既有框架結構加固改造施工中隔震技術的應用及實施要點分析

馬健

摘 要：地震是破壞力較強的自然災害之一，近年來，世界各國相繼加大了對隔震技術的研究力度。根據具體案例，分析、探討了將隔震技術運用于既有框架結構加固施工中的實施要點。

關鍵詞：地震；隔震技術；框架結構；隔震裝備

中圖分類號：TU973.3+1 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.23.135

在以往的建筑抗震設計中，通常以提高既有框架結構的延性、剛度和強度來減少地震對工程造成的損壞。但絕大多數項目案例表明，上述方案不僅價格昂貴，且無法完全滿足現代化工程的建設要求，進而無法有效解決地震后建筑物遭受嚴重破壞的難題。我國采用結構框架的建筑越來越多，導致抗震設計越來越難。因此，建筑物抗震設計已成為近年來相關人員的研究熱點。

1 隔震技術的基本應用原理

隔震技術運用的基本原理為：利用建筑物上部結構與基礎框架間的隔震裝備使結構框架的基本自振周期延長，并附加適當的阻尼，最終使隔震裝置承受絕大部分的地震能量。

既有建筑物的基礎隔震加固技術以最大程度地借助于既有建筑物上部結構抗震性能為前提，依照既有建筑物的特性，于建筑物下部配置隔震裝置，使輸入上部結構的地震能量得到隔離或耗散，從而使該能量最終減弱至既有結構可承受的大小，最終實現提高既有結構抗震能力的目標。

采用基礎隔震加固時，只需在建筑物底層具備施工空間，不會影響建筑物一層以上用戶的居住，進而形成了一種經濟適用的抗震加固方案。

為了保障隔震層施工的順利進行，實現對建筑物上部結構抗震加固的重要問題之一是如何安全、順利地將滿足設計需要的疊層橡膠隔震支座安插至設計位置，并保障隔震支座可牢固地與上、下部結構相連，從而有效利用隔震層。隔震加固改造施工技術可分為柱下隔震和墻下隔震兩種。

2 應用實例

2.1 工程案例

某建筑物的框架結構為剪力墻，共12層，2層位于地下，10層位于地上，總面積約62 000 m2。該建筑物利用鉛芯橡膠支座，使既有框架結構得到了隔震加固。該建筑物中的隔震層間中共分布了360個半徑依次為300 mm、350 mm和400 mm的鉛芯橡膠支座，借助于鉛芯橡膠支座自帶的功能，可獲得較佳的隔震加固功能。

2.2 隔震層的設計要點

隔震層的設計要點主要有以下3點：①在加固項目中，于原工程上部結構與下部結構間設計了高1.6 m的隔震層。整體隔震層具備管道層的功能，因此，在隔震層底部采用了1.5 mm厚的聚合物水泥涂料。此外，隔震層頂部需采取保溫措施，因此，選取了聚苯板作為保溫層。②為了提高工程上部結構和隔震支座的性能，于室外地面中間設計了隔震溝，根據上部結構于地震發生時振幅所達到的最大值處設計了隔震溝的實際寬度。值得注意的是，為了確保項目工程內、外處于封閉狀態，必須在隔震層周圍設置寬約250 mm的防火墻，且必須采用防火密封材料密封防火墻與混凝土結構的間隙；在隔震溝外建設了寬度約為380 mm的后砌墻。③為了保證電梯井在發生地震時的整體性能，采用了下支撐方式設置電梯井，即隔震層位于電梯井的基礎底板上方。這樣可使電梯井與工程上部框架在發生地震時可同步運動。此外，為了確保電梯井完好，將電梯井筒與樓板的間隙設計成了寬580 mm的變形縫。變形縫的蓋板應能承受一定的負荷。

2.3 隔震層的施工要點

隔震層的施工步驟為安裝和固定下部預埋板→澆筑混凝土→檢驗預埋板→安裝橡膠支座→預埋件上板→安裝預埋螺桿→上部支墩施工。

2.3.1 安裝和固定下部預埋板

在具體項目中，因既有框架結構中鋼筋的作用，難以確定下部預埋板的預埋位置。為了確定預埋板的預埋位置，必須參照工程結構設計圖和定位軸線，精確測量下部預埋板的控制線后才可安裝預埋板；安裝結束后，采用水準儀再次精確測量預埋板的位置、標高、平整度；通過焊接固定預埋板的螺桿和鋼筋，并采用綁扎法固定梁鋼筋、支墩鋼筋。

2.3.2 澆筑混凝土、預埋板檢驗

在混凝土澆筑前，必須采取適當的方法維護預埋板螺栓孔，以確?；炷敛粷B入螺栓孔；采取一次性澆筑的方式，將混凝土澆筑至-1.600 m的位置；澆筑和拆模結束后，再次檢驗下部預埋板的標高、平整度和平面位置，確保滿足設計要求后，才可繼續開展橡膠支座安裝工程。

2.3.3 安裝橡膠支座

下部支墩澆筑混凝土的強度超過設計強度的80%后，才可采用起吊機將橡膠隔震層安裝至支墩上端，并采用簡易起吊裝置將鉛芯橡膠支座挪至設計處，最終通過螺桿牢牢固定橡膠隔震層和下部預埋板，并擰緊螺桿。

2.3.4 隔震層施工的質量要求

第一隔震層安裝就位后，其頂面水平度必須精確至0.01，支墩預埋件的頂面水平度必須精確至0.006；第二隔震層支座中心的標高偏差值和位置偏差值均必須<6 mm。

3 結束語

隔震技術是一種將地震與建筑結構隔離的動態抵抗技術，可吸收大量的地震能量，使發生地震時建筑物的變形程度減小。目前，我國在隔震方面已擁有了較系統的技術體系，且具有較佳的實際運用效果，值得廣泛推廣。

參考文獻

[1]楊培成，王仁義.解析既有框架結構加固中隔震技術的應用[J].價值工程，2014（16）：115-116.

[2]葛鵬.我國住宅中隔震技術的應用[J].建筑技術，2005，36（7）：493-495.

〔編輯：張思楠〕

Abstract： Earthquake is one of the natural disasters with strong destructive power. In recent years， many countries have stepped up the research on seismic isolation technology. In this paper， we analyze and discuss the application of the base isolation technology in the construction of existing frame structure.

Key words： earthquake； seismic isolation technology； frame structure； seismic isolation equipment