隔震技術在既有框架結構加固中的應用探討

杜秉旋

(河北建材職業技術學院，河北秦 皇島 066004)

地震是無可避免的自然災害，地震的發生造成了建筑物的崩塌傾倒危及人們生命財產，房屋建筑的抗震水平對人們生命財產有著直接的影響。因此建筑物的抗震安全成為社會關注的熱點問題。根據可靠試驗數據顯示得出以下結論，采用隔震技術的建筑物的地震反應與常規抗震結構地震反應相比，僅僅是后者的8%～15%。采用隔震技術的建筑物，首先能保證建筑物在地震情況下做到不倒塌，另外還能夠對非結構構件進行安全保證，為此施工技術人員要高度重視既有框架結構中隔離技術的應用。

1、隔震技術概述

隔震技術，顧名思義為隔絕地震，是指在建筑物的基底或某一層設置由隔震支座和阻尼器等部件組成的隔震層，盡量減少和阻礙地震能量的向上傳導，并且對地震周期進行合理延長，使建筑物受到地震影響時僅僅發生輕微的運動和變形，以此來加強建筑物的安全性。

常用的隔震技術有兩種，一種是在整座建筑地下加建一層地震隔離氣墊作為隔震技術，這項技術可滿足建筑竣工后“小震不壞、中震可修、大震不倒”的抗震要求，而且在遭遇大震時室內的主要設備和系統不受損壞，能正常運行;另一種技術是在房子的地基與柱子之間增加鋼板橡膠墊，以其的柔性的特點對地震能量進行吸收和耗散，使地震對大型建筑物主體結構的破壞盡量降低，以保障建筑物安全。

2、隔震技術在既有框架結構加固中的應用

2.1 工程實例。某高檔住宅建筑樓共33 層，設有2 層地下室，采取框架結構。設計之初選擇的是Ⅷ度第一組抗震設防烈度，考慮到地震的巨大破壞性，決定對樓房進行加固，將其抗震等級提高到乙類，綜合其他情況，采用隔震技術對其加固。

2.2 隔震設計。傳統的抗震設計要遵循保證建筑物能持續支持自身重量和能夠通過結構構件的強度和延性來吸收地震輸入的能量的原則，這種抗震結構有著致命的弱點，它雖然能在地震中不至于倒塌，但是它允許結構變形，甚至是嚴重破壞。因此，每當發生地震時，傳統抗震結構通過混凝土裂縫以及鋼筋屈服形式吸收地震能量，但是建筑物內的加速度過大、速度過快、層間變形等等情況都足以使建筑物內部遭受嚴重打擊甚至毀滅，震后還存在大型建筑物變形殘骸，后續維修費用將非常巨大。

隔震技術設計是遵循并超越抗震設計思想的結構形式，通過在基礎結構與上部結構之間設置“隔震層”，使地震時上部結構與地基水平震動分離，從而對上部結構進行保護，以此來保證在建筑物遭遇大地震時，隔震結構能夠對上部結構功能進行維持，以對建筑物內部生命財產進行保護。

2.3 隔震施工

施工主要流程包括:①拆除柱周邊圍護結構②柱身鑿毛③梁端粘鋼④鋼管支護⑤斷柱⑥柱鋼筋施工⑦安裝隔震墊⑧安裝柱模板⑨混凝土施工⑩養護 拆鋼管 結構修復，安裝采用388 個隔震墊，并采用國外橡膠與鉛芯進行豎向隔震，整個隔震層使用了77 個阻尼支墩來緩沖橫向地震破壞。隔震設計施工如圖1 所示。

圖1 隔震支座設計施工圖

鉛芯橡膠隔震橡膠支座安裝在基礎與上部結構之間，按設計要求，支座底部中心標高偏差≤5mm，軸線偏差≤3mm，單個支座的傾斜度≤支座直徑的1/300。在承臺柱支模板時，反復核對軸線的精確位置，將軸線和標高同時抄在模板內側，并使柱側模板稍高于柱頂標高，澆搗混凝土時由專人負責，當混凝土澆至離柱頂500mm 時，再次復核軸線位置和標高，準備安裝定位地腳螺栓和定位鋼板;在定位板中間開個直徑為連接板孔尺寸一半的圓孔，將承臺柱軸線引至定位板上并用鋼鋸切口以做記號，定位鋼板四角打孔，孔徑略大于地腳螺栓直徑，進行定位;當混凝土澆至距柱頂500mm 時，先將4 個地腳螺栓與鋼筋網片綁扎牢固，在其上套螺母，將定位鋼板四角圓孔穿過螺栓置于柱頂，再套另一螺母。然后將鋼鋸切口記號對準柱軸線，固定定位鋼板，對地腳螺栓位置進行校正，校正完成后將上下螺栓擰緊，使其不再移動;將混凝土從定位鋼板及柱模邊緣的縫隙中由人工鏟入，然后用小直徑振動器振搗密實。在混凝土初凝之前再對地腳螺栓校正1 次，用水平儀修正定位鋼板的平整度，最后將表面混凝土抹平，定位鋼板永久固定于柱頂。

3、隔震技術在既有框架結構中的應用效果分析

3.1 提升施工質量。傳統的建筑在遭遇地震時，震波從地震源傳出直通建筑物，導致建筑物劇烈晃動，隔震技術的應用不僅施工方法簡單而且可以大大消減地震能量，使建筑物的抗震能力大大提高，從而降低建筑物的受損程度。

3.2 縮短工程工期。工程施工中，施工工序少，工作開展需要的時間也比較短，能有效的縮短工期，節約成本，減少勞動力支出，間接提升經濟效益。

3.3 安全性系數高。隔離施工中，高空作業和室外作業還是相對居多的，而施工方法簡單適用;只需對主體施工隊工人進行初步培訓即可完成施工，不需專業人員，需要的操作人員數量有限，對施工技術人員的要求不高，并且操作強度小，安全系數高，發生安全事故的概率極低。

4、結語

國內外大量實踐證明，將隔震技術應用在在既有框架加固中能有效減輕地震作用，大幅度提升房屋建筑抗震設防能力，避免人員傷亡、減輕財產損失。因此，在對于建筑物的維修和改造，我們相關設計人員及施工人員要實事求是的對它自身的特點進行分析，全方位的了解建筑物，以選擇出更優化更適合的加固方案。

［1］劉立柱.隔震技術在既有建筑改造中的應用實例［J］.山西建筑.2011 (24)

［2］劉春明，江宜城.隔震技術在校舍工程改造加固中的應用［J］.土木工程與管理學報.2011 (03)

［3］朱雅紅，馮小軍，寇衛東.隔震加固技術在框架結構加固工程中的應用［J］.工程抗震與加固改造.2012 (02)