（甘肃省建筑科学研究院 甘肃 兰州 730050）
【摘 要】隔震技术是一种用于建筑结构抵抗地震的方法。主要是将隔震装置安装在建筑物的基础和上部结构中间，既延长了建筑物的使用寿命，还可以有效的吸附地震能量，降低地震发生过程中结构的变形速度，从而达到对建筑物的保护作用。本文首先对隔震技术的原理和特点进行了分析，然后结合工程实例分析了隔震技术在既有框架结构中的具体应用。希望给相关建筑人员提供参考。
【关键词】隔震技术；既有框架结构；加固
【中图分类号】TU352.12 【文献标识码】A 【文章编号】1002-8544（2017）18-0077-02
近年来，经过世界各国专业人员的研究，隔震技术得到了迅速的提升，我国也形成了比较完善隔震技术体系，并且实践应用效果比较好。下面笔者就对隔震技术及其应用进行具体分析。
1.隔震技术概述
1.1 定义
地震会产生较大冲击，破坏建筑原有结构，为防止地震能量传至建筑上部，可在上部和基础之间设置隔震层或安装隔震消能装置，以减少巨大的冲击力，致使结构基础震动，但上部结构保持原状，最终达到保护人身安全的目的。隔震层的装置是关键，有严格要求，如较大的初始强度和变形能力，还必须能够提供较大的阻尼消耗[1]。目前，叠层橡胶垫在国内应用较广。
1.2 原理
当地震能量作用于建筑时，上部结构最易因震动而坍塌，所以，要消耗或改变地震往上部结构传输的冲击能量。通过在上下结构之间设置隔震支座，可将地震产生的垂直动力往水平方向转移，同时，支座发生一定程度的变形，消除其他动力，而建筑上部结构处于弹性状态，做缓慢的水平移动，垂直结构保持稳定，进而实现整个结构的安全。
1.3 特点
在过去，通常采用粘钢法、包钢法、钢筋网片喷射混凝土等方法对建筑结构进行加固，缺陷在于施工不便，需将全部人员设备转移到外面，并找专门的空间场所放置[2]；需要拆除墙内的各种管线和装饰品，易形成资源浪费；加固时噪音过大，还有大量尘土产生，易污染环境；施工时间长，投资较大。与之相比，隔震技术施工速度快，成本低，隔震质量高，且污染程度轻，具有良好的环保功能，在建筑行业受到广泛重视。
2.隔震技术的应用分析
2.1 框架结构隔震施工流程
为了使建筑达到设计中的抗震强度要求，在对其进行隔震技术的应用过程中，经工程总结，主要包括了以下几点施工流程：（1）拆除周边的围护结构，对于已布置入建筑内部的相应结构可不进行拆除处理；（2）进行柱身的凿毛以及顶梁端头的粘钢处理，要注意钢条打磨的质量，确保钢条的光滑；（3）采用钢管对顶梁端进行支撑，并在此基础上进行进一步的柱钢筋施工，打下良好的隔震层设置基础；（4）在安装了隔震层垫层的基础上，进行柱模板的安装，确立隔震层的整体框架；（5）混凝土的完善施工以及后期养护和支撑钢管拆卸，在此阶段注意检查施工的整体质量；（6）围护结构重建以及建筑外观的施工。
2.2 隔震装置的应用
目前，实际工程中可以采用多种隔震装置，包括了滚球（轴）、橡胶支座、基础弹簧、结构底层柔性柱、悬吊结构等。而在各类隔震装置中，橡胶支座是在结构工程防震减灾实践中应用最为广泛、发展最为成熟的隔震体系。根据其结构形式和应用特点的不同，橡胶支座又可分为普通叠层橡胶支座、铅芯橡胶支座、石墨橡胶支座等类型。利用铅芯橡胶支座的结构主要是在橡胶垫中心圆孔中灌注铅，这样不仅能增加支座的早期刚度，减少支座系统变形，而且有利于保持结构在地震作用时的稳定性，易于消耗地震的反应能量。通常而言，普通叠层橡胶支座的阻尼较小，在实际工程应用中往往还需要搭配阻尼器共同使用，而铅芯橡胶支规划与设计座则集合了隔震器与阻尼器的功能于一体，提供饱满的水平荷载———位移滞回曲线，且阻尼值较高，从而可以单独在工程中应用[3]。
3.隔震技术在既有框架结构中的实际应用
3.1 工程实例
某高档住宅建筑楼共20层，设有1层地下室，采取框架结构。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆最初设计时，选择的是八度第一组抗震设防烈度，考虑到地震的巨大破坏性，决定对楼房进行加固，将其抗震等级提高到乙类，综合其他情况，最终使用隔震技术。选择GZY350，GZY400铅芯橡胶隔震支座作为隔震层的消能装置，两种型号的等效阻尼一致，为30%，水平变形等效高度分别为890kNm，1350kNm。
3.2 隔震设计
隔震设计是基础工作，各方面的精确度极为关键，提前对建筑及周围环境进行了仔细调查和了解，对结果进行分析并设计初步的施工图纸，制定相应的方案；然后经过力学等各种计算，进一步分析，对施工图进行完善；设计施工顶撑，接下来才能正式施工。设计的主要内容有四方面：
（1）隔震层
选择隔震层位置时，应保持在同一个水平面上，考虑到该工程有i层地下室，将隔震层设置在独立柱基础顶面以上1.5m处。若没有设地下室，尽量设置在室内地面与柱脚高度中间处。承重墙下部、独立柱等部位都应安置有隔震支座，位置不同，受到的压力及地震冲击力也有差异，结合具体的变形需求选型。除了隔震层位置、隔震支座，还应对支座节点、顶部楼盖以及隔震层的柔性连接等进行设计。
（2）上部结构
隔震支座上的新增楼板是主要设计内容，施工工作尽量在狭窄处展开，且刚度和质量要符合要求。免拆式底模的填充式空心楼盖是新增楼板常选择的类型，另外，该工程通过将楼板与型钢进行紧密连接，以达到加强刚度的效果。
（3）隔震层以下的结构
通过使用罕遇地震下隔震支座底座的水平力、力矩及竖向力进行计算，隔震建筑的地基基础的抗震验算以及框架结构的地基处理可按照施工所在区域的抗震防裂度进行。甲类建筑和乙类建筑的抗液化措施等级应有所提高，直至全部液化沉陷。
（4）实现托换的顶撑方式
主要涉及钢管顶梁、刚钢架钢筋硅牛腿等，钢管顶梁多用于5层以下的建筑，计算钢支撑的力学值时，应在断柱之后与支撑梁分配的剪切力相结合，而梁刚度界面与此剪切力并没有直接关系，这与梁在正常工作情况下的受力形式不同，因此需要大量试验进行证明。因该楼层较高，承载力大，选择了钢架顶钢筋硅牛腿和钢架顶钢牛腿，在实际设计时，关于钢架、梁端或牛腿，都应进行精确地计算。
3.3 隔震施工
（1）基础开挖
结合实际情况，该建筑原框架柱底部为条形基础，可承载较大负荷，对其进行复核计算，结果能够满足采用隔震技术进行加固的结构抗震值，所以，无需考虑原柱基的加固，当基坑开挖到柱基的顶阶面后，便可开始施工。
（2）处理框架梁柱
地下室的框架柱位于隔震支座后方，形成一端钢支一端铰支的受力构件，为提高构件的强度，适当增加柱截面面积。首先清理附于柱面的抹灰层和凿毛，接着在柱表面进行钻孔，并将锚筋植入孔中，最后在柱基顶阶台钻孔并植入纵筋，一切操作都要符合要求。
（3）剪切柱
在钢管顶升支撑结束后，以隔震层标高放线为准，进行框架柱的剪切。先将上下承台处柱中的钢筋凿出，接着从柱子四角依次凿除混凝土，将钢筋切断，然后对柱头进行整平，并用清水进行冲洗。
（4）安装隔震支座
此环节最为关键，安装质量直接关系到改造工程的最终质量，隔震垫的轴线位移应通过科学的方法进行严格控制，同时隔震垫的平整度应得到保证。安装结束后，对支座顶面的水平误差进行严格控制，误差不得超过0.8%，且支座中心的水平位置与设计位置的偏差值应控制在5mm以内，标高差不得超过5mm。
4.结语
地震是我国一种常见的自然灾害，具有较大的破坏性，给人们的生命财产安全造成严重损害。建筑物的抗震能力直接关系着地震对建筑造成的破坏，对着现代化建筑技术的不断进步，建筑物隔震技术不断提升，在提高建筑物抗震性能上发挥了非常重要的作用。因此我们必须要加强对建筑隔震技术的研究和应用，以保证建筑结构的安全。
论文作者:史智伟,潘有旺
论文发表刊物:《建筑知识》2017年18期
论文发表时间:2017/9/19
标签：支座论文; 结构论文; 建筑论文; 橡胶论文; 技术论文; 基础论文; 顶梁论文; 《建筑知识》2017年18期论文;