既有框架结构加固改造施工中隔震技术的应用及实施要点分析

马健

摘 要：地震是破坏力较强的自然灾害之一，近年来，世界各国相继加大了对隔震技术的研究力度。根据具体案例，分析、探讨了将隔震技术运用于既有框架结构加固施工中的实施要点。

关键词：地震；隔震技术；框架结构；隔震装备

中图分类号：TU973.3+1 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.23.135

在以往的建筑抗震设计中，通常以提高既有框架结构的延性、刚度和强度来减少地震对工程造成的损坏。但绝大多数项目案例表明，上述方案不仅价格昂贵，且无法完全满足现代化工程的建设要求，进而无法有效解决地震后建筑物遭受严重破坏的难题。我国采用结构框架的建筑越来越多，导致抗震设计越来越难。因此，建筑物抗震设计已成为近年来相关人员的研究热点。

1 隔震技术的基本应用原理

隔震技术运用的基本原理为：利用建筑物上部结构与基础框架间的隔震装备使结构框架的基本自振周期延长，并附加适当的阻尼，最终使隔震装置承受绝大部分的地震能量。

既有建筑物的基础隔震加固技术以最大程度地借助于既有建筑物上部结构抗震性能为前提，依照既有建筑物的特性，于建筑物下部配置隔震装置，使输入上部结构的地震能量得到隔离或耗散，从而使该能量最终减弱至既有结构可承受的大小，最终实现提高既有结构抗震能力的目标。

采用基础隔震加固时，只需在建筑物底层具备施工空间，不会影响建筑物一层以上用户的居住，进而形成了一种经济适用的抗震加固方案。

为了保障隔震层施工的顺利进行，实现对建筑物上部结构抗震加固的重要问题之一是如何安全、顺利地将满足设计需要的叠层橡胶隔震支座安插至设计位置，并保障隔震支座可牢固地与上、下部结构相连，从而有效利用隔震层。隔震加固改造施工技术可分为柱下隔震和墙下隔震两种。

2 应用实例

2.1 工程案例

某建筑物的框架结构为剪力墙，共12层，2层位于地下，10层位于地上，总面积约62 000 m2。该建筑物利用铅芯橡胶支座，使既有框架结构得到了隔震加固。该建筑物中的隔震层间中共分布了360个半径依次为300 mm、350 mm和400 mm的铅芯橡胶支座，借助于铅芯橡胶支座自带的功能，可获得较佳的隔震加固功能。

2.2 隔震层的设计要点

隔震层的设计要点主要有以下3点：①在加固项目中，于原工程上部结构与下部结构间设计了高1.6 m的隔震层。整体隔震层具备管道层的功能，因此，在隔震层底部采用了1.5 mm厚的聚合物水泥涂料。此外，隔震层顶部需采取保温措施，因此，选取了聚苯板作为保温层。②为了提高工程上部结构和隔震支座的性能，于室外地面中间设计了隔震沟，根据上部结构于地震发生时振幅所达到的最大值处设计了隔震沟的实际宽度。值得注意的是，为了确保项目工程内、外处于封闭状态，必须在隔震层周围设置宽约250 mm的防火墙，且必须采用防火密封材料密封防火墙与混凝土结构的间隙；在隔震沟外建设了宽度约为380 mm的后砌墙。③为了保证电梯井在发生地震时的整体性能，采用了下支撑方式设置电梯井，即隔震层位于电梯井的基础底板上方。这样可使电梯井与工程上部框架在发生地震时可同步运动。此外，为了确保电梯井完好，将电梯井筒与楼板的间隙设计成了宽580 mm的变形缝。变形缝的盖板应能承受一定的负荷。

2.3 隔震层的施工要点

隔震层的施工步骤为安装和固定下部预埋板→浇筑混凝土→检验预埋板→安装橡胶支座→预埋件上板→安装预埋螺杆→上部支墩施工。

2.3.1 安装和固定下部预埋板

在具体项目中，因既有框架结构中钢筋的作用，难以确定下部预埋板的预埋位置。为了确定预埋板的预埋位置，必须参照工程结构设计图和定位轴线，精确测量下部预埋板的控制线后才可安装预埋板；安装结束后，采用水准仪再次精确测量预埋板的位置、标高、平整度；通过焊接固定预埋板的螺杆和钢筋，并采用绑扎法固定梁钢筋、支墩钢筋。

2.3.2 浇筑混凝土、预埋板检验

在混凝土浇筑前，必须采取适当的方法维护预埋板螺栓孔，以确保混凝土不渗入螺栓孔；采取一次性浇筑的方式，将混凝土浇筑至-1.600 m的位置；浇筑和拆模结束后，再次检验下部预埋板的标高、平整度和平面位置，确保满足设计要求后，才可继续开展橡胶支座安装工程。

2.3.3 安装橡胶支座

下部支墩浇筑混凝土的强度超过设计强度的80%后，才可采用起吊机将橡胶隔震层安装至支墩上端，并采用简易起吊装置将铅芯橡胶支座挪至设计处，最终通过螺杆牢牢固定橡胶隔震层和下部预埋板，并拧紧螺杆。

2.3.4 隔震层施工的质量要求

第一隔震层安装就位后，其顶面水平度必须精确至0.01，支墩预埋件的顶面水平度必须精确至0.006；第二隔震层支座中心的标高偏差值和位置偏差值均必须<6 mm。

3 结束语

隔震技术是一种将地震与建筑结构隔离的动态抵抗技术，可吸收大量的地震能量，使发生地震时建筑物的变形程度减小。目前，我国在隔震方面已拥有了较系统的技术体系，且具有较佳的实际运用效果，值得广泛推广。

参考文献

[1]杨培成，王仁义.解析既有框架结构加固中隔震技术的应用[J].价值工程，2014（16）：115-116.

[2]葛鹏.我国住宅中隔震技术的应用[J].建筑技术，2005，36（7）：493-495.

〔编辑：张思楠〕

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