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摘要:在我国范围内,随着地震发生概率的不断增加,人们预防地震、减少灾害的意思在不断提高,建筑隔震技术受到了人们的高度重视和关注。同时与传统框架结构抗震设计相比较,隔震设计以设置隔震层为主,来对地震能量进行吸收,并且对结构体系的自震周期进行演唱,进而降低地震的发生率。基于此,本文主要对建筑框架隔震技术设计及施工应用进行分析。
关键词:建筑工程;框架隔震技术设计;施工应用
1、前言
近些年来,我国发生了几场大型的地震灾害,对人们的生命财产安全造成严重破坏,以前我国建筑工程没有高度关注建筑抗震性能,在发生了几场大自然灾害之后人们对建筑抗震性能引起高度重视,并且在新建设的建筑物上将抗震性能放在首要位置。此外如果建筑框架结构具备良好的抗震技术,则不需要进行隔震处理,但是我国很多建筑没有良好的抗震性能,就需要采取隔震技术进行加固。
2、隔震技术的应用原理
隔震技术在应用于既有框架结构加固中,主要是通过增添隔震支座与建筑上下部结构之间,隔震支座的增添可以加强建筑结构的稳定性,从而使得建筑物整体稳固性以及抗震性能得到加强。隔震支座的安装一定要保证其与上部构件的连接紧密性,通常应用高强度的螺栓进行连接与固定;隔震支座在于下部建筑构件连接时,将其与连接钢板相接,然后将连接钢板固定在建筑地基上,通过隔震支座上下两部门建筑构件的共同作用,使隔震支座稳定地至于既有框架结构中,从而达到加固作用。其作用效果主要是通过增添隔震支座来实现的。
3、应用实例分析
某建筑物的框架结构为剪力墙,共12层,2层位于地下,10层位于地上,总面积约62000m2。该建筑物利用铅芯橡胶支座,使既有框架结构得到了隔震加固。该建筑物中的隔震层间中共分布了360个半径依次为300 mm、350 mm和400 mm的铅芯橡胶支座,借助于铅芯橡胶支座自带的功能,可获得较佳的隔震加固功能。
1、建筑框架隔震技术的前期咨询工作
(1)前期咨询工作中,应注意以下问题
第一,框架隔震建筑的经济性问题。对业主来说采用框架隔震技术是否经济是非常重要的问题,采用隔震技术,增加了隔震支座费用、隔震构造措施的费用,但是减小了上部结构梁柱截面,节约了钢材和混凝土用量,同时增加了房屋的使用面积,在前期工作中尽可能的对隔震建筑的经济性进行合理分析。根据大量的工程经验,在抗震设防烈度高的地区采用隔震技术具有比较明显的经济性。
第二,隔震建筑的高宽比问题。在方案确定之初,应考虑结构体型的规则性,鉴于我国目前的技术条件,对于隔震结构的抗倾覆问题,限制其高宽比是一种有效的方法。根据橡胶隔震支座抗拉屈服屈服强度低的特点,结构的变形特点需符合剪切变形为主且房屋高宽比小于4或有关规范、规程对非隔震结构的高宽比限制要求。因此,在建筑方案阶段,需请教专家或委托相关咨询机构进行前期咨询,对框架隔震方案设计进行合理评估,指出问题,提供解决措施。
(2)框架隔震设计思路
咨询工作结束以后,在进行隔震设计时,需要对建筑工程的抗震设防烈度、场地条件、使用功能及建筑、结构方案,从安全和经济两方面进行综合分析。若该工程宜采用隔震技术,应先进行初步设计,除应满足规范的相关条文外,还应合理确定隔震支座的类型和布置位置。目前,国内的框架隔震设计多采用分部设计的方法,即整个框架隔震设计分为四步:上部结构设计、隔震层设计、下部结构设计和基础部分设计。
2、隔震层的施工要点
隔震层的施工步骤为安装和固定下部预埋板→浇筑混凝土→检验预埋板→安装橡胶支座→预埋件上板→安装预埋螺杆→上部支墩施工。
(1)定位和固定下部预埋件(定位板、套筒及锚筋)
预埋套筒及锚筋的定位、固定是隔震支座安装的难点,为此建议采取以下措施:
第一,预埋套筒上口及胶套下口预先与定位板用螺栓拧紧固定,以确保套筒的位置准确,如图1、图2所示。此过程测量是整个隔震支座安装的关键,需各工种密切配合,测量定位板的标高、平面中心位置及平整度。根据偏差大小适时对套筒及锚筋进行调整,(为方便控制定位板的标高和平面中心位置,可采取预先在定位板四个角部位对应的下支墩(柱)主筋上点焊短钢筋的方式,短钢筋顶标高为支墩(柱)设计标高,短钢筋布置位置如图3所示,短钢筋直径宜不小于10,与定位板接触一端断面宜先用切割机切割平整)。
第二,为保证预埋套筒的锚固长度和竖向固定,采用加工螺纹的预埋锚筋与预埋套筒相连(见图1、图2)。
第三,为保证定位板的水平度和平面位置的准确性及预埋套筒的垂直度,预埋件 定位准确后可根据实际情况将锚筋与支墩钢筋点焊相连,以确保锚筋和定位板不产生位移。
第四,预埋件安装完成后应用全站仪或水准仪逐一测量定位板顶面标高、平面中心位置及水平度并记录成表。
(2)浇筑混凝土、预埋板检验
在混凝土浇筑前,必须采取适当的方法维护预埋板螺栓孔,以确保混凝土不渗入螺栓孔;采取一次性浇筑的方式,将混凝土浇筑至-1.600 m的位置;浇筑和拆模结束后,再次检验下部预埋板的标高、平整度和平面位置,确保满足设计要求后,才可继续开展橡胶支座安装工程。
4、结束语
綜上所述,隔震技术在房屋建筑框架结构设计具有非常明显的效果,并且对于加强房屋建筑整体的抗震性能效果也较为理想。需要特别注意的是,在将隔震技术应用到框架结构设计中去时,要对造价和施工时间等因素进行充分考虑,并且针对具体情况选择适合的技术,进而不仅可以对隔震成本进行减少,还能够很大程度提升建筑物的整体抗震性能和加固效果,推动建筑行业朝着可持续发展的方向发展。
参考文献:
[1]洪俊青,刘伟庆,王曙光,郭建 隔震技术在建筑抗震加固中的应用研究[J].工程抗震与加固改造 2007(15):136.
[2]王素芝 既有框架结构建筑加固中对隔震技术的使用[J].世界家苑 2013(05):23-25.
关键词:建筑工程;框架隔震技术设计;施工应用
1、前言
近些年来,我国发生了几场大型的地震灾害,对人们的生命财产安全造成严重破坏,以前我国建筑工程没有高度关注建筑抗震性能,在发生了几场大自然灾害之后人们对建筑抗震性能引起高度重视,并且在新建设的建筑物上将抗震性能放在首要位置。此外如果建筑框架结构具备良好的抗震技术,则不需要进行隔震处理,但是我国很多建筑没有良好的抗震性能,就需要采取隔震技术进行加固。
2、隔震技术的应用原理
隔震技术在应用于既有框架结构加固中,主要是通过增添隔震支座与建筑上下部结构之间,隔震支座的增添可以加强建筑结构的稳定性,从而使得建筑物整体稳固性以及抗震性能得到加强。隔震支座的安装一定要保证其与上部构件的连接紧密性,通常应用高强度的螺栓进行连接与固定;隔震支座在于下部建筑构件连接时,将其与连接钢板相接,然后将连接钢板固定在建筑地基上,通过隔震支座上下两部门建筑构件的共同作用,使隔震支座稳定地至于既有框架结构中,从而达到加固作用。其作用效果主要是通过增添隔震支座来实现的。
3、应用实例分析
某建筑物的框架结构为剪力墙,共12层,2层位于地下,10层位于地上,总面积约62000m2。该建筑物利用铅芯橡胶支座,使既有框架结构得到了隔震加固。该建筑物中的隔震层间中共分布了360个半径依次为300 mm、350 mm和400 mm的铅芯橡胶支座,借助于铅芯橡胶支座自带的功能,可获得较佳的隔震加固功能。
1、建筑框架隔震技术的前期咨询工作
(1)前期咨询工作中,应注意以下问题
第一,框架隔震建筑的经济性问题。对业主来说采用框架隔震技术是否经济是非常重要的问题,采用隔震技术,增加了隔震支座费用、隔震构造措施的费用,但是减小了上部结构梁柱截面,节约了钢材和混凝土用量,同时增加了房屋的使用面积,在前期工作中尽可能的对隔震建筑的经济性进行合理分析。根据大量的工程经验,在抗震设防烈度高的地区采用隔震技术具有比较明显的经济性。
第二,隔震建筑的高宽比问题。在方案确定之初,应考虑结构体型的规则性,鉴于我国目前的技术条件,对于隔震结构的抗倾覆问题,限制其高宽比是一种有效的方法。根据橡胶隔震支座抗拉屈服屈服强度低的特点,结构的变形特点需符合剪切变形为主且房屋高宽比小于4或有关规范、规程对非隔震结构的高宽比限制要求。因此,在建筑方案阶段,需请教专家或委托相关咨询机构进行前期咨询,对框架隔震方案设计进行合理评估,指出问题,提供解决措施。
(2)框架隔震设计思路
咨询工作结束以后,在进行隔震设计时,需要对建筑工程的抗震设防烈度、场地条件、使用功能及建筑、结构方案,从安全和经济两方面进行综合分析。若该工程宜采用隔震技术,应先进行初步设计,除应满足规范的相关条文外,还应合理确定隔震支座的类型和布置位置。目前,国内的框架隔震设计多采用分部设计的方法,即整个框架隔震设计分为四步:上部结构设计、隔震层设计、下部结构设计和基础部分设计。
2、隔震层的施工要点
隔震层的施工步骤为安装和固定下部预埋板→浇筑混凝土→检验预埋板→安装橡胶支座→预埋件上板→安装预埋螺杆→上部支墩施工。
(1)定位和固定下部预埋件(定位板、套筒及锚筋)
预埋套筒及锚筋的定位、固定是隔震支座安装的难点,为此建议采取以下措施:
第一,预埋套筒上口及胶套下口预先与定位板用螺栓拧紧固定,以确保套筒的位置准确,如图1、图2所示。此过程测量是整个隔震支座安装的关键,需各工种密切配合,测量定位板的标高、平面中心位置及平整度。根据偏差大小适时对套筒及锚筋进行调整,(为方便控制定位板的标高和平面中心位置,可采取预先在定位板四个角部位对应的下支墩(柱)主筋上点焊短钢筋的方式,短钢筋顶标高为支墩(柱)设计标高,短钢筋布置位置如图3所示,短钢筋直径宜不小于10,与定位板接触一端断面宜先用切割机切割平整)。
第二,为保证预埋套筒的锚固长度和竖向固定,采用加工螺纹的预埋锚筋与预埋套筒相连(见图1、图2)。
第三,为保证定位板的水平度和平面位置的准确性及预埋套筒的垂直度,预埋件 定位准确后可根据实际情况将锚筋与支墩钢筋点焊相连,以确保锚筋和定位板不产生位移。
第四,预埋件安装完成后应用全站仪或水准仪逐一测量定位板顶面标高、平面中心位置及水平度并记录成表。
(2)浇筑混凝土、预埋板检验
在混凝土浇筑前,必须采取适当的方法维护预埋板螺栓孔,以确保混凝土不渗入螺栓孔;采取一次性浇筑的方式,将混凝土浇筑至-1.600 m的位置;浇筑和拆模结束后,再次检验下部预埋板的标高、平整度和平面位置,确保满足设计要求后,才可继续开展橡胶支座安装工程。
4、结束语
綜上所述,隔震技术在房屋建筑框架结构设计具有非常明显的效果,并且对于加强房屋建筑整体的抗震性能效果也较为理想。需要特别注意的是,在将隔震技术应用到框架结构设计中去时,要对造价和施工时间等因素进行充分考虑,并且针对具体情况选择适合的技术,进而不仅可以对隔震成本进行减少,还能够很大程度提升建筑物的整体抗震性能和加固效果,推动建筑行业朝着可持续发展的方向发展。
参考文献:
[1]洪俊青,刘伟庆,王曙光,郭建 隔震技术在建筑抗震加固中的应用研究[J].工程抗震与加固改造 2007(15):136.
[2]王素芝 既有框架结构建筑加固中对隔震技术的使用[J].世界家苑 2013(05):23-25.