黏滞阻尼器在房建中的抗震施工技术应用——以青浦区漕盈路站幼儿园为例

宋延丽 SONG Yan-li

（中铁十五局集团第二工程有限公司，上海 201700）

1 黏滞阻尼器技术概述

随着建筑业的高速发展，提高建筑物尤其是公共建筑的抗震性能逐步成为结构设计者的设计重点之一，而传统的抗震设计一般以通过结构构件的塑性损伤吸收地震能量为主，包括调整框架柱、框架梁、剪力墙、暗柱等关键构件的钢筋配置、砼的标号等措施，提高结构的整体抗震能力。相对于传统方案，黏滞阻尼器由于其滞回耗能能力强，稳定性能强，可多次使用等优势，被广泛的应用在当代建筑防震抗震工作中[1-3]。在地震来临时，阻尼器比较大限度吸收和消耗了地震对建筑结构的冲击能量，大大缓解了地震对建筑结构造成的冲击和破坏。

黏滞阻尼器一般由缸套筒、活塞、阻尼介质（黏滞流体）、活塞杆和关节轴承等部分组成，利用黏滞流体和阻尼器结构部件的相互作用产生阻尼力[4]。当工程结构在荷载作用下发生振动时，安装在结构中的黏滞阻尼器的活塞与缸体之间发生相对运动，活塞前后的压力差使黏滞流体从阻尼通道中通过，从而产生阻尼力，耗散外界输入结构的振动能量，将地震动输入的机械能转化成能够均匀耗散的热能，从而使振动反应被有效控制在设计的预期值以内。一方面，由于黏滞阻尼器只为结构提供耗散能量的阻尼力，因此不改变结构的振动频率，效率高。另一方面，由于黏滞阻尼器常用的黏滞流体硅油具有性能稳定、阻燃、抗老化、动力黏度系数大等特点，因此具有性能可靠、出力大的优点。此外，黏滞阻尼器还具有安装方便，所需安装空间较小等优势。

本文依托于青浦区漕盈路站幼儿园新建项目，分别介绍黏滞阻尼器技术在房建工程中的工艺流程、施工难点以及解决方案。

2 黏滞阻尼器技术在工程中的应用

2.1 工程概况

青浦区漕盈路站幼儿园新建项目总建筑面积约9881平方米，包含地下1 层，地上3 层（局部4 层），要求抗震设防烈度7 度，实际设计抗震设防烈度8 度。黏滞阻尼器被设计在2 层、3 层，每层各18 套，其中上部单元12 套，下部单元6 套（见图1）。

图1 黏滞阻尼器平面布置图

2.2 减震设计目标与施工难点

本工程按《建筑消能减震技术规程》[5]设计施工，总体目标为：

①当设计工程遭受低于本地区抗震设防烈度的多遇地震影响时，黏滞阻尼器部件正常工作，主体结构不受损坏或不需要修理就可以继续使用。

②当设计工程遭受相当于本地区抗震设防烈度的设防地震影响时，黏滞阻尼器部件正常工作，主体结构有可能发生损坏，但经一般修理仍可以继续使用。

③当设计工程遭受高于本地区抗震设防烈度的罕遇地震影响时，黏滞阻尼器部件不应丧失功能，主体结构不致倒塌或发生危及生命的严重破坏。

具体而言，上部、下部单元的减震目标如表1 所示，其中，小震附加阻尼比根据实际设计抗震设防烈度计算。

表1 黏滞阻尼器减震目标表

黏滞阻尼器安装施工的重点工序包含上下悬壁墙的定位施工、预埋件定位施工、黏滞阻尼器的运输吊装、黏滞阻尼器及其节点板焊接安装等。其中，黏滞阻尼器预埋件定位施工和上下悬壁墙的定位施工是决定黏滞阻尼器能否在地震中正常体现耗能效果的关键。在实际施工中，有两个难点。

首先，因黏滞阻尼器部件安装依托的墙体结构上下两部分均是悬臂施工，所以使上、下悬臂墙墙体的平面位置保持在同一竖向位置，是精准安装黏滞阻尼器结构部件的前提。若上下悬壁墙出现轴向错位，将影响到阻尼器及其节点板安装的水平度、垂直度、牢固度。因此，为了避免因测量人员技术问题和仪器精准问题影响测量结果，需要配备熟练的测量技术人员和在鉴定期内的测量仪器，并在施工的各个流程中做到精准定位。

其次，黏滞阻尼器的附着结构是悬壁墙，悬壁墙混凝土的强度密实度应满足规范要求且应和预埋件紧密连接，否则将会直接严重影响黏滞阻尼器的减震功能。对于预埋件钢板下部与悬臂墙混凝土间易产生缝隙的问题，在实际施工中需要予以重视和解决。

3 设计与施工流程

如图2 所示，黏滞阻尼器施工的主要构件包含悬壁墙、预埋件、节点板、销轴、黏滞阻尼器等，其中，上下悬壁墙和预埋件是主要结构构件。上、下悬壁墙设计高度为（H-h-B）/2，其中，H 为层高，h 为梁高，H-h 为楼层净高。

图2 黏滞阻尼器悬壁墙连接设计图

根据黏滞阻尼器的结构构成，结合以往施工经验，初步确定黏滞阻尼器施工工艺流程（见图3）。以下本文分别介绍各个部分的施工流程。

图3 黏滞阻尼器施工流程

3.1 下部悬臂墙预埋钢筋以及浇筑底部梁板砼

黏滞阻尼器的下部悬壁墙底部结构混凝土浇筑前，技术人员按照设计平面图定位、放样，确定下部悬壁墙钢筋预埋位置。钢筋工按照技术人员所定位置，安装下部悬壁墙预埋钢筋。在商品混凝土运输过程中，应尽可能减少运输时间以降低坍落度的损失，改善和易性，避免施工过程中缝隙的出现。在浇筑下部悬臂墙底部结构砼前，由技术人员核验预埋筋的轴线位置，确保轴线位置的偏差在规范允许范围。待下悬壁墙底部结构层的混凝土浇筑完成后，测量技术人员再次核验下悬壁墙预埋钢筋位置。

3.2 上部悬臂墙底模与预埋件安装

下部悬臂墙底部楼层结构砼施工完成7 天后，下悬壁墙预埋钢筋位置核验无误后，利用激光经纬仪将其轴线位置向上传递到上悬壁墙结构层梁板的底模上，做到精准定位。在下部悬臂墙底部结构砼上安装黏滞阻尼器上部悬臂墙底模和端部模板，并控制好底模板面的标高和轴线位置。以确保上悬臂墙、下悬臂墙在同一平面位置、不错位。上悬壁墙长度方向模板可以先安装一个侧面模板（或外侧模板），由施工人员安装黏滞阻尼器上部悬臂墙预埋件。

在上部预埋件安装过程中，首先使用记号笔在上悬壁墙模板上画出预埋件的边线，放置预埋件时要确保预埋件的边线与底模板的纵横中线重合，预埋件放置完成后在预埋件两侧和活动端模板上敲入钉子以固定预埋件的位置，从而避免钢筋绑扎和混凝土浇筑过程中预埋件出现位置偏移的情况。随后，由钢筋工按照设计图纸所示的规格型号绑扎黏滞阻尼器悬臂墙暗柱、暗梁以及墙的钢筋（悬壁墙钢筋保护层厚度15mm，暗梁、暗柱钢筋由同一根钢筋弯折成门型，不得断开）。保证预埋件和悬壁墙钢筋牢固焊接，以避免产生缝隙。在钢筋工程和上悬臂墙预埋件经监理单位和施工单位技术人员验收合格后，再封闭另一个侧面模板（或外侧模板）。

3.3 上部悬臂墙砼施工

待上悬壁墙顶部结构层模板、钢筋工程全部验收合格后，上悬壁墙混凝土浇筑和其顶部楼层结构混凝土浇筑同时进行，以节约流水时间，确保结构完整性。对于上悬臂墙混凝土浇筑完成后发现的悬壁墙预埋筋轴向错位的部件，将偏移到轴线外的暗柱钢筋割除，再按[6]规定另植规格与原设计相同的门形暗柱等钢筋。植筋前应先把结构层表面清扫干净，用冲击钻垂直于混凝土面钻孔，植筋的钻头要比暗柱钢筋直径略大（本工程暗柱设计的主钢筋直径25mm，钻机钻头的直径采用31mm），钻孔后用电吹风机将钻孔内粉尘吹干净，再将植筋胶置入锚孔并保证孔内饱满，最后将抹胶的钢筋相慢慢旋入孔内（肉眼能观察到孔口有胶溢出为宜），植筋完毕要求应静置养护48 小时（在植筋胶固化期间严禁碰撞钢筋），养护到期后再按规定进行拉拔试验，经拉拔试验合格后方可进行下悬壁墙模板、混凝土施工。此外，加强混凝土振捣杜绝漏捣，且在振捣过程中，将振捣棒斜插至预埋件顶板底部振捣，以减少施工缝隙。

3.4 下部悬臂墙安装与砼施工

黏滞阻尼器下部悬臂墙与二次结构的圈梁、构造柱在同期施工，以便于施工人员组织和商品混凝土调配，以达到提高功效，节约人工的目标。测量定位时，技术人员先认真审核图纸，确认下悬壁墙的平面位置。在下悬壁墙施工过程中，首先校准前期预埋的下部悬臂墙暗柱、暗梁以及墙的钢筋，确保钢筋间距（间距偏差为设计间距的±10mm）、轴线位置的偏差（设计位置的5mm）满足规范要求。为避免悬臂墙预埋钢筋产生延梁的轴向位移，施工在传统的将悬壁墙竖向钢筋、暗柱钢筋绑扎在各自结构层的梁钢筋上的基础上，由焊工将上下悬壁墙的暗柱钢筋、竖向钢筋和它们各自的结构梁钢筋焊接在一起。钢筋校正完毕后开始安装下部悬臂墙预埋件，安装方法与上部预埋件相同；预埋件安装完成后开始安装侧模，侧模安装过程要密切注意保持钢筋保护层的厚度满足设计要求（悬壁墙钢筋保护层偏差±3mm）；侧模安装完毕并经检查其强度、刚度、稳定性满足要求后，即可进行混凝土的浇筑工作。

3.5 黏滞阻尼器安装

本工程地上1 层、地上3 层，属于多层建筑，按照[5]要求，黏滞阻尼器焊接安装节点安排在主体工程封顶后。安装前先将上下预埋件表面的锈蚀打磨干净并清除杂物；再将下部墙体的预埋件与节点板焊接固定；继而用销轴将阻尼器、节点板连接固定；最后将节点板与上部墙体的预埋件焊接固定。

黏滑阻尼器安装完成后，即可进行黏滞阻尼器、节点板、销轴表面涂装工作和检修门等构造措施的施工、封堵工作，进行涂装施工前应除尽铁锈、氧化皮、水分等杂物，最终安装效果见图4。

图4 阻尼器安装完成设计效果图

4 结论

在学校等公共建筑的抗震性能越发受重视的背景下，本文对黏滞阻尼器关键部位的施工技术进行了详细阐述。本文基于实际项目要求与难点，提出了施工流程，较好地达到了质量验收标准。