隔震支座高效安装施工技术研究与探讨

隔震支座高效安装施工技术研究与探讨

王伟,贺景平,杨淼,陈科,梁鹏

兴泰建设集团有限公司 内蒙古鄂尔多斯 017200

摘要：现阶段，我国的工程建设越来越多，工程的抗震工作越来越受到重视。抗震设防烈度为8度，抗震等级为一级，建筑设计中采用了安装隔震支座的方式来达到抗震设防目标，传统的隔震支座安装工艺中需要多次移动定位钢板来达到设计所要求的位置和标高。传统的刚性加层方式会增加下部结构的地震响应，采用隔震支座后的新加层反而对下部结构具有减震的效果。本文首先分析了隔震支座原理，其次探讨了隔震支座高效安装施工技术，以供参考。

关键词：地震；隔震支座；定位钢板；施工方法

引言

现有隔震支座的研究大多集中于基础隔震和层间隔震，主要目的是减轻上部结构的地震响应，而新加层采用隔震支座的目的是控制下部结构的响应，同时限制隔震层位移。铅芯橡胶支座是在普通叠层橡胶支座中插入铅芯，用以改善支座的阻尼性能，利用叠层橡胶较小的剪切刚度延长结构的周期，利用铅芯的塑性变形吸收能量。摩擦摆支座主要是利用圆弧滑动面的设计来延长结构振动的周期，利用滑动面与滑块之间的摩擦来消耗能量。

1隔震支座原理

地震是一种随机性、突发性强的自然灾害，从古至今，地震给人类造成了很大的灾难，同时，人类也在不断研究防止地震破坏的办法，要么是预测地震的发生来提前做好应对方案，要么就是在设计时采用一些抗震结构来减轻地震的破坏作用。隔震支座就是一种新型的抗震结构，它最早起源于火箭发动机设计中，建筑设计师将其原理应用到结构的抗震设计中，相较于传统的抗震设计思想，它采用了“以柔克刚”的理念，使用隔震支座这种软连接将上部结构和地基连在一起，在地震作用下，隔震支座的变形，将地震的能量耗散掉，减轻了地震对于上部结构的破坏作用。

2隔震支座高效安装施工技术

2.1双塔连体计算模型

为提高计算效率，快速完成方案对比分析，采用MIDASGen程序对双塔连体进行动力弹塑性分析。弯曲铰的滞回模型采用修正武田三折线，瑞利阻尼同时考虑质量与刚度因子，主体结构校核采用双向地震动输入，连接体及牛腿校核采用三向地震动输入。

2.2质量比的影响

随着质量比增加，下部结构加速度响应减小。对于摩擦摆支座上部结构，随着质量比的增加，加速度影响峰值也会减小。实际工程中质量比通常取决于加层方案，大幅度调整的可能性不大。

2.3支撑连廊竖向构件性能化设计

根据《高层建筑混凝土结构技术规程》、《建筑抗震设计规范》，结合房屋高度、结构类型、场地类别、规则性等方面综合考虑先用C级性能目标。支撑连廊的竖向构件定位关键构件，需满足中震正截面不屈服、斜截面受剪弹性。在SAUSAGE中构件的损坏主要以混凝土的受压损伤因子、受拉损伤因子及钢材（钢筋）的塑性应变程度作为评定标准。

2.4改进后的工艺原理

隔震支座下柱墩钢筋绑扎完成、定位钢板安装前，依据隔震支座设计竖向标高和水平位置，利用现场钢筋废料在下柱墩钢筋上提前焊接竖向和水平定位钢筋来控制支座安装位置。根据水平定位钢筋上画出的轴线和定位钢板上弹出的十字中心线相重合来控制定位钢板水平位置，竖向钢筋焊接时确保钢筋顶部标高与定位钢板底部标高一致来控制隔震支座竖向标高。最终将竖向钢筋顶部与定位钢板下部焊接牢固，后期下柱墩混凝土浇筑过程中定位钢板不发生位移，保证后期隔震支座安装精度。由于提前对钢筋进行了精确定位，定位钢板只需搬运一次就能安装到位，无需通过多次搬运定位钢板来调整位置，提高了定位钢板的安装效率。

2.5支座水平作用力

摩擦摆隔震支座及其摆动回复力的存在，对于塔楼的振动影响是较为复杂的。支座水平反力作用在建筑平面的远端，在往复过程中会造成一定扭转效应，因此按单塔、双塔模型进行包络设计是必须的。直接采用时程分析法用于杆件设计会带来很大困难，经过对比分析相关内力数据，并考虑到工程设计可操作性，针对仅考虑连接体节点重力荷载的单塔模型，采用“反应谱+节点水平力”的方式作为单塔分析工况。小震、中震及风荷载工况下提取摩擦摆隔震支座的位移差来估算摩擦摆隔震支座的水平最大作用力，施加到相应节点处，重新组合并校核塔楼的位移与承载力，确保结构处于设定的工作性能状态。计算结果表明，这种简单的线性叠加方式，对于支座弱连接的连体工程来说是必要的补充，也是位移型隔震支座易于设计的体现。为满足连廊在正常使用期间的性能需求，所有穿行连廊变形缝的管道均采用隔震结构配套的金属软管，玻璃幕墙采用能适应变形的防水构造。

2.6各种加层方案的对比

模型中圈梁和构造柱按照杆件单元建立，砌体墙采用了墙单元，厚度按照实际墙厚，该结构模型只能在弹性理论范围讨论砌体墙的抗侧性能和动力特性，并不能真实反映砌砖、砂浆等材料的不确定性以及构造的复杂性。鉴于砌体结构目前尚无合理的分析模型，且本文主要分析隔震支座对结构的减震的规律，所以对该砌体结构的简化建模并不影响得到的结论。传统加层方案即在顶层砌体墙上增设圈梁，混凝土柱直接落在圈梁上，在构造上保证柱纵筋在底部有充足的锚固，使加层与下部结构形成整体。

2.7定位钢板安装

（1）定位钢板安装前先在上表面用细墨线弹出十字中心线，并在水平定位钢筋上用经纬仪放出轴线（用钢锯条在水平定位钢筋上刻画出轴线位置）。（2）弹线工作完毕后，将定位钢板搬运至已焊接完成的竖向定位钢筋上，由于前期已对竖向定位钢筋顶部标高进行抄测，定位钢板安装标高即为设计标高。随后在水平定位钢筋上根据已刻画好的轴线位置挂通线来控制定位钢板水平位置。若轴线与定位钢板同轴只需将定位钢板调整至十字中心线与轴线重合即可，同理，若轴线与定位钢板偏轴只需将定位钢板调整至十字中心线与轴线偏轴尺寸即可。（3）定位钢板竖向、水平定位完成后将竖向定位钢筋顶部与定位钢板下部焊接牢固，确保定位钢板不再发生移位。

2.8隔震支座及上预埋套筒安装

（1）当混凝土强度达到强度的75%时，可以安装隔震支座。安装前应定位复测并记录。复测应包括预埋件的高度、中心位置和平整度。（2）复测结果符合要求后，可安装隔震支座。安装过程中，应将柱墩表面清理干净，根据现场隔震支座的布置，在每根柱墩上标注隔震支座的规格型号，避免规格型号分布错误。（3）鉴于隔震支座的重量较大，应使用塔式起重机进行吊装和安装。起吊和下落时，应减速且吊绳不允许绊在隔震支座橡胶体上。（4）将隔震支座降到接触到柱墩前部（间隙约10mm），拆下导插梢并连接所有螺栓。确认所有螺栓安装完成后，将隔震支座安装在下柱墩上并拧紧螺钉。隔震支座安装后，应重新检查并记录隔震支座的高度和平面位置。（5）将隔震支座连接到下连接板后，将上连接板的螺钉拧入相应的螺孔中。上支墩部分中露出的预埋螺栓套筒与上部钢笼绑扎固定，然后开始支护以上结构模板。由于上部连接板的尺寸比柱墩小，在连接框架柱钢筋后，应封堵框架柱周围的空隙。

结语

在传统的隔震支座安装方法存在较多问题的情况下，该方法的优点有效率高，人工成本低，节约材料等优点，在设计有较多隔震支座的结构施工中以及工期较短的施工中，使用此施工方法将会是一种不错的选择。

参考文献

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[2]陈俊儒,陈金科.某设置隔震支座的多塔连体结构抗震性能研究[J].建筑结构,2014,44(5):50-56.

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