建筑物内跨隔震区自动扶梯及其周边隔震缝设计构造

建筑物内跨隔震区自动扶梯及其周边隔震缝设计构造

汪泽宇

华东建筑设计研究院有限公司    上海  200001

摘要：随着建筑隔震技术及需求的不断完善与发展，隔震技术的应用需覆盖完整的建筑以及隔震区与非隔震区之间的联系，从而为建筑与使用人员提供更全面的保障。基于上述情况，本文结合乌鲁木齐国际机场交通中心工程，设计并详述了一种建筑物内夸隔震区自动扶梯及其周边隔震缝设计的原理及构造措施。

关键词：建筑隔震；跨隔震区；自动扶梯；

0引言

地震是自然界中最为猛烈和破坏性极大的灾害之一，对人类的正常生产和生活造成了极其严重的影响。它不仅可以摧毁建筑物，还会导致土地滑坡、海啸以及其他一系列连锁反应，从而对人类社会和自然环境造成巨大的损失。我国地处环太平洋地震带与欧亚地震带的交汇处，这两个地震带是全球最活跃的地震带之一【2】。

因此，建筑隔震是一种重要的减轻地震对建筑物结构的破坏的技术。通过在建筑物的基础与上部结构之间安装隔震装置（如隔震支座），使得建筑物在地震发生时能相对于地面独立运动，从而显著降低地震力对建筑的影响。隔震装置的设计目的是吸收和耗散地震能量，减少地震波传递给建筑物的动能，以保护建筑结构不受损伤，确保人员安全。

随着科学技术的发展和材料科学的进步，隔震技术也在不断创新和完善，我国的建筑隔震技术在研究、应用方面，基本上形成了较为完整的成套技术【1】。建筑物内跨越隔震缝的各种设施设备，也应在隔震设计中统筹考量，保证整体建筑的抗震安全性及稳定性。

1乌鲁木齐国际机场交通中心工程简介

乌鲁木齐作为中国新疆维吾尔自治区的首府，位于天山山脉北麓，是一个地震活动相对频繁的区域。由于其地理位置，乌鲁木齐市及周边地区处于多条活动断层带的影响范围内，这些断层的活动使得该地区具有较高的地震发生概率。根据当地规范，乌鲁木齐国际机场交通中心工程的抗震设防烈度为8度，设计基本地震加速度值为0.20g【3】。乌鲁木齐航站区交通中心工程不仅是乌鲁木齐国际航空枢纽的核心部分，也是该地区交通网络中至关重要的节点。在设计和建设过程中，该项目采纳了高新技术和先进工程措施，尤其是在防震减灾方面的创新应用引人注目。通过与航站楼共同实施隔震技术，该工程在地下部分专门设置了隔震层。隔震层通过安装隔震支座等装置，使得在地震发生时，整个建筑能够相对于地面进行独立的运动，有效地吸收和分散地震力，显著降低了地震对建筑结构的破坏作用。

特别值得一提的是，由于地铁站台位于隔震层之下，连接交通中心和地铁站台的自动扶梯需要特别设计，以穿越隔震层。这种设计不同于常规建筑，自动扶梯位于隔震主体和非隔震主体之间，需要进行精密的隔震设计。这样的设计旨在确保在地震发生时，自动扶梯和其它连接部件不会因为建筑的独立运动而受损，保持整体隔震系统的完整性，同时确保旅客在使用过程中的安全性。

2跨隔震区与非隔震区自动扶梯隔震系统

乌鲁木齐国际机场交通中心位于地面以上，与地铁站台通过自动扶梯垂直连接，该电扶梯跨越位于交通中心与地铁站台之间的隔震层，需解决地震活动中的水平向位移，从而保证在地震活动中该自动扶梯仍能正常运转。

由于自动扶梯属于成品设备，自身不具备隔震能力，因而需通过自动扶梯与建筑的连接部位解决地震阶段的水平位移。常规自动扶梯下部坐落于土建基坑，上部搭接在结构梁上。由于上部搭接位置、空间有限，不利于消化地震水平位移，故将隔震构造设置于下部空间充足的土建基坑。即将自动扶梯与上部隔震区固接，下部与非隔震区滑动连接，解决地震水平位移。

图1

3自动扶梯下部隔震设计

在设计自动扶梯与隔震区的一体化连接时，考虑到地震发生时上部隔震区与下部非隔震区之间将会产生相对的水平位移，工程设计必须确保在各个方向发生相对水平位移时，自动扶梯的结构不仅能够保持完整无损，而且能够确保其下方与周边地面之间不会出现空隙，从而维护使用时的人行安全。即地震运动时，自动扶梯与下部土建基坑的连接稳定性，以及自动扶梯与下部周边地面的连接稳定性。

此外，设计中还需要考虑到地震后的自动恢复能力，即在地震发生后，自动扶梯与其连接结构能够尽可能自动回归到原位，或者能够容易地进行维修和恢复。这样不仅能够保障地震发生时的安全性，还能够在地震后快速恢复正常运营，减少对公共服务的影响。

基于上述目的，具体设计思路如下：

3.1整体关系

如图1至图4所示，自动扶梯7穿越隔震层，其上端固定在隔震层上方的上部结构上，而下端与隔震层下方的下部结构10之间设置有隔震缝11。

3.2自动扶梯与下部基坑隔震设计

自动扶梯与下部基坑隔震构造中，所需竖向支撑力以及水平向的滑动通过倒T字搁置梁6实现。在该部位，自动扶梯通过倒T字搁置梁6坐落于自动扶梯下部的基坑，通过倒T字搁置梁6或者所需的竖向支撑力。同时，倒T字搁置梁6的底部与扶梯基坑为搁置干洗，自动扶梯与倒T字搁置梁6作为一个整体可与下部基坑发生相对水平位移。在倒T字搁置梁6与基坑之间增加滑动钢板，以减少在建筑物遭受较大水平位移作用力时，倒T字搁置梁6与下部结构10之间的摩擦力。

通过上述设计，自动扶梯与下部基坑之间，在获得竖向支撑力的同时，仍保证了水平位移的能力，在地震运动发生时，扶梯结构不发生破坏。

3.3自动扶梯与周边地面隔震设计

自动扶梯与下部周边面层的隔震构造，通过设置可滑动翘起的隔震盖板2实现。土建楼地面隔震盖板2的自动扶梯一端采用铰接方式，另一端则为滑动方式搭接在下部结构10之上。

在靠近自动扶梯的一端，土建楼地面隔震盖板2通过其端部的铰接钢制构件4与倒T字搁置梁6的顶部进行铰接。自动扶梯7的下端通过单向长圆孔螺栓9固定在倒T字搁置梁6的顶面上，单向长圆孔的长度方向与自动扶梯7垂直，保证了在垂直于自动扶梯7方向上可以发生一定的位移。即地震运动时，部分Y方向的位移可通过此处构造进行消化

在靠近下部结构10的一端，土建楼地面隔震盖板2通过滑动钢制构件3支撑在下部结构10上，下部结构10可向隔震缝11方向悬挑出一段，作为土建楼地面隔震盖板2的搭接支。考虑到建筑美观需求，在隔震盖板2之上可铺设与周边地面材料一致的面层1，铺设在土建楼地面隔震盖板2上。

通过以上隔震盖板，自动扶梯与下部周边地面相互远离时，隔震盖板拉开，仍保持地面的连接，不出现坑洞；自动扶梯与下部周边地面相互靠近时，隔震盖板滑动翘起一定角度。且在地震运动结束后，仍能回复到原设计位置，保证日常使用。

图2

图3

图4

图5

3.4小结

通过上述设计，自动扶梯7、倒T字搁置梁6及其单向长圆孔螺栓9、土建楼地面隔震盖板2通过互相连接的方式组成一套完整的系统，并被安置在自动扶梯下部及其周边的隔震缝位置，从而实现自动扶梯两端隔震层与非隔震层之间的力学联系。各个构件元素的精确组合赋予了整个系统在X、Y、Z三维方向上的线性位移和角位移能力，因此能够吸收连接结构的形状和位置误差，保证使用的安全性及稳定性。

4结论

本文通过以乌鲁木齐交通中心工程中跨隔震区的自动扶梯为例，设计并详述了一种建筑物内夸隔震区自动扶梯及其周边隔震缝设计的原理及构造措施，得到以下几点结论：

（1）得益于其强大的调节功能和良好的通用性，该系统能够适应地震引起的各种空间形状和角度的位移变形，使得建筑物内自动扶梯及其周边场地的隔震缝通过一套标准化零件实现精确定位和安全连接。

（2）大型建筑物内，存在不可避免的跨隔震区的交通联系（如电梯、扶梯、自动步道、楼梯等），通过隔震措施、构造，解决相关难题，有利于提高建筑、使用人员安全性，构建完善的建筑隔震体系。

【1】苏经宇,曾德民. 我国建筑结构隔震技术的研究和应用[J]. 地震工程与工程振动, 2001, (S1): 94-101.

【2】石岩,李军,秦洪果,等.减隔震桥梁设计方法及抗震性能研究综述[J].地震工程学报,2019,41(05):1121-1132.

【3】中华人民共和国住房和城乡建设部，国家市场监督管理总局. 建筑与市政工程抗震通用规范(2021年版)：GB 55002-2021[S].中国建筑工业出版社，2021.