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摘要:地震作为一种地壳运动,是一个能量释放的过程,正因为如此导致了地表发生运动,这就使得地表上的本为静态的建筑物发生偏移或者震动,建筑物由于受到强大的内外力作用发生位移或者变形,使得建筑物遭受到严重的破坏。本文讨论的核心就是隔震减震技术在建筑过程中的使用,从而为相关的建筑事件提供一定的参考和经验。
关键词:建筑工程;减隔震;技术应用
1.前言
对于预防和减轻地震灾害而言,从建筑方面入手是一个较为有效的方法,隔震减震技术是当前尽可能降低地震危害的重要方法,能够在一定程度上增强建筑工程的抗震能力。当前,在该技术可以使用的范围内,其建筑工程大多都采用了这项技术,具体来说,想要最高可以抵抗七度这样的地震强度,最大建筑面积不超过1000平方米的建筑工程。想要抵抗八度的其建筑面积超过1000平方米的就需要关注设防类和特殊设防类的建筑工程了。此外就要关注隔震减震的技术了。
减隔震技术的优点,首先它可以在较大程度上降低建筑结构所承受的地震的压力,从而降低工程的造价,增强自身的抗地震能力,此外,这种减隔震技术还能够比较准确地把控波及到地面结构上的外力,所以地面结构的负荷力是个较大的问题。其次,这种技术还可以在一定程度上降低结构由于地震而遭受变形的可能,保证非结构构件对地震的防御,从而减少之后的维修费用。再次,隔震、减震的相关设施在更换和复位方面较为简单,而且经济省时。
2.工程实例
1)临沧市耿马县孟定允相花园广场项目,总建筑面积约330000平方米,框架剪力墙结构,其中6栋11层和1栋17层住宅采用减隔震技术,使用隔震垫的主要型号有:LRB500、LRB600、LRB700,共计约155个。
2)弥渡县中医院整体改造建设项目,总建筑面积约38450平方米,框架结构,其中1栋12层住院楼采用减隔震技术,使用隔震垫的主要型号有:LNR900、LRB900、LRB1000,共计约55个。
2.1工程概况
以临沧市耿马县孟定允相花园广场项目为例,本工程位于孟定,抗震设防烈度8度,设计基本地震加速度峰值为0.3g,设计地震分组第三组,二类场地,场地特征周期0.45s。采用剪力墙结构形式,隔震层以上楼层数为11层和17层,建筑结构高度39.6-56.1m,宽13m,高宽比4.32左右。属于一般设防类,丙类建筑。
2.2地震动输入
《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010,以下简称《抗规》)5.1.2条规定:采用时程分析法时,应按建筑场地类别和设计地震分组选用实际强震记录和人工模拟的加速度时程,其中实际强震记录的数量不应少于总数的2/3,多组时程的平均地震影响系数曲线应与振型分解反应谱法所采用的地震影响系数曲线在统计意义上相符。弹性时程分析时,每条时程计算的结构底部剪力不应小于振型分解反应谱计算结果的65%,多条时程计算的结构底部剪力的平均值不应小于振型分解反应谱法计算结果的80%。本工程选取了实际5条强震记录和2条人工模拟加速度时程。
2.3隔震支座布置
本工程采用的橡胶隔震支座,在选择其直径、个数和平面布置时,主要考虑了以下因素:(1)根据《抗规》12.2.3条,同一隔震层内各个橡胶隔震支座的竖向压应力宜均匀,竖向平均应力不应超过丙类建筑的限值15Mpa。(2)在罕遇地震作用下,隔震支座不宜出现拉应力,当少数隔震支座出现拉应力时,其拉应力不应大于1MPa。(3)隔震支座的极限水平变位应小于其有效直径的0.55倍和各橡胶层总厚度3倍二者的较小值。本工程共使用了155个支座,主要型号有:LRB500、LRB600、LRB700。
2.4隔震支墩设计
《抗规》12.2.9条规定:与隔震层连接的下部构件(如地下室、支座下的墩柱等)的地震作用和抗震验算,应采用罕遇地震下隔震支座的竖向力、水平力和力矩进行计算。P为在罕遇地震时设计组合工况下产生的轴向力;Vx和Vy为罕遇地震时设计组合工况下产生的X和Y向水平剪力。Ux 、Uy为罕遇地震作用下隔震支座产生的水平位移;h为支座高度,H为隔震支墩高度。则隔震支座下支墩顶部的附加弯矩:Mx1=0.5(P×Ux+Vx×h),My1=0.5(P×Uy+Vy×h);隔震支座下支墩底部产生的弯矩:Mx= Mx1+Vx×H,My= My1+Vy×H。
图1 隔震支座下墩柱示意图
2.5施工与维护
(1)隔震支座的检查和试验
隔震支座的生产厂家应为通过产品型式检验的企业。建设单位应对厂方提供的每一种型号的隔震支座按《抗规》12.1.5条规定进行抽检,合格后才能使用。
(2)施工安装
隔震支座安装施工大致分成两个部分,第一部分是隔震支座下部预埋定位连接钢板(以下简称预埋板)的预埋安装,第二部分是支座橡胶支座部分和法兰板及套筒螺栓的安装,无论第一还是第二部分,厂家和土建总包单位都必须密切配合缺一不可,方能做好隔震支座的安装工作。
安装流程:(1)吊装支座→(2)支座就位→(3)支座校正→(4)扭紧螺栓;由于橡胶支座本身较重,需待柱墩混凝土达到一定强度(75%设计强度)时才能进行吊装,且吊装须采用塔吊或汽车吊进行吊装(本工程拟采用QTZ80塔吊),吊装时带有套筒螺栓的法兰板朝上;就位时在塔机操司和塔机指挥以及技术安装工人的共同配合下,支座下部法兰板的螺栓孔对准柱墩顶部预埋板上的螺栓孔缓慢落下(连接螺栓事先卸下),并最终对准就位;松开塔机起吊绳并穿入螺栓后,由技术安装工人进行精确校正;最后扭紧下部法兰板上的螺栓。
图2:隔震支座连接大样
待所有支座按照上述(1)~(4)步骤全部安装完成后,隔震支座的安装工作就基本结束,待隔震支座验收后方可进行隔震支座上部隔震层的施工。
质量控制技术要求:①支承隔震支座的支墩(或柱)其顶面水平度误差不宜大于5‰;在隔震支座安装后隔震支座顶面的水平度误差不宜大于8‰。②隔震支座中心的平面位置与设计位置的偏差不应大于5.0mm。③隔震支座中心的标高与设计标高的偏差不应大于5.0mm。④同一支墩上多个隔震支座之间的顶面高差不宜大于5.0mm。⑤隔震支座连接板和外露连接螺栓应采取防锈保护措施。⑥在隔震支座安装阶段应对支墩(或柱)顶面、隔震支座顶面的水平度、隔震支座中心的平面位置和标高进行观测并记录。⑦在工程施工阶段对隔震支座宜有临时覆盖保护措施,隔震房屋宜设置必要的临时支撑或连接,避免隔震层发生水平位移。
(3)隔震支座的检查和维护
①应制订和执行对隔震支座进行检查和维护的计划。(使用期间应每年定期进行一次检查及维护)
②应定期观测隔震支座的变形及外观情况。
③应经常检查是否存在有限制上部结构位移的障碍物,并及时予以清除。
④隔震层部件的改装、修理、更换或加固,应在有经验的专业工程技术人员的指导下进行。
⑤考虑到隔震技术的专业性,建议小区的物业管理公司人员应具有这方面的知识,最好是由对本工程施工过程比较熟悉的人员参加管理
3.结论
总的来说,云南省颁布《促进规定》具有重要的意义,它不仅以明确的法律形式规定了隔震减震技术的适用范围,而且还具体的规定了政府各级部位以及相关责任单位应该肩负的责任和义务,包括工程的设计、具体施工过程、技术检测、监管和验收、事后维护等。对于各个环节各个细节该规定都做出了十分具体的规定,从而从制度上促进防震减震建筑工程提高自己的建设质量,从而维护更多人的生命安全和财产。
参考文献:
[1]潘文.云南省近年来减隔震技术应用与立法.2016,10.
[2]梁瑞宏.建筑结构减隔震及结构控制技术现状及发展探讨.基层建设,2017(6).
论文作者:王珉藜
论文发表刊物:《建筑细部》2019年第14期
论文发表时间:2019/12/17
标签:支座论文; 技术论文; 螺栓论文; 不应论文; 结构论文; 工程论文; 应力论文; 《建筑细部》2019年第14期论文;