隔震技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用

安平東豐路糧店大樓由中國工程科學(xué)院設(shè)計(jì)研究院設(shè)計(jì)，是自然基金會(huì)資助的項(xiàng)目。該工程地下1層,地上6層,建筑面積3300m2,其中1～2層為框架結(jié)構(gòu),3～6層為磚混結(jié)構(gòu)?；A(chǔ)設(shè)計(jì)中引進(jìn)國外基礎(chǔ)隔震理論,在36個(gè)獨(dú)立柱基上采用了36個(gè)堆疊型鉛芯疊層橡膠隔震支座,整個(gè)建筑物依靠嵌固在柱基上的36個(gè)隔震器來支承建筑物的全部重量并達(dá)到隔震的目的(圖1)。這是我國首次將隔震器應(yīng)用于建筑工程中,該工程于1994年4月竣工交付使用。1建筑物受到熱沖后的破壞抗震建筑是將建筑物通過基礎(chǔ)與地球牢牢地連接在一起,當(dāng)水平地震力作用時(shí),建筑物隨地球晃動(dòng),依靠基礎(chǔ)的可靠連接和結(jié)構(gòu)的可靠構(gòu)造措施,使建筑物不致受到劇烈破壞。隔震建筑是在建筑物的基礎(chǔ)上設(shè)置隔震器使上部建筑與基礎(chǔ)形成柔性連接,在水平地震力作用時(shí),依靠隔震器來延長建筑物的自振周期,有效地吸收地震能量,降低建筑物的地震反應(yīng),減輕建筑物的地震破壞。2灌入鉛棒,壓壓過高,土壤厚度大。據(jù)本工程使用圓柱狀鉛芯疊層橡膠隔震器(圖2),分D=390mm、350mm兩種,高度H=84mm,其容許壓力5000kN,水平位移200mm。它是由13層薄鋼板和薄橡膠板累疊,中間豎直地灌入鉛棒而成。灌入鉛棒的目的,一是提高隔震器的吸能效果,二是增加隔震器的早期剛度,對(duì)控制風(fēng)力和抵抗地基微振動(dòng)有利。鉛芯疊層橡膠隔震器既有隔震作用又有阻尼作用,還有良好的早期強(qiáng)度,因此成為目前世界隔震建筑中最常用的隔震器3安裝隔震器的方法3.1安裝質(zhì)量原因隔震建筑施工的關(guān)鍵工序是隔震器的安裝對(duì)于隔震建筑,我國現(xiàn)階段尚未制訂設(shè)計(jì)及施工規(guī)范,為此我們配合有關(guān)部門做了如下準(zhǔn)備工作。(1)隔震器出廠后,請(qǐng)華中理工大學(xué)建筑設(shè)計(jì)研究院在試驗(yàn)機(jī)上逐個(gè)進(jìn)行豎向承載力和抗水平位移試驗(yàn),試驗(yàn)表明各項(xiàng)指標(biāo)均滿足設(shè)計(jì)要求。(2)隔震器在運(yùn)輸和保管過程中,采取防雨淋、擠壓、撞擊等措施,安裝前又重新進(jìn)行外觀檢查,未發(fā)現(xiàn)質(zhì)量缺陷。(3)為滿足設(shè)計(jì)要求,保證施工質(zhì)量,經(jīng)設(shè)計(jì)單位同意,采取如下方案:按施工圖設(shè)計(jì)要求,隔震器安裝于柱上-0.984m標(biāo)高處(圖3),嵌固在上、下預(yù)埋連接鋼板M1的凹槽內(nèi)。凹槽要求平整光滑,不得有異物。為方便下柱混凝土澆灌,將原設(shè)計(jì)下柱預(yù)埋M1鋼板與錨固筋間的錐絲連結(jié)方案改為M1鋼板與錨固筋采用螺栓連接方案,即先預(yù)埋螺栓,再用螺帽將M1鋼板與螺栓連接固定,這樣既滿足了設(shè)計(jì)要求,又方便了下柱M1鋼板下混凝土的澆灌。3.2預(yù)埋螺栓的鉆孔與校核隔震器在正常情況下處于軸心受壓狀態(tài),不傳遞彎矩,在水平地震力作用時(shí),隔震器隨建筑物發(fā)生水平運(yùn)動(dòng),地震后隔震器能迅速恢復(fù)到原來位置,故設(shè)計(jì)要求安裝必須準(zhǔn)確。(1)下柱模板支設(shè)后,先將混凝土澆至預(yù)埋螺栓底部(2)在柱頂面預(yù)埋螺栓的部位固定2塊100mm寬的水平木方,并拉線找出預(yù)埋螺栓的準(zhǔn)確位置,然后在木方上用電鉆鉆預(yù)埋螺栓孔。鉆孔時(shí)應(yīng)在木方下用紙板接住鉆下的木屑,以免掉入已澆的混凝土柱內(nèi)。(3)為保證預(yù)埋螺栓牢固不動(dòng),在其上加焊1塊墊板,預(yù)埋螺栓依靠墊板與上部螺帽固定在木方上,注意螺栓應(yīng)稍露出螺帽,以便澆灌柱頭混凝土前用M1鋼板來校核兩者螺栓孔的位置(圖4)。(4)校核無誤后澆灌柱頭混凝土,柱頭要預(yù)留30～50mm高作為M1鋼板坐漿用,混凝土終凝后拆除螺帽和柱頂上的水平木方。(5)M1鋼板下鋪墊高標(biāo)號(hào)水泥砂漿,坐漿后用鐵錘均勻敲擊M1鋼板上表面,使之均勻緩慢下沉。用水平和水準(zhǔn)儀觀察M1鋼板表面的平整度和標(biāo)高,直至達(dá)到設(shè)計(jì)要求。(6)砂漿達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)號(hào)后擰緊螺母。將下柱鋼板凹槽內(nèi)清理干凈上油,安裝隔震器。(7)將上柱M1鋼板凹槽內(nèi)清理干凈上油,安裝于隔震器上面,并以此作為上柱底模,澆灌上柱混凝土。澆灌混凝土?xí)r要對(duì)隔震器采取保護(hù)措施,以免水和混凝土流入隔震器和M1鋼板凹槽內(nèi)。4石墨隔離劑基礎(chǔ)間的選擇為保證在水平地震力作用時(shí)樓梯與建筑物同步位移,樓梯與其基礎(chǔ)間采用3mm厚的石墨隔離劑。為避免施工過程中石墨隔離劑受到破壞,在樓梯基礎(chǔ)頂面鋪設(shè)石墨后,在石墨層上再增設(shè)了一整塊預(yù)制水磨石板作為梯段的底模。5降低造價(jià)及提高用鋼量由于采用了隔震措施,建筑物結(jié)構(gòu)的地震設(shè)防烈度由規(guī)定的