隔震技术在既有框架结构加固中的应用探讨

时间：2024-05-16

杜秉旋

(河北建材职业技术学院，河北秦皇岛 066004)

地震是无可避免的自然灾害，地震的发生造成了建筑物的崩塌倾倒危及人们生命财产，房屋建筑的抗震水平对人们生命财产有着直接的影响。因此建筑物的抗震安全成为社会关注的热点问题。根据可靠试验数据显示得出以下结论，采用隔震技术的建筑物的地震反应与常规抗震结构地震反应相比，仅仅是后者的8%～15%。采用隔震技术的建筑物，首先能保证建筑物在地震情况下做到不倒塌，另外还能够对非结构构件进行安全保证，为此施工技术人员要高度重视既有框架结构中隔离技术的应用。

1、隔震技术概述

隔震技术，顾名思义为隔绝地震，是指在建筑物的基底或某一层设置由隔震支座和阻尼器等部件组成的隔震层，尽量减少和阻碍地震能量的向上传导，并且对地震周期进行合理延长，使建筑物受到地震影响时仅仅发生轻微的运动和变形，以此来加强建筑物的安全性。

常用的隔震技术有两种，一种是在整座建筑地下加建一层地震隔离气垫作为隔震技术，这项技术可满足建筑竣工后“小震不坏、中震可修、大震不倒”的抗震要求，而且在遭遇大震时室内的主要设备和系统不受损坏，能正常运行;另一种技术是在房子的地基与柱子之间增加钢板橡胶垫，以其的柔性的特点对地震能量进行吸收和耗散，使地震对大型建筑物主体结构的破坏尽量降低，以保障建筑物安全。

2、隔震技术在既有框架结构加固中的应用

2.1 工程实例。某高档住宅建筑楼共33 层，设有2 层地下室，采取框架结构。设计之初选择的是Ⅷ度第一组抗震设防烈度，考虑到地震的巨大破坏性，决定对楼房进行加固，将其抗震等级提高到乙类，综合其他情况，采用隔震技术对其加固。

2.2 隔震设计。传统的抗震设计要遵循保证建筑物能持续支持自身重量和能够通过结构构件的强度和延性来吸收地震输入的能量的原则，这种抗震结构有着致命的弱点，它虽然能在地震中不至于倒塌，但是它允许结构变形，甚至是严重破坏。因此，每当发生地震时，传统抗震结构通过混凝土裂缝以及钢筋屈服形式吸收地震能量，但是建筑物内的加速度过大、速度过快、层间变形等等情况都足以使建筑物内部遭受严重打击甚至毁灭，震后还存在大型建筑物变形残骸，后续维修费用将非常巨大。

隔震技术设计是遵循并超越抗震设计思想的结构形式，通过在基础结构与上部结构之间设置“隔震层”，使地震时上部结构与地基水平震动分离，从而对上部结构进行保护，以此来保证在建筑物遭遇大地震时，隔震结构能够对上部结构功能进行维持，以对建筑物内部生命财产进行保护。

2.3 隔震施工

施工主要流程包括:①拆除柱周边围护结构②柱身凿毛③梁端粘钢④钢管支护⑤断柱⑥柱钢筋施工⑦安装隔震垫⑧安装柱模板⑨混凝土施工⑩养护拆钢管结构修复，安装采用388 个隔震垫，并采用国外橡胶与铅芯进行竖向隔震，整个隔震层使用了77 个阻尼支墩来缓冲横向地震破坏。隔震设计施工如图1 所示。

图1 隔震支座设计施工图

铅芯橡胶隔震橡胶支座安装在基础与上部结构之间，按设计要求，支座底部中心标高偏差≤5mm，轴线偏差≤3mm，单个支座的倾斜度≤支座直径的1/300。在承台柱支模板时，反复核对轴线的精确位置，将轴线和标高同时抄在模板内侧，并使柱侧模板稍高于柱顶标高，浇捣混凝土时由专人负责，当混凝土浇至离柱顶500mm 时，再次复核轴线位置和标高，准备安装定位地脚螺栓和定位钢板;在定位板中间开个直径为连接板孔尺寸一半的圆孔，将承台柱轴线引至定位板上并用钢锯切口以做记号，定位钢板四角打孔，孔径略大于地脚螺栓直径，进行定位;当混凝土浇至距柱顶500mm 时，先将4 个地脚螺栓与钢筋网片绑扎牢固，在其上套螺母，将定位钢板四角圆孔穿过螺栓置于柱顶，再套另一螺母。然后将钢锯切口记号对准柱轴线，固定定位钢板，对地脚螺栓位置进行校正，校正完成后将上下螺栓拧紧，使其不再移动;将混凝土从定位钢板及柱模边缘的缝隙中由人工铲入，然后用小直径振动器振捣密实。在混凝土初凝之前再对地脚螺栓校正1 次，用水平仪修正定位钢板的平整度，最后将表面混凝土抹平，定位钢板永久固定于柱顶。