后期運(yùn)行維護(hù)提供重要的保障依據(jù)。

6 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，建筑隔震設(shè)計(jì)是建筑物設(shè)計(jì)的重要組成內(nèi)容，其隔震設(shè)計(jì)質(zhì)量直接關(guān)系到建筑物自身的隔震性能。良好的建筑隔震設(shè)計(jì)能夠提升建筑物自身的安全穩(wěn)定性，有效保障人們的工作和生活安全。因此，相關(guān)部門(mén)需要加強(qiáng)對(duì)建筑隔震設(shè)計(jì)的重視程度。在隔震設(shè)計(jì)過(guò)程中，需要全面結(jié)合隔震建筑的實(shí)際情況，選擇合理的設(shè)計(jì)方法和施工方法，以確保設(shè)計(jì)要求得到科學(xué)有效的落實(shí)。而對(duì)于隔震設(shè)計(jì)中所需要使用的施工工藝、施工構(gòu)件和施工材料等，則需要加大研究力度，以不斷提升其隔震性能優(yōu)勢(shì)。在設(shè)計(jì)和施工過(guò)程中，需要秉持嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的工作態(tài)度，把控好各個(gè)工作環(huán)節(jié)的工作質(zhì)量。這樣，在隔震設(shè)計(jì)方案的指導(dǎo)下，建筑物會(huì)具有良好的隔震性能、防水性能和防火性能，以保障建筑物安全穩(wěn)定的投入使用，并推動(dòng)建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

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張玉鈺（1988.4- ），漢族，男，甘肅蘭州人，本科，工程師，研究方向：建筑設(shè)計(jì)工作。

TU7

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1007-6344（2021）01-0293-02