建筑隔震技术的原理及施工要点简述

建筑隔震技术的原理及施工要点简述

师光宇

乌鲁木齐市政府投资建筑工程建设中心 831100

摘要：本文以隔震技术的基本原理为切入点，介绍主要的隔震技术原理、适用范围、施工常见问题及解决措施，对相关行业的从业人员提供参考性建议。

关键词减隔震技术 施工 质量 控制

1 隔震技术产生的背景、简介及特点

地震是地壳板块运动和碰撞的过程中迅速释放能量所带来的振动。据统计地球每年会发生约500万次地震，其中约有5至20次破坏性地震。传统的抗震技术采取增加截面尺寸，增强结构构件的强度的方法，本质是以结构构件的损坏来消耗地震能量。建筑物虽能满足“中震可修、大震不倒”的要求，但距离建筑物在震后迅速保证非结构构件安全，内部设备完好，迅速恢复功能的要求还有不少差距。随着建筑功能的日趋复杂，各种建筑物逐渐成为一个紧密衔接、相互配合的整体，在这种情况下，对建筑物在震后的完整性及功能保证要求越来越高，“以刚克刚”的抗震方式难以适应这种改变，隔震技术应运而生，作为近些年不断创新、完善的新技术，以适用性强，造价低，震后易于更换修复的特点迅速发展，成为抗震技术中的热点。

1.1隔震技术的基本原理。

隔震是在建筑底部基础或地下部分与上部结构之间，增加由隔震构件组成的，具有整体复位功能的隔震层，用以延长建筑结构自振周期，减小上部结构构件和非结构构件的地震反应。目前最常用的隔震结构为基础隔震，即在建筑结构底部和基础之间，安装隔震构件，在地震来临时，把上部结构和基础“隔离”，延长建筑物的自振周期，减小上部结构的地震作用，达到减轻地震作用的目的

2隔震与减震技术的区别及适用范围。

减震技术是在建筑结构的某些部位(如支撑、剪力墙、连接缝或连接件)设置耗能构件。地震作用下，建筑物产生水平位移，各结构构件间产生相对位移，此时减震构件发挥作用，通过产生摩擦、弯曲(或剪切、扭转)、弹塑性(或黏弹性)滞回变形来耗散或吸收地震能量，减小建筑承重结构的地震反应，避免建筑结构产生危及安全的破坏或建筑物的倒塌。两者的使用范围区别如下：

2.1减小地震作用的不同。隔震支座能够在减小上部结构振动的同时，减轻非结构构件的破坏，可以起到减少建筑物内人员受伤、减少物品受损。减震装置则在结构发生较大变形后发挥作用，对非结构构件的保护作用比较有限。

2.1.2适用建筑物类型的不同。隔震建筑适用于自振周期小，层数低的多层建筑，随着建筑物高度增加，建筑结构自振周期的变长，隔震构件的效果逐渐降低。而且隔震支座只能受压，在建筑底部受拉的情况下，有发生倾覆的风险，故隔震技术不适用于高层建筑，也不适用于风荷载较大地区，减震技术则没有这方面限制。

2.2经济性不同。隔震支座可以承受两个方向的地震力，只需要在隔震层同一水平面布置，数量较少，造价增加不多。减震装置只能在本楼层承受一个方向的力，故采用减震技术的建筑物，需在建筑物每层相互垂直的方向均安装减震装置，安装数量多，造价相对增加较多。

2.3安装工艺的差异。隔震构件可以承受结构竖向力，作为建筑承重结构的一部分随着结构主体施工进行安装，后期增加的可能性较低，一般用于新建建筑。减震构件在主体结构完工后进行安装，适用于新建建筑。对于需要进行抗震加固的建筑，也适用于减震构件。

3常用的隔震产品及施工安装质量控制

3.1常用的隔震技术产品。橡胶支座目前在基础隔震技术中应用最为普遍的产品。橡胶支座由橡胶与钢板互相隔层叠合，并经硫化工艺整体成型，将橡胶与钢板牢固地粘结一起。橡胶支座有很小的压缩变形、很高的竖向承载力和较大的水平变形能力，地震后可使建筑自动复位，具有日常维护简便、方便更换的特点。

3.2隔震产品安装要点及质量控制。橡胶支座施工过程包括隔震支座下预埋板安装、橡胶隔震垫安装和上预埋板的安装。以上步骤中，支座下预埋板的安装最为关键，如安装不到位，会使橡胶支座产生偏心受压、扭曲、倾斜、以至影响正常工作性能。

下预埋板安装分为：下支墩钢筋绑扎、安放预埋板、预埋板及位置调整和固定、支模、浇筑下支墩混凝土和拆模工作。安装要求定位准确，预埋板高度一致、表面平整。

下预埋板安装过程中常见施工要点如下：

3.2.1预埋板安装定位要点。目前较好的安装方式为：在预埋板安放前，将预理套筒用高强螺栓固定在预埋板上，以确保套筒的位置准确。安防预埋板过程中需全过程密切观测，采用水准仪、水平尺，激光水平仪等测量预埋板的标高、水平位置及平整度，并根据偏差情况对预埋套筒和锚筋进行调整。为保证预埋板和预埋套筒安装的牢固，在锚筋底部点焊Φ16 定位箍筋，以确保锚筋不产生水平和竖向的位移。

3.2.2下支墩节点区钢筋布置及浇筑要点。混凝土浇筑后，预埋板产生倾斜、套筒偏移。主要原因包括在混凝土浇筑过程中，下支墩钢筋过密造成混凝土难以下落及振捣，现场施工人员人为的撬、掰钢筋；模板或钢筋固定不牢等原因。针对以上问题，首先需要设计单位设计细致，合理布置钢筋和套筒位置，便于混凝土下落及振捣。其次现场人员浇筑前应认真检查模板及钢筋固定情况，锚筋进行点焊加固，模板安装应牢固可靠，为保证侧模刚度，每 60mm 加设一道对拉螺杆或其他措施。混凝土应采用细石混凝土，浇筑过程中注意下落高度，振捣混凝土应注意下放振捣棒的位置及控制振捣时间，避免对预埋套筒和锚筋产生大的冲击。在浇筑和振捣过程及振捣完毕后派人跟踪及复核，对下支墩中心的平面位置和标高进行复测，若有偏移必须立即校正。

3.2.3预埋板的厚度要求要点。如预埋板过薄，在吊装、安装及混凝土浇筑振捣过程中容易发生变形，进而影响橡胶支座的安装贴合度。为此，预埋板应采用大于10mm钢板，确保钢板有足够的刚度抵抗吊装和安装过程中产生的形变。

3.2.4下支墩混凝土振捣要点。如振捣不实，混凝土容易出现蜂窝、麻面，原因除钢筋过密导致振捣不实外，预埋板中心孔过小，不利于振捣时气泡逸出也是一个重要因素。应在预埋板中开不小于φ400mm洞，且在预埋钢板四个角部适当位置各增加一个不小于φ50mm的排气孔，便于振捣后气泡逸出，提高混凝土振捣密实度。

5结语

国内外大量实验及历次破坏性的地震表明，隔震技术能有效减轻地震作用，避免人员伤亡，减轻财产损失。隔震技术的造价相对于建筑物的整体造价增加并不多，具有良好的推广价值。随着隔震技术的推广，将使得建筑物的抗震设计从传统的单纯抗震，过渡到抗震、隔震相结合的复合抗震技术体系。本文对相关原理和部分施工要点进行简要的概括和介绍，对相关工程设计及施工人员有一定参考价值。

【1】唐际宇，吴代奖 昆明新机场航站楼大直径橡胶隔震支座施工技术[J]. 施工技术,2009,11(38):3-6