隔震技术在砌体结构抗震加固中的运用

隔震技术在砌体结构抗震加固中的运用

王海英

唐山市地震局河北唐山063000

摘要：我国将砌体结构广泛应用在教学楼、办公楼、住宅以及医院等公共建筑与民用建筑中。可以从以往的地震灾害中看到，砌体结构并不具有良好的延性与抗震性能，常常会出现脆性破坏的现象，从而造成人员的伤亡。因此在多层砌体房屋中加入隔震技术，并根据实际情况对房屋进行相应的抗震加固措施，以更好地满足抗震的要求。本文介绍了几种传统的加固方法，与隔震技术进行比较，总结出了砌体结构抗震加固在实际应用中的优越性。希望对今后的工程起到积极地推动作用。

关键词：隔震技术；砌体结构；抗震加固；运用

1砌体结构加固中隔震技术的优越性分析

基础隔震是当前砌体结构加固中最常用的隔震技术之一，它通过隔震层的设置，在砌体上部结构与基础之间形成一道隔层，这不仅能够有效延长结构的自震周期，使建筑物在遭遇突发性破坏地震时能够阻挡与缓解地震作用力由地基向上部结构的传递，同时一套合理的隔震设计还能够使上部结构在地震力作用下处于高度弹性状态，将地震对建筑物的破坏率降至最低。与此同时，这种砌体加固方法在建筑物施工过程中对上部结构的日常使用需求影响非常小，加固进行的同时建筑物自身功能及服务还可以正常运行。因此这种隔震技术模式砌体结构加固实现了科学性、技术性、适用性以及可行性的有机结合，具有较高的经济实用价值。

2砌体结构加固中隔震技术的应用局限性分析

2.1通过对隔震前后整个砌体与建筑物结构的对比分析可以发现，结构在地震力作用下的层间位移与剪力表现值均有所减小，结构侧移主要表现在整个上部结构水平方向的移动，其垂直方向的变形与位移能力并没有明显提升，这说明隔震技术的作用范围还不够全面。

2.2压力性灌浆的隔震技术应用模式并不适用。砌体结构自身刚度强度值均比较大，自震周期小，反应谱在实际施工中往往要以频谱变化规律所反映出的极限值为取值依据，这使得隔震技术对于建筑项目中最大层间的剪力值的作用并不明显，砌体结构加固中隔震技术的应用效果也会因此受到影响。

3传统砌体结构抗震加固方法

传统抗震加固方法的根本原理就是通过改善多层砌体房屋的结构受力、结构构件，来实现结构中抗震能力的提升，以此来降低地震给砌体结构造成的破坏。传统砌体结构抗震加固方法有很多，以下介绍几种常用的方法。

第一，当房屋不能满足抗震承载力要求的时候，可以使用支架或者支撑加固、板墙或者面层加固、增设抗震墙、镶边或者包角加固以及灌浆修补等方法。

第二，无法满足房屋整体性要求的时候，可以选用以下的加固方法：首先，当墙体布置无法在平面内闭合的时候，可以通过增设墙段的方法来进行闭合处理，将钢筋混凝土框浇灌在开口的地方；其次，当纵横墙无法满足连接要求的时候，可以使用外加圈梁、长锚杆、钢拉杆以及外加柱等方法进行加固；再者，当楼、屋盖构件无法满足支撑长度要求的时候，可以通过增设托梁来提高楼、屋盖的整体性能；最后，当圈梁设置无法满足鉴定要求的时候，也需要增设圈梁。

第三，在对房屋中容易出现倒塌的部位进行处理的时候，可以选用以下几种加固方法：首先，当承重窗间具有较小的墙宽度或者无法满足抗震要求的时候，可以采用板墙、面层或者增设钢筋混凝土窗框等加固手段；其次，当隔墙拉结不牢甚至没有拉结的时候，可以采用钢拉杆、埋设铁夹套、镶边以及锚筋等加固手段；再者，当支撑大梁的墙段无法满足抗震能力要求的时候，可以采用面层和板墙、钢筋混凝土柱以及增设气体柱等加固手段；接着，当出屋面的水箱间、电梯间以及楼梯间无法满足鉴定要求的时候，可以选择外加柱或者面层等手段进行加固；最后，当无拉结女儿墙或者出屋面烟囱的高度超过规定要求的时候，可以选择钢拉杆、型钢进行加固，或者将其拆矮。

除此之外，常用的加固措施还包括以下几种，预应力加固法、支架或者支撑加固法、外加柱加固法、碳纤维加固法以及镶边或者包角加固法等。所有的传统砌体结构抗震加固方法的原理，都是通过对结构的强化，来提高结构构件的刚度和承载力，以此来达到抵抗地震的目的，属于“以刚克刚”的处理手段。不难看出，这种加固方法无法有效地降低地震给上部构件带来的影响，并且，在进行这种加固的过程中，需要停止对建筑物的使用，不适用于无法中断日常使用的重要建筑物。

4隔震技术的简要介绍

隔震技术的基本原理是将隔震层设置在基础结构与上部结构之间，将两个部分隔离开，结构自身的水平自振周期通过水平柔性的隔震层得到了很大程度的延长，由于结构体系受到了“柔化”处理，从而减弱了地震对其产生的影响，大大降低了结构可能遭到的破坏。将隔震结构可以将地震的水平加速度降低到与之相对应的非隔震结构的二分之一到十二分之一的范围内，同时，隔震结构减小了建筑物的水平变形，将其集中在了隔震层上，杜绝了激烈摆动的情况，使结构仅仅出现缓慢的平动，通过这种方式大大降低了上部结构的层间剪力与层间位移。在地震的作用下，整个上部结构几乎全部处于弹性环境中，在这种情况下，不仅能够使结构本身在强烈地震中得以保全，还可以避免建筑物内部装置遭到破坏，抗震效果十分优越。

隔震技术中最常用的就是基础隔震。现阶段已经开发出了各种各样的基础隔震方法，可以归纳为下述几种类型：第一，混合隔震；第二，橡胶垫隔震；第三，滚轴及滚珠隔震；第四，螺旋钢弹簧隔振；第五，滑移隔震；第六，悬吊隔震；第七，摆动隔震。其中，最常在工程中使用的隔震方法为橡胶垫隔震。基础隔震不仅能够将结构的自振周期大大延长，还可以阻碍地震能量向上传递给上部结构，从而让地震对上部结构产生的影响得到控制。隔震技术的合理应用甚至能够在地震作用下，让上部结构始终处于弹性状态，与传统的抗震技术相比有了质的飞跃，将抗震目标从开始的“大震不倒”完善到“大震不坏”，让建筑结构具备更加完善的抗震性能。在一些重要的工程项目中，例如学校、邮政部门、政府机关、电讯枢纽以及医院等，隔震技术的应用有着非常重要的意义。

5砌体结构抗震的新方向

5.1应结合各地情况来发展各类砌体材料

因地制宜，就地取材为了保护耕地面积，根据每个地区的情况不尽相同，国家没有进行全面否定，而是采取了因地制宜，合理取材的灵活措施，针对山区、丘陵和黄土高原等土地资源丰富的地区，国家也允许这些地区少量使用粘土砖，而对工业废料比较丰富的工厂和矿区，采取了综合利用采矿、选矿废料，粉煤灰、煤矸石、矿渣等工业废料来生产砖或砌块材料，这样不仅最大限度的利用了资源，而且也保护了环境。因为城市在扩建、拆迁以及房屋更新中产生的废弃砖块和混凝土等再生建筑垃圾，具有很高的利用价值，可以把这些建筑垃圾作为生产砌体的原材料。我国建筑行业早期砂浆的动力抗压性能比较低，伴随着地震的不断发生，对砌体的抗震抗剪强度提出了更高的要求，这就需要改变以往混合砂浆砌筑，研制出不同类别的专用砂浆，然后再根据砌体结构中各类材料的性质，选择相应的专用砂浆，这不仅节约了水泥的用量，增加了外墙的保温性能，也提高了砌体构件的整体性和强度。新型砌体材料的研制与发展，不仅要贯彻绿色节能的环保要求，也要因地制宜，充分考虑地方特色，积极发展新型墙体材料。

5.2从约束砌体结构向配筋砌体结构发展

经过对砌体结构特性的深入研究得出，地震的不确定性会对砌体结构造成巨大的损害，约束砌体结构还不能完全阻止墙体中荷载和应力比较集中部位裂缝的发生，严重时有可能发生倒塌。从抗震的目的出发，砌浆形成的砌体虽然有多种原材料，但是这些砌体的抗震强度有限，所以改变砌浆原材料的方法，对抗震性的提高没有明显的效果，这就需要采用水平配筋、网状配筋、组合墙配筋，另外还可以在砌体结构中采取预应力配筋的方式，来改变砌体内部结构，借助配置的钢筋来提高砌体结构的整体抗震能力。

综上所述，笔者认为如果要改变砌体结构传统概念上的脆性性质，要使砌体结构真正达到“小震不坏、中震可修、大震不倒”的效果，必须向配筋砌体结构的方向发展，使之更有效地应用于抗震设防地区。

6结语

伴随着现代科学技术的完善与经济社会不断进步，人民日益增长的物质文化与精神文化需求对新时期的建筑施工行业提出了更为严格的要求。如何在砌体结构加固技术中融合隔震技术，起到对建筑物整体的防护作用已成为当下相关工作人员最亟待解决的问题之一。本文对隔震技术的一般施工规范与应用优劣势进行分析，以往为以后建筑项目在这部分的工程施工提供一定的参考依据。

参考文献

[1]赵杉杉.基础隔震技术在RC框架结构抗震加固中的分析与应用[D].合肥工业大学，2016.

[2]余述彬.村镇砌体结构新型抗震与隔震技术研究[J].江西建材，2014，（05）：12.