王慶元
(安徽省機(jī)械工業(yè)設(shè)計院有限公司,安徽 合肥 230000)
在建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計工作中,當(dāng)前已經(jīng)開發(fā)了多種隔震技術(shù),在這些技術(shù)的共同作用下,能夠承受高烈度的地震。我國當(dāng)前針對不同功能的建筑,要求能夠承受的地震等級不同,大型公共建筑的要求很高,需要應(yīng)用隔震技術(shù)確保建筑的運(yùn)行安全性。
建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中,應(yīng)用的基礎(chǔ)隔震技術(shù)有兩種,其一為建筑主體結(jié)構(gòu)中的抗震措施,常用的方法為設(shè)置隔震縫和伸縮縫,其二為在建筑地基中設(shè)置隔震層,在地震發(fā)生時,這兩項技術(shù)都能夠發(fā)揮重要的吸能作用,降低地震對建筑的影響。
建筑中的隔震縫和伸縮縫設(shè)置區(qū)域為建筑的主體結(jié)構(gòu),尤其是對于建筑中的各個連接處,設(shè)置伸縮縫和隔震縫能夠防止地震發(fā)生時建筑各個結(jié)構(gòu)之間的碰撞,提高建筑的安全性[1]。地基的隔震層在應(yīng)用過程中發(fā)揮的作用為,通過應(yīng)用抗震支座、設(shè)置低密度層級等措施吸收地震產(chǎn)生的能量。
在很多公共建筑的設(shè)計中,由于建筑下方具有地鐵等公共交通系統(tǒng),針對這類建筑來說,需要重視對支撐系統(tǒng)的建設(shè),尤其是對于一些地上建筑與地下建筑銜接的建筑類型,尤其需要重視地下支撐系統(tǒng)的設(shè)計方法,地上建筑的支撐構(gòu)件需要能夠與地下的硬件設(shè)施有效銜接,提高支撐構(gòu)件的抗震強(qiáng)度。
例如在烏魯木齊機(jī)場航站樓的設(shè)計中,為了提高交通便利性,將地上航站樓與地鐵系統(tǒng)進(jìn)行銜接,通過對航站樓周邊地質(zhì)環(huán)境的勘察,結(jié)合對當(dāng)前制定標(biāo)準(zhǔn)的研究,發(fā)現(xiàn)該建筑的抗震性能需要達(dá)到Ⅷ級,在工作的具體開展中,發(fā)現(xiàn)航站樓中的一些區(qū)域位于地鐵系統(tǒng)的正上方,為提高整個系統(tǒng)的運(yùn)行質(zhì)量,該部分的支撐結(jié)構(gòu)搭建在地鐵的箱體結(jié)構(gòu)上,同時在真?zhèn)€系統(tǒng)的中,保證航站樓中的支撐系統(tǒng)能夠穿越吸震層,降低地震對地上建筑的影響效果。另外在施工中,需要在基礎(chǔ)樁體之間設(shè)置拉梁和隔水板,提高整個系統(tǒng)的隔震水平。
在一些建筑設(shè)計中,為了能夠進(jìn)一步提升建筑的抗震性能,會在伸縮縫和隔震縫中設(shè)置阻尼器,為降低建筑的施工成本,并降低建筑結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度,建筑中的阻尼器通常應(yīng)用建筑中現(xiàn)存的機(jī)構(gòu)替代,提升建筑的施工效率。
在阻尼器設(shè)計中,一種方式為在伸縮縫中直接設(shè)置阻尼器,這種方式有較低的施工成本,但是這種方法中的阻尼器容易被損壞,建筑的維護(hù)成本上升明顯。另一種方法為建成阻尼器機(jī)構(gòu),在這種方式的應(yīng)用中,不但能夠提高伸縮縫和隔震縫的作用質(zhì)量,一些阻尼器還能夠發(fā)揮機(jī)構(gòu)調(diào)整的作用[2]。
例如某建筑在設(shè)計中,通過在地板區(qū)域設(shè)置阻尼器的方式提高建筑的隔震能力,在地板施工中,將地板鋪設(shè)到專用的箱體上,這類箱體之間之間具備彈簧性能的阻尼器,而靠近墻體的地板下方連接件與墻體相連,這種阻尼器能夠提高地板的抗震性能,有利于地震發(fā)生時的人員疏散。
在建筑地基隔震層的設(shè)計中,一個重要內(nèi)容為設(shè)置隔震支座,隔震支座起到對建筑的直接支撐作用,在地震發(fā)生時,隔震支座能夠大量吸收地震產(chǎn)生的能量,滿足建筑隔震設(shè)計的相關(guān)要求。
隔震支座的設(shè)計內(nèi)容包括兩個方面,其一為隔震支座類型選擇,在當(dāng)前的建筑行業(yè)中,開發(fā)出的隔震支座有三種,包括鉛芯橡膠隔震支座、普通橡膠隔震支座和滑板支座,這些支座發(fā)揮的作用不同,前兩種制作起到對建筑的全面支撐作用,滑板支座的作用為讓建筑恢復(fù)原狀,在隔震支座系統(tǒng)的設(shè)計中,通常會同時應(yīng)用這三種隔震支座,完成對建筑的高效支撐。
其二為隔震支座的布局設(shè)計,在該項工作的開展中,要從隔震支座的性質(zhì)和建筑整體布局情況兩個角度完成設(shè)計工作。由于鉛芯橡膠隔震支座具備更高的承力性能,所以將其設(shè)置在建筑對承力要求更高的區(qū)域,普通橡膠隔震支座設(shè)置在非重點(diǎn)承力區(qū)域,通常情況下,建筑的樁體上會安裝鉛芯橡膠隔震支座。另外在建筑地基的外側(cè),需要設(shè)置滑板支座。
在隔震層的施工中,包括的工作包括地基填方工作和支護(hù)系統(tǒng)建設(shè)工作。地基填方工作的開展重點(diǎn)為確保工作人員按照設(shè)計要求開展工作。例如在某工程的施工中,設(shè)計人員最終確定需要回填的地基最大深度為7m,回填的建材為圓礫石。在具體施工中,由地質(zhì)勘察人員完成土質(zhì)強(qiáng)度分析工作,當(dāng)發(fā)現(xiàn)該區(qū)域的土質(zhì)不能滿足強(qiáng)度要求時,需要進(jìn)一步開展低強(qiáng)度土質(zhì)清除工作,在回填工作的開展中,需要保證對相關(guān)系統(tǒng)的夯實質(zhì)量,在本文研究的建筑工程中,需要確保壓實系數(shù)不低于0.97。
支護(hù)系統(tǒng)建設(shè)工作要完全按照設(shè)計要求完成鉆孔、施工材料應(yīng)用等工作,在該工作的開展中,需要保證鉆孔質(zhì)量,要求施工人員保證孔洞的傾斜度、深度、直徑等參數(shù)滿足設(shè)計要求,對于不能短時間內(nèi)投入使用的孔洞,要做好這些孔洞的封堵措施。另外在支護(hù)系統(tǒng)建設(shè)中,還需要觀察施工現(xiàn)場是否出現(xiàn)滲漏、土層變形等工作,當(dāng)發(fā)現(xiàn)存在這一問題時,需要及時排查存在的施工問題。
綜上所述,在建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)隔震技術(shù)體系中,常用的兩種技術(shù)為伸縮縫設(shè)計工作和隔震層設(shè)計工作。隔震縫設(shè)計中,在按照相關(guān)要求確定伸縮縫參數(shù)的基礎(chǔ)上,需要合理設(shè)置阻尼器。隔震層設(shè)計技術(shù)的應(yīng)用中,一方面正確選擇和分布隔震支座,另一方面重視隔震層施工質(zhì)量控制工作,確保隔震層能夠發(fā)揮應(yīng)有作用。