黃益駿

溧陽市現(xiàn)代建筑設(shè)計院有限公司 江蘇溧陽 213300

1 建筑結(jié)構(gòu)抗震的重要意義

在自然災(zāi)害中，地震所占比重較大，不僅具有突發(fā)性及不可預(yù)測性，更可在短時間內(nèi)造成建筑結(jié)構(gòu)破壞，為大眾人身安全帶來巨大威脅。例如，2008年四川省汶川地震，導致當?shù)毓?、房屋大面積損壞，經(jīng)濟損失達到8451億元。自此之后，國家對地震損害預(yù)防提出了更高要求，并對建筑工程的抗震性能提出了更加完善的明文規(guī)定。因此加強建筑結(jié)構(gòu)抗震性能，不斷完善及優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)抗震技術(shù)，是當前社會建設(shè)及建筑行業(yè)發(fā)展的重要基石。

2 隔震技術(shù)理論分析

隔震技術(shù)又被稱之為阻尼隔震技術(shù)，最早出自日本，是當前地震工程重要成果之一[1]。隔震技術(shù)主要就是在建筑物及構(gòu)筑物基地或某個位置放置隔震支座，切實提升建筑結(jié)構(gòu)的隔震性及吸震性，避免地震沖擊波向建筑上部結(jié)構(gòu)傳導，對建筑結(jié)構(gòu)總體穩(wěn)定性造成的不利影響。

現(xiàn)階段，隔震支座主要分為鉛芯支座、高阻尼支座、橡膠支座等多種類型。其中，橡膠支座具有支撐穩(wěn)定性強、彈性復(fù)位好等優(yōu)勢，被廣泛應(yīng)用在建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計中，切實提升了建筑工程的經(jīng)濟效益及安全效益。

3 隔震支座在結(jié)構(gòu)抗震中的具體應(yīng)用

3.1 工程案例分析

以某建筑工程為例，該工程預(yù)期使用年限為50年，安全等級二級，抗震強度八度，建筑抗震設(shè)防類型為丙級。其中，項目由塔樓及裙樓構(gòu)成，塔樓高二十二層，總高度八十四點七米。工程主要基礎(chǔ)形式為樁基承臺式，采用后壓漿鉆孔灌注樁[2]。與此同時，該建筑工程占地面積較大，裙樓面積大于塔樓面積，使得地基不均勻沉降現(xiàn)象嚴重，需在建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)增設(shè)隔震支座，切實提升建筑整體抗震性能。

3.2 有限元計算模型構(gòu)建

在隔震支座有限元計算模型構(gòu)建過程中，相關(guān)工作人員應(yīng)從以下幾方面入手：第一，確立單元。文中工程主要采用現(xiàn)澆砼結(jié)構(gòu)，需通過縮減自由度剛性樓板模擬樓面板、采用殼單元模擬剪力墻結(jié)構(gòu)。其中，建筑梁柱長度大于截面尺寸，應(yīng)選用梁單元。由于建筑結(jié)構(gòu)中，樓板剛度對中梁剛度具有直接影響，因此在單元確立期間，也應(yīng)通過屬性修正的方式，將中梁放大；第二，明確材料參數(shù)。依據(jù)國家所頒布的抗震材料標準，在構(gòu)建有限元計算模型的過程中，不斷校核材料參數(shù)，以更好模擬出隔震支座的實際應(yīng)用效果；第三，布置隔震參數(shù)。由于本工程地下室底板剛度夠大，變形程度小，并且周圍均有覆土支撐，因此在布置隔震支座參數(shù)的過程中，需將布置位置放置在柱低及墻底處，依據(jù)建筑實際重力荷載作用及墻反力等，明確隔震支座各項參數(shù)數(shù)值，切實提升隔震支座模型與工程實際情況的協(xié)同性。

3.3 地震結(jié)構(gòu)反應(yīng)

為更好將隔震支座應(yīng)用在建筑結(jié)構(gòu)抗震中，還需對地震下抗震結(jié)構(gòu)反應(yīng)情況進行分析，及時發(fā)現(xiàn)抗震結(jié)構(gòu)中存在的不足之處，構(gòu)建起更加完善的隔震支座施工方案。一方面，對地震作用下結(jié)構(gòu)位移程度進行分析，選取地震記錄中的絕對峰值，并在相關(guān)軟件中輸入目標峰值及絕對峰值的比例系數(shù)，準確分析地震波下結(jié)構(gòu)層間移角[3]。經(jīng)試驗研究，在地震發(fā)生時，普通結(jié)構(gòu)二至三層位移角度的最大，依據(jù)抗震設(shè)計要求，該工程隔震支座設(shè)置在地下室頂板處，剛度基本可滿足隔震支座嵌固要求；另一方面，對地震作用下，結(jié)構(gòu)層間剪力進行分析，發(fā)現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)反應(yīng)地震響應(yīng)及安全性主要受結(jié)構(gòu)內(nèi)力作用影響。同時，高層建筑層間剪力及其各層覆蓋力矩比值的最大值與隔震支座的穩(wěn)定性及結(jié)構(gòu)抗傾覆性具有直接的關(guān)系。

4 切實提升隔震支座在結(jié)構(gòu)抗震中應(yīng)用有效性的具體措施

在現(xiàn)行防震減災(zāi)法案中指出，學校及醫(yī)院等人口密集建筑結(jié)構(gòu)，需依照高于當?shù)胤课萁ㄖ拐鹪O(shè)防要求進行施工，通過增設(shè)隔震支座等有效措施，切實提升建筑結(jié)構(gòu)自身的抗震能力。而為切實發(fā)揮出隔震支座在結(jié)構(gòu)抗震性中的積極作用，相關(guān)管理部門需從以下幾方面入手：

4.1 加強原材料及設(shè)備質(zhì)量檢測

在原材料進場前，對材料進行開箱檢測，嚴格檢查材料型號、數(shù)量及外部合格標識。同時，注重支座附件檢查工作，要求材料供應(yīng)商出示隔震產(chǎn)品檢驗報告及相關(guān)安全圖紙。不僅如此，加強材料貯存場地安全管理，對入場后材料進行取樣檢測，確保材料質(zhì)量符合建筑抗震設(shè)計要求。

在選擇施工設(shè)備的過程中，需事先考察設(shè)備生產(chǎn)廠家生產(chǎn)能力及出廠檢驗?zāi)芰?，防止質(zhì)量不合格設(shè)備進入到施工現(xiàn)場。

4.2 明確隔震支座安裝順序

首先，對埋板地下構(gòu)件鋼筋進行綁扎，確保支撐隔震支座頂面水平度符合先關(guān)設(shè)計標準[4]；其次，將埋板預(yù)埋件用水平儀等設(shè)備進行調(diào)整，并用螺絲將其下部地腳套筒連接在一起；最后，對隔震支座安裝后的平整度及穩(wěn)定性進行檢測，保證隔震支座中心平面位置與設(shè)計位置基本一致。

4.3 注重混凝土質(zhì)量管理

注重隔震支座應(yīng)用期間，混凝土結(jié)構(gòu)的質(zhì)量監(jiān)管。一方面，切實提升澆筑支座下部混凝土質(zhì)量，依據(jù)實際設(shè)計要求的，確保混凝土澆筑期間，水平位置及方向的正確性；另一方面，待到澆筑混凝土強度達標后，對隔震支座進行吊裝，利用螺栓將支座與下部預(yù)埋件連接在一起。值得注意的是，為更好提升隔震支座后期維護可行性，在吊裝隔震支座時，不可將螺栓擰死。

總而言之，為更好提升隔震支座在結(jié)構(gòu)抗震中的積極作用，需相關(guān)工作人員更好認知到隔震支座原理及特征，基于工程施工特征及要求，構(gòu)建起更加科學有效的隔震支座施工工藝，確保建筑結(jié)構(gòu)能夠更好抵御地震等自然災(zāi)害，促進建筑行業(yè)可持續(xù)發(fā)展。