底部兩層框架節能砌體隔震建筑結構施工技術

某底部兩層框架節能砌體隔震建筑結構項目位于唐山市區內，建筑面積為2000平方米，五層，底部為兩層框架，上部三層采用節能砌體，下部形成較大的使用空間。這種結構為人們提供了從建筑節能、使用環境均優于傳統底框結構建筑的新型建筑結構體系，從而取代實心粘土磚，實現了墻體材料的革新，促進了建材產業的發展。是一項功在當代、利在千秋的事業，對于保護耕地、改善環境、節約能源、利用廢料、實現可持續發展的戰略目標具有十分重要的意義，其經濟效益、環境效益和社會效益十分顯著。

1.隔震設計情況

隔震設計原理及隔震器布置

隔震層的設置分基礎隔震和層間隔震，由于基礎隔震較層間隔震效果好，所以此結構采用基礎隔震；基礎隔震的基本原理是在建筑物基礎（或地下室頂）與上部結構之間增設隔震層，把整棟建筑分成上下兩部分，由于隔震層高度很矮，而側向剛度很小，一般僅有上部結構剛度的1/50—1/150，這樣使上部剛度的基本周期延長到1.5s以上。地震時由于隔震層的剛度與上部結構的剛度相差很大，整個結構體系的水平變形集中在隔震層，上部結構的地震作用大大減少，基本為剛體運動，從而保護建筑物不破壞。本工程采用的隔震器為鉛芯橡膠隔震支座，隔震支座放置在柱子上，其形心與柱截面形心重合。

2.隔震構造措施

隔震建筑構造措施的關鍵是：保證地震時隔震層能發生相對位移。為此，隔震支座周圍一定范圍內不應有任何阻擋物體；隔震層上部結構與下部結構要設隔離縫；隔震結構與局部非隔震結構要托開；通過隔震層的管道要用柔性接頭，具體做法如下：

2.1適應隔震層變形的構造

（1）如果隔震支座設置在地面標高以下，沿建筑物四周均需設置一道隔震縫，建筑物懸挑部分與地面要脫開。

（2）在隔震層以上建筑物四周20cm距離內不應有任何與地相連的物體，以保證地震時隔震層有足夠的位移空間。

3.1樓梯處理

（1）建筑物外部的非隔震樓梯與隔震主體結構必須分開，非隔震樓梯的扶手要與隔震部分扶手或欄桿斷開及錯開，以防地震時阻礙位移或兩者發生碰撞。

4.1管道與避雷設備連接

（1）穿越隔震層上下的水管應采用柔性連接。

（2）穿越隔震層的電氣、通信系統的配線應采用繞曲柔性連接，并應留有大于40cm的多余長度。

5.1排水與觀察

（1）隔震層底部應設置排水系統，以防底部積水。

（2）在底層適當位置設置4個隔震支座觀察洞，以便建筑使用期間對隔震支座進行觀測、檢查。

6.1 隔震支座應與上部結構、下部結構有可靠的連接，隔震支座構造及其安裝詳圖見圖1。

7.1 與隔震支座連接的梁、柱、墩等應具有足夠的水平抗剪和豎向局部抗壓承載力，并采取可靠的構造措施，如加密箍筋或配置網狀鋼筋。

8.1穿過隔震層的豎向管線（含柔性導線）應符合下列要求：直徑較小的柔性管線在隔震層處應預留足夠的伸展長度，其值不應小于150mm，直徑較大的管道在隔震層應采用柔性接頭，并能保證發生150mm以上的水平變形。構造做法見圖2。

9.1隔震層所形成的縫隙可根據使用功能的要求，采用柔性材料封堵、填塞。

3.施工措施

3.1隔震器安裝施工要點

（1）預埋鋼板定位：用六根Ф16的螺紋鋼焊在12mm厚的鋼板上，用木模控制好混凝土柱的高度，把混凝土柱面抹平之后，在確保柱混凝土不空鼓的情況下，將預先焊好的鋼板平放在混凝土柱上，使其固定，鋼板的四邊與混凝土柱的四邊都對齊。

（2）安裝隔震墊連接板：固定好鋼板后，放上隔震墊下部的連接板，用電焊使鋼板四周都焊接。焊縫必須飽滿，符合規范和設計要求。

（3）安裝隔震墊及上部連接板：待電焊冷卻后放上隔震墊，安放上部連接板，再將已焊有6根螺紋鋼的鋼板與之焊接，隔震墊四周用泡沫板保護。

3.2支座安裝施工說明：

（1）支座底部的中心標高偏差不大于5mm，平面位置的偏差不大于3mm。

（2）單個支座的傾斜度不大于1/300。

（3）安裝順序：a) 加工預埋螺栓和螺栓定位模板；b)安裝預埋螺栓和螺栓定位模板；c)澆注柱子混凝土，１小時后卸去定位模板；d) 柱頂不水平或標高與設計有偏差，用１：１水平砂漿找平；e) 混凝土澆注14天后安裝隔震支座．先將隔震支座與上、下連接鋼板用螺栓連接好（連接鋼板與支座螺栓連接時），把下連接鋼板套進柱子的預埋螺栓中，用螺帽擰緊。再將上部預埋螺栓穿入上連接鋼板孔中，用螺帽固定（上側加一固定螺帽），然后綁扎上部梁的鋼筋、支模，澆注混凝土；f)隔震支座連接板、螺栓外露部分及螺帽均應采取防銹處理；g) 隔震建筑施工期間可設置必要的臨時支撐或連接，避免隔震層發生水平位移。

3.3 注意事項

（1）柱的施工垂直偏差控制在5mm以內，以減少柱的附加內力。

（2）自第五層起每施工一層均需觀察隔震支座的變形情況，并作好記錄。發現異常情況及時同設計單位聯系，以便采取相應措施。

（3）房屋竣工后，對隔震墊定期進行檢查維護，住戶不得隨意敲墻鑿洞，以免改變主體結構的傳力路徑。

4.經濟技術分析

經過對該隔震樓的經試設計和經濟分析，采用該建筑結構體系，節約了資源，在保持相同的抗震設防烈度的情況下，在中高烈度設防地區應用節約了建筑成本，做到了節能降耗利廢，具有很好的經濟效益和社會效益。在中高烈度設防的情況下，普通底部二層框架結構的 建筑成本與隔震的底部兩層框架結構相比，因建筑隔震后可降低一度設防，使得建筑的鋼筋用量大為減少，且構件尺寸也相應減少，扣除采用隔震技術增加的設備費用，隔震后可降低造價100元/m2，但由于多出了一層大空間適用于商業的建筑面積，按照目前的價格可比住宅多收入至少1000元/m2，按照唐山市每年增加的商業面積100000 m2來計算，經濟收入可增加人民幣1億元，因而經濟效益是顯著的。

5.結論

隔震技術的研究已有30多年的歷史，在我國，由于受經濟條件的制約，砌體結構型式在相當長的一段時間內將普遍應用。砌體結構是脆性結構，剛度大、強度低、延性差，抗震能力差。采用隔震技術，使建筑物的隔震周期有效地避開了建筑物的基本自震周期及場地的卓越周期，大大減少了上部結構的地震作用，既可保障建筑物的安全耐久，又不過多增加造價。隔震技術作為抗震設計中的一種新的設計方法，將會有很好的發展前景。

參考文獻

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作者簡介：張春平 (1974-)，男，大學本科，工民建專業，公司副總經理、工程師