建筑物抗震施工中橡胶垫隔震技术的运用

　　摘    要：　我国和世界各国房屋建筑设计普遍采用的是“延性结构体系”。这种设计在多数情况是安全且有效的，可以确保建筑物“小震不坏，中震可修，大震不倒”。随着社会的发展，传统的工程抗震设计不能满足一些工程的实际要求，所以需要有一种既安全又经济、适用的新的结构体系。橡胶隔震垫技术近年来被世界各国在建筑物中使用，使用寿命一般可达到70年以上，超过了正常建筑物的使用寿命要求。橡胶隔震支座可以保证建筑物日常使用的安全可靠，在经受日常使用发生的震动、风荷载及发生地震时剧烈的震波时，保证建筑物不会因震动导致结构破坏。它可以将地震的震动能量转换成热量，极大的降低了建筑物承受的地震力，减少地震对建筑物的破坏。

　　关键词：　隔震结构; 橡胶垫; 隔震支座; 预埋固定;

　　0、 引言

　　橡胶垫隔震的原理是在建筑物的基础设置柔性的橡胶垫，隔震结构可以降低基础与主体结构连接处的水平刚度，从而增大了建筑物的自震周期，减少建筑物与场地发生共振的频率，降低了结构受到地震的影响。橡胶垫隔震结构在地震作用下主要是以“整体运动”，地震时隔震层水平移动，减少上部结构的水平震动。

　　1 、工程概况

　　呼和浩特市呼铁佳园二期项目配套小学最高5层，层高1～4层4.2m,5层4.8m，总高22.1m，建筑面积10997m2，幼儿园最高3层，层高3.6m，总高13.77m，为抗震区，建筑面积为3356m2。小学及幼儿园采用了橡胶垫隔震，抗震设防等级为Ⅶ级。

　　2 、传统抗震方法施工中存在的问题

　　传统抗震方法设计的建筑物，在地震作用下可能会造成结构破坏，如墙体裂缝、梁柱裂缝，受损严重的可能会危及生命财产。
 

 

　　3、 解决措施

　　3.1 、工艺原理

　　橡胶垫隔震结构是在建筑物基础部位用橡胶支座构成隔震层，另外配置相应的阻尼，来减小地震能量传递至上部结构。橡胶支座具有很大的竖向承载力和竖向刚度，以支撑上部结构；同时，在水平地震作用下可以在水平方向上平移，震动结束后基本上能自行复位。配备阻尼的目的是为了减少结构受地震波动的影响。

　　3.2、 操作要点

　　3.2.1、 基础施工

　　隔震支座下支墩与地基承台、地梁分开施工，下支墩的竖向钢筋预埋前要确保定位准确，浇筑混凝土时要防止钢筋发生偏移。

　　3.2.2 、定位测量

　　基础混凝土强度达到1.2N/mm2后可定位测量。在承台上弹出建筑轴线和框架柱边框线，作为柱墩支模定位的控制线。

　　3.2.3 、安装下支墩钢筋

　　绑扎下支墩钢筋。为确保预埋锚筋位置的准确性，在承台上预先标注隔震支座预埋锚筋的位置，避免发生承台的主筋阻挡隔震垫锚筋的情况。

　　3.2.4、 预埋件定位、固定

　　隔震垫套筒和锚筋的定位、固定是一个难点，经多次试安装，最终确定以下措施：

　　(1）将钢套筒上口套上胶套筒，下口与定位预埋板用高强螺栓拧紧固定，确保套筒的位置准确见图1。根据偏差大小适时对套筒及锚筋进行调整，预先在钢模板四个角部位对应的下支墩主筋上点焊短钢筋见图2。

　　(2）为保证预埋套筒的锚固长度和竖向固定，施工安装前把预埋锚筋和套筒连接好，使之成为一个构件，确保每个预埋件的规格和锚固长度相同见图1。

　　(3）预埋钢模板的水平和位置的准确性，可在锚筋底部点焊定位筋，以保证锚筋和钢板不产生水平和竖向位移。

　　图1 预埋套筒及定位预埋板定位

　　图2 短钢筋位置

　　3.2.5、 c侧模安装

　　下支墩侧模安装，侧模的高度略高于支墩顶面高度，模板安装完成后，在模板上标出支墩顶面标高，做为浇筑混凝土时的标高控制线。

　　3.2.6、 浇筑下支墩混凝土

　　采用泵送混凝土浇筑时，应尽量避免泵管接触预埋件，还要避免混凝土直接对预埋件的冲击，导致预埋件发生偏移。混凝土浇筑完成后，及时进行养护。

　　3.2.7 、隔震支座安装

　　使用回弹仪对混凝土强度进行监测，当混凝土强度大于10N/mm2后，开始安装橡胶隔震支座。提前将预埋钢板上的螺栓及胶套筒取下，根据施工场地条件选择汽车吊或塔吊进行吊装工作，隔震支座安装到预埋的钢板支墩上后，需要复测隔震支座标高和标高。

　　3.2.8 、上支墩套筒、锚筋预埋

　　上部预埋锚筋与套筒连接后，用螺栓M1固定见图3。

　　图3 隔震支座连接

　　3.2.9 、安装上支墩模板

　　安装方法与常规框柱模板相同，需要确保模板垂直度。要防治浇筑混凝土时底模由于混凝土冲击涨模。底模板顶标高要稍微高于法兰板顶面，防止混凝土浇筑完成，法兰板陷入到框柱混凝土内部。

　　3.2.1 0、 上支墩结构施工

　　依次绑扎上支墩钢筋，安装模板、浇筑混凝土。模板缝隙需要用胶带密封严实，防治漏浆导致污染隔震支座。

　　3.2.1 1、 补漆

　　隔震支座安装过程，基础施工过程中，要注重成品保护工作。隔震支座油漆脱落损坏的部位，需要修补油漆。

　　3.2.1 2、 隐蔽工程验收

　　混凝土浇筑前，应保证隐蔽工程验收合格，对重点部位和质量控制点要加强检查或进行测试，检查和测试结果要记录保存，重要工序应保存影像资料。

　　3.3 、关键技术及创新点

　　为确保橡胶隔震垫安装质量并在抗震中发挥作用，橡胶垫隔震施工的关键在于如何解决隔震垫预埋件精确定位和支墩混凝土浇筑密实度。

　　(1）隔震垫支墩预埋件一体成型定位施工技术：在绑扎承台钢筋前先标定出预埋锚筋的投影位置；预埋锚筋和套筒在生产时进行整体连接，减小支座安装的误差；下支墩钢筋绑扎完后在下支墩钢筋四角焊接4根准10钢筋，防止混凝土施工过程中预埋板、预埋锚筋移位。

　　(2）隔震垫支墩预留洞混凝土浇筑施工技术：定位预埋板中心开孔，做为振捣棒放入口。

　　4 、工艺特点

　　4.1 、高效性

　　首先，通过采用隔震垫预埋件一体成型法，施工工序得到简化，缩短了施工工期。其次，通过采用预埋定位板开洞浇筑混凝土法，劳动力投入少，耗用时间短，振捣效率明显提高。

　　4.2、 经济性

　　在保证建筑物达到设计抗震设防烈度的情况下，通过使用橡胶垫隔震支座，可使建筑物上部结构受力减小，框架梁、柱的截面积减少，混凝土及钢筋的使用相应的减少了。建筑物上部重量减少的同时，地基与基础的受力也会相应减少，这样就能大大的减少项目的投入成本。另外，人工、机械、材料等成本也都会减少。

　　5、 工程应用实例

　　呼和浩特市呼铁佳园二期配套小学，位于呼和浩特市新城区海拉尔东街以南，展览馆东路以西。配套小学最高5层，层高1～4层4.2m、5层4.8m，总高22.1m，建筑面积10997m2，分为教学区A区、办公阅览区B区、阶梯教室C区、大门D区；A区、B区设置隔震层，型号分别为LNR500（普通橡胶）、LRB500（铅锌橡胶）、LNR600（普通橡胶）、LRB600（铅锌橡胶）、LNR700（普通橡胶）、LRB700（铅锌橡胶）。

　　6 、结束语

　　通过橡胶垫隔震技术的应用，建筑物可以达到同等抗震防烈度下相同的安全程度。上述工程应用实例在施工中使用的隔震垫预埋件一体成型法和预埋定位板开洞浇筑混凝土法，免去现场预埋件加工组装工序、减少钢材用量、减少人工工时，既确保了定位准确和牢固，又可减少因定位不准造成的后期处理费用。

　　参考文献

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　　[5] 袁涌.高阻尼橡胶隔震支座的力学性能及隔震效果研究[J].工程抗震与加固改造，2008.