公共建筑消能減震復合式約束支撐施工技術研究

任樂

（中鐵三局集團投資有限公司，山西太原 030073）

0 引言

隨著經濟建設的發展，建筑消能減震作為建筑工程中主要的一種減震形式，應用非常廣泛。在地震作用下，建筑結構會發生破壞，進而造成大量人員傷亡以及財產損失，因此，為了保證建筑在地震作用下不發生破壞，必須對建筑采取相應的減震措施[1-2]。減震消能是一種降低建筑地震破壞的有效措施，能夠消減地震產生的震動，從而保證建筑結構安全[3-7]。現有消能減震技術比較單一，要么單一減小水平向的震動，要么單一減小豎向的震動，不能同時減小兩個方向的震動。

結合某實際工程，本文對公共建筑消能減震技術開展研究，可以有效提高阻尼器安裝效率，優化消能減震約束支撐穿梁柱結構，為今后類似工程提供經驗借鑒。

1 工程概況

朔州市大醫院建設工程位于長寧街以南，用地面積209647.79m2。朔州市大醫院建設工程主體結構為框架結構，主要為勁性鋼骨柱、梁，分部于1#至4#樓各單體樓體中。為了提高建構筑物在大震下的抗倒塌能力，往往在高層建筑中采用消能減震結構。消能減震是指在結構中安裝消能器（阻尼器），通過消能器消耗地震輸入的能量，減小房屋地震反應，也是一種消耗地震能量的軟抗震技術。消能器屬于非承重構件，其功能僅是在結構變形過程中發展消能作用，對結構的承載力和案例性不構成任何影響或威脅。表1 為朔州市大醫院建設工程所采用的阻尼器參數與用量。

表1 阻尼器用量

2 粘滯阻尼器安裝工藝

2.1 安裝準備

安裝前，依據《建筑消能阻尼器（JG/T 209—2012）》中的相關規定，應按照設計圖紙要求進行比例不低于50%的抽樣檢測。朔州市大醫院建設工程采用3500kN 動載試驗臺（ZL002）對采用的粘滯阻尼器進行物理力學性能指標的檢測，檢測結果表明其相關指標均滿足表2 中的要求。

2.2 預埋件安裝

根據設計要求進行放線定位，確定預埋件的安裝位置，將預埋件植入混凝土墻體內部。施工時，使用水平儀測量預埋鋼板表面是否水平，對預埋件進行找平校直，保證橫向及縱向水平后與現場主筋點焊固定。

2.3 阻尼器安裝

圖1 為阻尼器安裝示意圖，首先將下節點板放置到位后點焊固定，然后采用銷軸將粘滯阻尼器與上、下節點板連接固定，連接間隙公差不超過0.3mm。采用千斤頂或吊裝設備將粘滯阻尼器調整至水平，使用水平儀測量，確定粘滯阻尼器水平且不偏不扭，誤差小于±10mm。最后觀察阻尼器整體安裝的協調性，無誤后將節點板與預埋件滿焊固定。安裝后的阻尼器如圖2 所示。

表2 粘滯阻尼器力學性能指標

圖1 粘滯阻尼器安裝

圖2 粘滯阻尼器安裝效果

3 消能減震約束支撐穿梁柱結構施工工藝

為了既可消減建筑物梁柱節點處的豎向震動，又可消減該節點處的水平向震動，朔州市大醫院建設工程提出一種如圖3 和圖4 所示的消能減震約束支撐穿梁柱結構，主要包括豎向減震阻尼、水平減震阻尼、柱預埋板、梁預埋板、柱子和梁。其中，豎向減震阻尼位于柱預埋板與梁預埋板之間；豎向減震阻尼與梁預埋板和柱預埋板之間通過水平減震阻尼連接，柱預埋板通過柱預埋螺釘固定于柱子上，梁預埋板通過梁預埋螺釘固定于梁下部。主要安裝步驟如下。

（1）安裝預埋板：根據施工圖紙確定柱預埋板和梁預埋板需要安放的位置，將柱預埋螺釘和梁預埋螺釘穿過預埋螺孔，即可將柱預埋板和梁預埋板緊緊固定在柱子和梁下部。

（2）拼裝豎向減震阻尼：先將豎向減震彈簧放置在豎向筒身中，再將豎向阻尼頂頭與豎向桿身焊接牢固后放置在豎向減震彈簧上，最后將豎向阻尼卡環放在豎向筒身上方。

（3）拼裝水平減震阻尼：先將水平減震彈簧放置在水平阻尼套筒中，再將水平阻尼桿一端分別與水平阻尼頂頭、水平阻尼套筒底焊接牢固，并把焊接好的水平阻尼頂頭放置在水平減震彈簧上，最后將水平阻尼卡環放在水平阻尼套筒上方，并把球形連接頭與水平阻尼桿另一端焊接牢固。

（4）組裝減震阻尼：將拼裝好的部分水平減震阻尼一端安放到豎向球形梁卡槽中，另一部分水平減震阻尼一端安放到豎向球形柱卡槽中。

圖3 新型消能減震約束支撐穿梁柱結構

圖4 豎向和水平減震阻尼結構

（5）固定減震阻尼：將安放到豎向球形梁卡槽中的水平減震阻尼另一端安放到梁球形卡槽中，安放到豎向球形柱卡槽中的水平減震阻尼另一端安放到柱球形卡槽中。

4 結論

結合某實際工程，本文以公共建筑消能減震技術為研究對象，在粘滯阻尼器的安裝與檢測技術的基礎上，提出一種消能減震約束支撐穿梁柱結構，可有效消減梁柱節點處的水平向和豎向震動。