■王 勇 ■江西省第二建筑工程公司,江西 南昌 330000
地震對既有建筑的影響較大,隨著建筑技術(shù)的發(fā)展隔震技術(shù)出現(xiàn)在更多的建筑中,因此這一類技術(shù)的應(yīng)用就成為建筑技術(shù)發(fā)展的研究重點(diǎn)。尤其是我國多地震的現(xiàn)實(shí)情況,也需要將其盡快的應(yīng)用于對既有建筑的加固上。
首先,隔震技術(shù)是針對地震的沖擊而言的,地震會產(chǎn)生較大的沖擊,其沖擊波從地面向建筑的上層傳遞,最終影響整個(gè)建筑的穩(wěn)定性。如果在基礎(chǔ)與上層建筑之間增加隔振裝置或者消震裝置等,以此減少地震波對上層建筑的沖擊,這樣雖然基礎(chǔ)震動而上部結(jié)構(gòu)則可保持相對穩(wěn)定,這樣就保證了人身和建筑的安全。目前我國應(yīng)用較多的是疊層橡膠墊等裝置。
其次,地震時(shí)地震能量沿著建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行上傳,引發(fā)建筑的整體震動從而破壞建筑,如果能消耗地震的能量,減少對上層建筑的沖擊,就可緩解破壞力。在下層和上層建筑之間增加隔震裝置,就是為了消耗地震產(chǎn)生的垂直動力消耗掉,利用支座的變形消耗地震動力,同時(shí)上層建筑處在彈性狀態(tài),形成一個(gè)相對緩慢的水平位移,這樣就保持了建筑的垂直穩(wěn)定,水平整體位移,這就保證了建筑安全。
隔震技術(shù)不是單純的加固技術(shù)所能比擬的,原有的技術(shù)利用剛性加固對建筑的結(jié)構(gòu)進(jìn)行包裹和加固,缺陷是剛性突出而柔性不足,且施工措施不易實(shí)現(xiàn),需要足夠的空間,因此其局限性較大,對于既有建筑而言,還要影響各種管線和內(nèi)部裝修等,因此成本較大且浪費(fèi)資源。在施工中噪音、粉塵等會造成污染。而隔震技術(shù)僅僅是在基礎(chǔ)層對建筑進(jìn)行改造,成本較低施工效率高,隔震效果理想,因此在實(shí)踐中受到業(yè)界的歡迎和重視。
但是應(yīng)當(dāng)注意的是隔震技術(shù)不是一項(xiàng)萬能的技術(shù)措施,隔震技術(shù)的應(yīng)用應(yīng)當(dāng)立足于實(shí)踐,對工程的各種因素進(jìn)行分析,包括造價(jià)和工期、建筑結(jié)構(gòu)等等。隔震技術(shù)可以應(yīng)用在裝修檔次較高且對外觀要求較高的建筑中。隔震技術(shù)可以最大限度的保護(hù)建筑的外部結(jié)構(gòu)和整體裝修等。也可最大限度的降低加固的造價(jià)。特殊建筑也適應(yīng)該類技術(shù),如醫(yī)院等。同時(shí)高烈度的地區(qū)應(yīng)考慮采用這樣的技術(shù)措施,對既有建筑進(jìn)行加固,保證結(jié)構(gòu)安全。隔震技術(shù)還應(yīng)考慮建筑高度,四層以上的建筑可以選擇,且層數(shù)越高其造價(jià)優(yōu)勢越發(fā)明顯。尤其是一些帶有地下工程額建筑可以提高施工效率。同時(shí)應(yīng)注意隔震技術(shù)不應(yīng)使用在寬度較大的建筑上,基礎(chǔ)不夠穩(wěn)定的建筑也不應(yīng)選擇此項(xiàng)技術(shù)。
某民用建筑為高層住在,地下一層設(shè)置地下室。整體建筑結(jié)構(gòu)為框架結(jié)構(gòu)。設(shè)計(jì)滿足標(biāo)準(zhǔn)烈度,設(shè)防為八級地震。該地區(qū)的地震頻繁且烈度較大,所以決定對其進(jìn)行加固。經(jīng)過選擇比較決定采用隔震技術(shù)對其進(jìn)行加固。選擇的技術(shù)措施是鉛芯橡膠隔震支座的裝置對其進(jìn)行加固,在保證阻尼效果的同時(shí)保證水平變形等效高度。
隔震設(shè)計(jì)是一項(xiàng)基礎(chǔ)工作,各個(gè)技術(shù)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)都應(yīng)進(jìn)行精度保障,提前對周邊環(huán)境進(jìn)行檢查,對結(jié)果進(jìn)行分析與比對,從而確定施工圖,制定對應(yīng)的施工方案,然后對各種施工細(xì)節(jié)進(jìn)行完善,設(shè)計(jì)施工頂撐等技術(shù)措施,并以此指導(dǎo)正是的施工,其設(shè)計(jì)內(nèi)容如下:
(1)隔震層設(shè)計(jì):選擇隔震技術(shù)進(jìn)行加固,首先應(yīng)選擇隔震位置,即考慮整個(gè)隔震層應(yīng)在一個(gè)平面,因?yàn)樵摴こ逃械叵率?,所以考慮將隔震層設(shè)置在獨(dú)立柱基礎(chǔ)的頂面。而如果沒有地下室則應(yīng)設(shè)置在室內(nèi)地面和柱腳高度之間。承重墻下部和獨(dú)立柱等也是安裝隔震裝置的選擇。位置不同所產(chǎn)生的抗震效果也就不同,應(yīng)結(jié)合具體類型進(jìn)行選擇。除了隔震位置和支座的選擇還應(yīng)對支座節(jié)點(diǎn)、頂部樓蓋、隔震柔性等進(jìn)行對應(yīng)設(shè)計(jì)。
(2)結(jié)構(gòu)處理:隔震支座對應(yīng)的結(jié)構(gòu)改進(jìn)也是設(shè)計(jì)內(nèi)容,施工應(yīng)盡量在狹窄的地點(diǎn)入手,且剛度和質(zhì)量必須保證技術(shù)要求。通常選擇的是免拆式的模板作為新增的結(jié)構(gòu)形式。同時(shí)工程中也考慮選擇型鋼與樓板的結(jié)合,增加剛度。
(3)隔震層下部處理:因?yàn)楸仨氝M(jìn)行頂撐施工,所以隔震支座的基礎(chǔ)必須進(jìn)行加固,支座的水平力和力矩等應(yīng)進(jìn)行計(jì)算,且對工程基礎(chǔ)進(jìn)行進(jìn)一步檢驗(yàn),按照地域的地震特征確定抗震烈度,同時(shí)對建筑的地基進(jìn)行強(qiáng)化,提升地基抗液化的能力。
(4)頂撐技術(shù)的選擇:頂撐技術(shù)涉及了鋼管頂梁、鋼架、鋼筋牛腿等等。鋼管頂梁多用在五層以下的建筑,計(jì)算鋼梁的支撐力學(xué)參數(shù)的時(shí)候,應(yīng)在斷柱之后與支撐梁分配剪切力進(jìn)行配合。而梁剛度界面與剪切力之間的關(guān)系不大,這與梁的正常工作時(shí)的受力形式不同,因此必須進(jìn)行試驗(yàn)分析。本工程實(shí)例為高層建筑,所以選擇鋼架頂鋼筋混凝土牛腿以及鋼架定鋼牛腿的形式完成頂撐,在設(shè)計(jì)中需要完成的是鋼架、梁、牛腿的參數(shù)分析與計(jì)算。
(1)基礎(chǔ)施工:針對實(shí)際工程情況進(jìn)行考察后發(fā)現(xiàn),原有的基礎(chǔ)為條形基礎(chǔ)可以負(fù)擔(dān)較大的載荷,對其進(jìn)行分析計(jì)算后發(fā)現(xiàn)可以滿足加固需求。即采用隔震技術(shù)對其進(jìn)行抗震加固。所以不需要對原有的基礎(chǔ)進(jìn)行另外的加固?;A(chǔ)開挖至柱基頂層后即可進(jìn)行隔震施工。
(2)梁柱處理:施工面框架柱在隔震支座的后方,形成一端是剛支一端鉸支的受力結(jié)構(gòu),為提高結(jié)構(gòu)件的強(qiáng)度,適應(yīng)截面積的改變,應(yīng)對柱面進(jìn)行處理,包括除灰和鑿毛等,并在柱面鉆孔,將錨筋植入到孔內(nèi)。最后在柱基頂階臺鉆孔并植入鋼筋,按照設(shè)計(jì)要求為頂撐做準(zhǔn)備。
(3)柱剪切:完成鋼管頂撐后就已經(jīng)完成了對上部結(jié)構(gòu)進(jìn)行了穩(wěn)定,然后就是對框架柱進(jìn)行剪切,先將上下的承臺柱的鋼筋鑿出,然后從柱的四角進(jìn)行混凝土鑿除,最后切斷鋼筋,然后對切面進(jìn)行處理,并進(jìn)行沖洗。
(4)隔震支座安裝:隔震裝置的安裝是關(guān)鍵,安裝質(zhì)量將直接影響施工的質(zhì)量。隔震墊的軸線位移應(yīng)通過科學(xué)的技術(shù)措施進(jìn)行控制,同時(shí)隔震墊的平整度也應(yīng)進(jìn)行控制。安裝完成后,對支座的頂面進(jìn)行誤差的控制,誤差應(yīng)控制在0.8%以下,且在支座中心的水平位置偏差進(jìn)行控制,將偏差和標(biāo)高差控制在5mm以內(nèi)。
隔震技術(shù)一種提高建筑抗震能力的重要技術(shù)形式,在建筑中應(yīng)用可以降低建筑加固的成本以及施工復(fù)雜程度。但是在實(shí)際的使用中應(yīng)重視對適應(yīng)性的分析,并在框架結(jié)構(gòu)的建筑加固中進(jìn)行嚴(yán)謹(jǐn)?shù)母粽鹪O(shè)計(jì),通過對隔震形式、技術(shù)措施、材料選擇等進(jìn)行合理的選擇,這樣才能保證加固效果。
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