多层建筑的隔震技术（共9篇）
多层建筑的隔震技术 篇1
1 概述
传统的抗震设计是利用结构的强度和结构构件的塑性变形能力抵抗外来的地震力。主要是采用加强建筑物的整体性,加大空间刚度,设置剪力墙、圈梁、构造柱,改善支撑体系,改进节点构造,提高建筑材料的强度、延性等措施。隔震技术则是采用一种特殊措施来隔离地震对上部结构的影响,使建筑物在地震时只产生很小的振动,不致造成结构和设施的破坏,还能保证结构上重要设备的正常运行。本文采用设置叠层橡胶支座的措施对兰州某商住楼工程进行了隔震设计,检验了多层框架结构采用叠层橡胶支座后的隔震效果,提高了其抵抗超烈度地震的能力。
2 工程概况
房屋结构形式为框架结构,参数见表1。设防烈度为8度(0.30g),设计烈度为7度(0.15g)。场地类别为Ⅱ类二组建筑场地,场地特征周期Tg=0.4 s。房屋至发震断层距离大于10 km。
3 隔震方案和隔震支座
3.1 隔震方案
1)将隔震支座设置在1层楼面以下,使1层以上结构与基础隔开,以达到隔离地震能量、减小上部结构地震作用的目的。2)将长段与短段分开,两者之间设置隔震缝,柱边至柱边的净距离为50 cm。
3.2 隔震支座
1)隔震支座位置。a.隔震支座放置在基础墩上,其形心与基础墩截面形心重合。b.隔震支座顶面标高的确定原则:不同规格的隔震支座其顶面都设计在同一标高上。具体确定方法为:由一层地面的结构标高减去该层梁板中最大一根梁的高度,若一层地面的结构标高是-0.03 m,该层梁板中最大一根梁的高度为1.00 m,那么支座连接钢板的顶面标高即为-1.03 m。c.隔震支座底面标高的确定:由隔震支座连接钢板顶面标高减去两块连接钢板的厚度(20×2=40 mm),再减去支座的高度即为支座底面标高。
2)隔震支座的型号及数量。本工程是丙类建筑,根据《建筑抗震设计规范》,隔震支座平均压应力限值应不大于15.0 MPa,即可由上部结构按7度(0.15g)设防计算出每个支座处的轴力设计值,确定出每个支座的直径。隔震支座的型号及数量统计见表2。
3)隔震支座上部楼板设计。隔震支座上部楼板采用现浇板,以加强隔震层的整体性,其厚度为140 mm。
4)梁柱节点设计。为了保证隔震支座的安装,隔震支座上部梁柱节点的最小平面尺寸可取为:GZY400型:550 mm×550 mm;GZY500型:650 mm×650 mm。梁柱节点的高度至少应取隔震层最大一根梁的高度。梁柱节点处适当加强。
5)隔震支座的连接。隔震支座与基础墩和梁柱节点的连接见图1。
4 隔震分析与验算
根据《建筑抗震设计规范》的具体规定,按设防烈度8度(0.30g),采用时程分析法对结构的隔震与不隔震状态进行了对比分析及验算。
4.1 计算简图
1)楼层示意图见图2。2)时程分析计算简图见图3。
4.2 计算参数及地震波选用
1)计算参数。隔震层和上部结构计算参数列于表3～表6中。
2)计算用地震波。参照《建筑抗震设计规范》中关于选用计算用地震波的要求,在每一时程分析时都选用了三条地震波(两条天然波和一条人工波)。鉴于隔震小震、隔震大震、不隔震三种情况的结构基本周期不同,每栋建筑共选用了9条地震波。地震波加速度峰值取为:
多遇地震:110.0 cm/s2;罕遇地震:510.0 cm/s2。
在选择地震波时还考虑了所选地震波的地震影响线曲线在结构基本周期附近同《建筑抗震设计规范》中的地震影响线曲线比较靠近,可实现三条波的平均地震影响线曲线与规范地震影响线曲线有良好的统计意义相符。其中,EL-centro地震波的时程曲线见图4。
5 计算结果
1)结构周期。结构隔震与不隔震状态的基本周期见表7。从表7可知:隔震后结构的第一周期比不隔震动第一周期延长了很多。大震下结构的第一周期比小震下结构的第一周期大。
2)减震系数。减震系数与对应设计烈度见表8。
3)罕遇地震时隔震支座最大水平位移和最大剪力。计入扭转和偶然偏心后,支座的最大位移及最大剪力见表9,表10。
4)隔震前后各层最大层间剪力对比、最大层间位移对比。以下利用ANSYS分别对该建筑在EL-centro波、TAFT波与人工作用下的地震响应进行了时程分析。取用三条波结果的平均见表11～表18。
kN
kN
kN
由分析可知,该商住楼工程通过在基础墩上安放橡胶隔震座,有效降低了结构的地震作用,即在设防烈度8度(0.30g)地环境下,隔震后上部结构地震反应降低到7度(0.15g)反应水平隔震支座强度和罕遇地震下支座的水平位移也满足要求。
kN
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cm
cm
cm
6 结语
经分析研究表明,用橡胶隔震支座对多层框架结构进行隔震处理后,结构地震效应比未隔震时大幅减小,隔震效果突出;且大震下体系的控制效果较小震下体系的效果更为明显。用时程分析法对结构体系的隔震进行分析设计对类似工程有一定参考价值。
参考文献
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多层建筑的隔震技术 篇2
多层建筑基层以深基坑形式进行修筑，对其加固可保障整体结构的稳定性。国家最新出台的建筑工程管理条款中，将深度超过5米的基坑定义为深基坑。在挖掘过程中，由于支护结构是临时的，很容易出现边缘土壤流动，或者大面积坍塌，对施工安全要加强管理。
多层建筑修筑过程中对上部结构的强度以及抗震性能要求极高，基层进行加固处理后可通过优化结构来满足使用需求。现有的施工技术可做到多个结构同时进行，为工程节省了大量的时间，但对质量的要求并没有因此而降低。在广泛引用国外先进技术的同时，结合建筑区域的地理环境特点做出整改，可使结构得到优化，增强承载力的同时大幅度降低自重。多层建筑在设计阶段要保障上下部分的对称性，各承重结构相对独立，但互相之间又起到促进作用，使功能得到更完全的发挥。
其承重结构常使用的修筑材料为混凝土与钢筋，墙体下部结构应采取相应的加固措施，使建筑物在使用过程中会更具有稳定性。具体加固方案要根据建筑物的楼层进行设定，其高度大于等于6层时可采用条形基础进行加固处理。可将作用在墙体上的剪力均衡，并在内部形成与之抵消的应力，降低建筑物受到的损伤，可有效延长使用年限。
多层建筑地上结构施工技术的分析
1.斜爬模技术的研发和使用
多层建筑上层结构施工地点距离地面较高，传统的保护以及支护措施并不能满足多层施工的需求。斜爬模技术的应用有效解决了这一问题，可应用在承重墙体修筑中。传统结构的多层建筑外部结构纵向垂直，使用升降梯支撑架等器材便可完成施工任务。但随之城市建筑的发展，多层外部结构也丰富多样，纵向支护结构并不能满足其需求。斜爬模在搭建过程中要重点检查固定点是否牢固，避免出现松动现象。随着工程的开展，多层施工点也随之升高，对斜爬模进行升高时要将顶部的支撑结构扳回，避免对操作人员造成伤害。升降杠的上升高度不可超过50mm，若超出此范围会对承重性能造成影响。斜爬模顶面的高低落差不可超过100mm。在升降过程中可借助千斤顶等承重支撑设备，避免结构发生松散。
2.多层建筑施工收分整体提升钢平台技术的应用
多层建筑是分阶段性进行施工的，在对整体框架结构进行搭建时，通常会借助可收分整体提升平台。采用金属钢材料修筑的提升平台可承载更多的建筑物资，同时满足多种使用需求。以传统承载平台相比，其使用平面更为宽广，可在施工过程中完成升降，定位在需要的施工点。在建筑结构的中心部分安装固定点，选用质量较轻但强度可达到使用标准的钢板或来搭建此平台。起到防护作用的脚手架需安装在平台的下面。使用过程中借助升降设备将其移动至需要的楼层，在工程进展的不同阶段可能要将脚手架卸载，来进行墙面的修筑，此时可在承重剪力墙表层安装临时结构。
项目完成后要对各楼层临时安装的防护设备进行拆除，并对墙面开展复原处理，使之恢复原有的完整性。可收分整体提升设备的应用对多层建筑的发展起到促进作用，促进施工高效进展，最大限度的节省作业时间。
多层建筑的绿色施工技术的研究
城市建筑向绿色环保的方向发展，绿色施工技术的提出也使得多层建筑的使用性能得到提升。新型施工技术是未来建筑行业发展的主流方向，其作用效果同时表现在多个方面，解决了施工对环境造成的污染问题。
1.多层建筑施工的安全防护技术
安全问题一直是建筑施工中的重点讨论对象，传统施工方法中最常见的恶劣影响是高空坠落物体对人身安全的威胁。绿色施工技术中大量使用清洁材料，例如加气混凝土砌块。从自重角度分析，同等体积的新型砌块其重量要远远低于传统的红砖砌块，在制作过程中采用先进工艺，承载性能得到大幅度提升。由于其单位体积较大，在施工时可快速完成墙体的堆砌，为工程节省了大量时间。
2.多层建筑施工的环境保护技术
建筑施工过程中产生的噪声以及粉尘对城市环境污染严重，新型施工技术中针对此类现象做出了解决方案。噪音主要是在浆料振捣阶段产生，绿色施工技术对现场做出了隔离处理。在对混凝土浆料搅拌时会有粉尘出现，可对现场湿度进行控制，施工过程中产生的污水需要经过处理再进行排放，其中提炼的废弃物质在加工后可再次投入到生产加工中。
3.多层建筑施工的混凝土回收利用技术
因为在进行多层建筑施工的时，混凝土在运输过程中，经常会面临怎样穿越人行道或者使用中的楼层等问题。所以，我们根据这些问题设计了门架式泵管支架以及配套的回收利用截止阀，有效的解决了混凝土运输过程中，特殊泵管布置和泵管里面的余料进行回收的问题。在建筑现场的地面上，通过有效的交通协调，将人行道的一部分临时划归为非机动车道，把机动车道来进行泵车的布置，地面泵管使用门架式泵管跨越人行道，减少施工队交通带来的影响。
小结
多层建筑施工在整体的建筑施工中所占的比例越来越大，尤其是近些年来我国的工程建筑飞速发展的大背景下，多层建筑施工各个环节的技术问题，必然成为建筑工程中的重点问题。我们要想更好的完成多层建筑施工，必须要在实践中不断总结经验，吸取教训，完善多层施工中的应用技术。
建筑基础隔震技术浅析 篇3
所谓基础隔震, 是在建筑物的上部结构与基础顶面之间设置一层具有足够可靠性的隔震层, 使上部结构与基础分离, 阻隔地震波向上部结构的传播, 使输入结构的地震能量被隔震层的耗能元件吸收, 从而大大减少上部结构的地震反应, 以保证建筑物的安全。
1基础隔震技术与普通抗震技术的区别
传统抗震结构主要利用主体结构构件屈服后的塑性变形能和滞回耗能来耗散地震能量, 这使得这些区域的耗能性能变得特殊重要, 而一旦由于某些因素导致这些区域产生问题, 将严重影响到结构的抗震性能, 产生严重破坏, 由于破坏部位位于主要结构构件, 其修复是很难进行的。
由于传统抗震结构是以防止结构倒塌为目标, 其抗震性能在很大程度上依赖于结构 (构件) 的延性, 以往的许多研究也留意于提高结构 (构件) 的延性方面, 却忽略了对结构损伤程度的控制。传统抗震结构的耗能能力主要依赖于主体结构的延性。既要求主体结构强度高, 又要求延性好, 很难实现。
1.1 框架结构
许多研究者推荐强柱弱梁体系作为最合适的抗震框架体系。该体系可将地震输入能量分散在结构的许多部位耗散掉, 甚至可以控制塑性铰出现的顺序与部位, 延性对于使建筑物在罕遇地震中保存下来固然很重要, 但这些预期的塑性铰区在中等程度的地震中也会产生, 延性也同时应被看作是一种“破坏”。后期修复费用也很高。
1.2 剪力墙结构
剪力墙结构体系具有抗侧刚度大, 在水平地震作用下的侧移小, 其总的水平地震作用也大等特点, 常见的震害一般来说为墙面的斜向裂缝或是底部楼层的水平施工缝发生水平错动, 当底部屈服后, 剪力墙的抗侧作用就很小, 且剪力墙的耗能也基本集中与底部塑性铰区域, 上部墙体对抵御强震无显著作用。而且剪力墙要承担一定的竖向荷载, 因此底部的破坏也十分难修复。
1.3 框架-剪力墙结构
从抗震概念设计来说, 框架-剪力墙结构具有了多道抗震防线。有框架和墙体组成的抗震结构中, 框架的刚度小, 承担的地震作用力小, 而弹性极限变形值和延性却较小。整个结构在地震作用下, 墙体很快超过自身的较小弹性极限变形, 出现裂缝, 水平承载力下降, 此时框架尚未充分发挥自身的水平抗力;墙体开裂后, 框架承担的地震力增大, 同时由于结构刚度的变化, 地震作用效应也发生了变化。但无论是剪力墙还是框架, 都是主体结构的一部分, 损伤坏后的修复工作都是比较困难的, 而且花费也不小。
而基础隔震技术是通过高新技术产品——建筑隔震橡胶支座, 将上部建筑结构与下部地基结构隔离, 由于建筑隔震橡胶支座中的隔震层刚度小, 柔性强, 当地震发生时隔震层将发挥“隔”的作用, 代替上部结构承受地震强烈的位移动力, 以此来隔离或耗散地震的能量, 避免或减少地震能量向上部结构传输, 此时, 由于隔震层的作用, 延长结构的周期并给予较大的阻尼, 使上部建筑结构的反应相当于不隔震情况下的1/4～1/8, 近似平动, 从而“隔离”了地震的作用。
传统的建筑抗震技术主要特点是“抗”:上部建筑的基础与地基牢固的联结在一起, 由于地震作用, 引起上部建筑结构一起发生运动, 此时上部结构就像电路上的放大器, 对地面运动的作用力进行惯性放大作用, 所以上部建筑结构要承受比地面还要大的地震作用破坏力, 当建筑材料超过极限承载能力后, 建筑物就会发生破坏、坍塌等地震灾害现象。
从以上对比可以看出, 基础隔震技术已经从“抗”到“隔”, 突破了人们的传统设计观念, 形成了中国抗震技术史上的一次重大革命。
2隔震技术的类型及优点
目前建筑隔震技术主要有以下几种:
2.1 基础隔震
(1) 夹层橡胶垫隔震装置。
用于隔震装置的橡胶垫块, 可用天然橡胶, 也可用人工合成橡胶 (氯丁胶) 。为提高垫块的垂直承载力和竖向刚度, 橡胶垫块一般由橡胶片与薄铜板叠合而成。
(2) 铅芯橡胶支座。
这样就使支座具有足够的初始刚度, 在风荷载和制动力等常见载荷作用下保持具有足够的刚度, 以满足正常使用要求, 但强地震发生时, 装置柔性滑动, 体系进入消能状态。
(3) 滚珠 (或滚轴) 隔震。
有自复位能力的;有加铜拉杆风稳定装置;横向油压千斤顶位的。另外, 还有加消能装置的, 消能装置有软消能杆件, 铅挤压消能器, 油阻尼器, 光阻尼器等。
(4) 摇晃支座隔震。
同原理还有踏步式隔震制作, 用于细高的结构物, 如烟囟、桥墩、柜体筒体建筑物等。
(5) 滑动支座隔震。
上部结构与基础之间设置相互滑动的滑板。风载、制动力或小震时, 静摩擦力使结构固结于基础上;大震时;结构水平滑动, 减小地震作用, 并以其摩擦阻尼消耗地震能源。
2.2 悬挂隔震
悬挂隔震是将结构的全部或大部分质量悬挂起来, 是地震动传递不到主体质量上, 产生较小的惯性力, 从而起到隔震作用。悬挂结构在桥梁、火电厂锅炉架等方面有大量应用。
悬挂结构悬杆受力较大, 须采用高强钢, 而高强钢忍性差, 在竖向地震作用时易拉断。为减小竖向地震作用, 可在吊点设减震弹簧, 并配合使用阻尼器。
隔震体系的优点在于能够明显有效地减轻结构的地震反应。从振动台地震模仿试验结果及美国, 日本建造的隔震结构在地震中的强震记录得知, 隔振体系的结构加速度反应只相称于传统结构 (基础固定) 加速度反应的1/3～1/10。这种减震效果是一般传统抗震结构所望尘莫及的。从而能非常有效地保护结构物或内部设备在强地震冲击下免遭任何毁坏。在地面剧烈震动时, 上部结构仍能处于正常的弹性工作状态。这既适用于一般民用建筑结构, 确保居民在强地震中的绝对安全, 也适用于某些重要结构物和重要设备。抗震涉及的对象从考虑整个结构物的复杂的不明确的抗震措施转变为只考虑隔震装置, 简单明了。结构物本身与一般非地震区的做法无疑, 设计施工大大简化。地震后, 也只需对隔震装置进行必要的检查更换。而无需考虑建筑结构物本身的修复, 地震后可很快恢复正常生活或生产, 这带来极明显的社会效益和经济效益。
3隔震技术的原理
隔震技术是指在基础 (或底部柱顶) 和结构底部之间设置水平刚度相对很小的隔震装置, 与一般常规多层结构相比, 它具有以下几个特点:
(1) 隔震结构的基本周期比常规多层结构的基本周期明显延长, 因此地震作用大为减小;
(2) 上部结构在地震作用下的振动近似为“整体平动”, 而常规结构地震作用下的振动一般为自下而上的“放大摆动”;
(3) 隔震结构可以根据要求提供比常规结构高得多的阻尼值, 以大量消耗结构振动能量。
(4) 隔震结构的隔震特性。隔震装置具有可变的水平刚度特性, 在强风或微小地震时, 具有足够的水平刚度, 上部结构水平位移极小, 不影响使用要求;在中强地震发生时, 其水平刚度较小, 上部结构水平滑动, 使“刚性”的抗震结构体系变为“柔性”的隔震结构体系, 其自振周期大大延长, 远离了上部结构的自振周期和场地特征周期, 从而把地面震动有效地隔开, 明显地降低了上部结构的地震反应。
4建筑隔震技术的现状及应用
建筑隔震技术从结构体系到科学思想是对现行抗震技术的发展与突破, 隔震技术的应用使得建筑在遭遇地震时不倒塌成为可能。基础隔震是在建筑物与基础之间设置柔性隔震系统, 把建筑物与基础隔开。由于隔震系统很“柔”, 使80%以上的地震能量很难传入上部建筑, 地震时地动而房不动, 提高了抗震能力。从而有效地保护建筑物。
1970年新西兰率先开发出可靠、实用的橡胶隔震支座, 大大推动了建筑隔震技术的发展。橡胶隔震技术目前已成为世界上使用最广泛的建筑隔震高新技术。建筑隔震橡胶支座就表现出了它出色的隔震性能。例如, 1995年1月17日, 日本阪神地区发生里氏7.2级地震, 造成了令人震惊的惨重损失。在这次地震中, 距离震中35公里的邮政大楼采用的基础隔震技术发挥了很好的隔震减震效果, 其所处场地的地震危害程度达到了震度7度 (相当于我国地震烈度的9°～10°) , 地震中及地震后, 整幢大楼一切照常运转。与此例相似, 1994年1月, 美国洛杉矶北岭的地震中, 采用基础隔震技术的南加利福尼大学校立医院表现同样出色, 震后不仅不影响营业, 还在震后救灾中发挥了出色的救援作用。基础隔震技术至今被国内许多建筑采用, 同时建筑隔震支座被编入抗震设计规范中。汶川地震中, 甘肃武都县3栋6层民用住宅使用了隔震技术, 地震后完好无损, 而附近建筑物普遍墙体开裂, 物品翻到。上述例子说明隔震建筑具有非常好的抗震性能。
目前, 世界上有许多国家在开展基础隔震技术的研究, 这项技术已被应用在桥梁、建筑, 甚至是核设施上。我国已建造了1 000余栋的叠层橡胶垫隔震楼房, 已 (在应用面积上) 超过日本。
中国的抗震方针是:“小震不坏, 中震可修, 大震不倒。”所以现在修建的房子是允许地震破坏的, 例如:保险公司基本上不对建筑物投保地震险。中国实行的是“不保财产”的基本政策。地震现状是:高危险的, 不设防的!“提高建筑物安全储备”这个命题仍将会是长期的基本国策。
5结语
四川汶川地震灾难波及面之广, 破坏力之大, 伤亡之惨重, 震惊了世界人民。人类曾经的荣耀与未来的保障, 莫不在于对生命孜孜以求的护卫, 无论是向现代文明国家的进步, 还是对未来自然灾害的防卫, 归根结底, 都是源于对人生命与幸福的呵护, 面对具有如此巨大破坏力的地震灾害, 我们真的就束手无策、任其祸害吗?其实不然, 在5.12汶川地震发生后, 北京一著名建筑设计大师在做客中央之声节目时曾指出:“我国现在的防震技术已经达到世界水平, 只要采用先进的防震设计, 像5.12汶川这样的地震所产生的后果是完全可以减轻的。然而, 面对灾难, 我们不能一味地只作假设, 现在全国的建筑中采用建筑隔震技术的仍是少之又少, 希望经过这次沉重的教训, 以后在建筑设计中尤其是生命线工程设计中多多采用建筑隔震技术, 不再重演5.12这痛苦的历史。
摘要：地震是一种危害性极大的随机性自然灾害, 会给人类带来巨大的灾难。人们在与其长期地抗争过程中, 不断地总结经验, 寻求着更好的抗震防灾措施。其中, 基础隔震是结构被动控制中最重要的一项内容。
关键词：建筑基础,橡胶支座,隔震,基础隔震技术
参考文献
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浅谈多层住宅建筑给排水施工技术 篇4
[关键词]多层住宅；给水管材；管道敷设
多层住宅因其配套设施简单，造价低，物业管理方便等特点，深受广大群众的欢迎，为了满足住户舒适、美观的要求，在设计工作中要综合考虑各方面的因素，完善施工技术，为住户营造一个美观实用的居住环境。
一、给水管材选用
芯层发泡UPVC管道和UPVC螺旋管则能明显降低噪音，市场上也新出现了一种超级静音排水管则假如了特殊吸音材料，噪音低于排水铸铁管，在室内排水设计中，可以考虑使用超级静音排水管，要尽量使排水立管远离卧室和客厅，以减少对居民用户的噪音污染。超级静音塑料管道安装时还要注意搬运和安装管道时应避免碰撞到尖锐物体，以防管道破损。管道安装过程中，应防止油漆等有机污染物与管材、管件接触。安装中断或完毕的敞口处，一定要临时封闭好以免杂物进入。
二、管道敷设
（一）给排水立管的敷设
1.立管安装在厨房、卫生间的墙角处。在以往的住宅设计中较多采用这种施工方便的敷设方式，但明露管道有碍居室美观，所以在二次装修时需要用轻质材料隐藏。管道明装在室内时，应注意要不影响厨房、卫生间各卫生设备功能的使用。
2.立管装在建筑物外墙阴角处，要尽量避免管道全天暴露在阳光直射下，导致管道爆裂。管道如果在外墙敷设，会影响建筑美观，不便于维修。
3.敷设在管道井内。这种方式使居室洁净美观，但管道井占用了卫生间的面积，且管道施工、维修都比较困难。卫生间设立集中管道井，把给水管、排水管都集中在管道井里布置，这是小康住宅厨房、卫生间居住文明的重要体现。在中高档的商品房建筑方案设计时应考虑卫生间管道井的设置，这样既可以提高卫生间的使用质量，又可解决硬聚氯乙烯排水管水流噪声大的问题，提高居室的环境质量水平。
4.在实际应用中经常遇到排水立管无法穿越楼层伸出屋面的情况，此时只能加大排水管径以增加排水能力，因为排水效果不理想，容易形成负压进而破坏水封，若在立管顶部设置吸气阀即可解决，吸气阀在负压时即会自动开启吸气，正压时关闭，使臭气无法逸进室内。
（二）给水支管敷设
住宅给水支管管径一般de≤32mm，小管径的塑料给水管，呈弯曲状态，故住宅给水支管提介采用暗设。给水支管暗设的方式有：
1.暗设在砖墙里。施工时在砖墙面开管槽，管槽宽度为管子外径de+20mm，深度为管子外径de，管道直接嵌入管槽，并用管卡将子固定在管槽内。
2.小管径给水支管de≤20mm，可暗设在楼（地）面找平层里。施工时在楼（地）板面上开管槽，槽宽为de+10mm，深为1/2de，管道半嵌入管槽里，并用管卡将管子固定在管槽内。
3.墙体内埋水管，要做到合理布局；槽内抹灰圆滑，然后在凹槽内刷防水涂料，提倡水管凹槽做防水；管道施工完毕，应由土建统一抹灰，并在墙体上统一用红油漆或水泥浆把管道走向在墙体上标记清晰。
（三）排水支管敷设
住宅室内排水横支管应敷设在本层套内，这样排水横管渗透时可避免污水进入邻户，管道维修时也不会影响到邻户的正常生活。即使管道有安装和使用问题，也可以很轻易地在本层户内解决。
三、卫生间器具布置
目前无论经济适用房还是中高档商品房，其卫生间均可设计成无外窗（或高窗）的内室（卫生间）和外室（洗涤间），面积宜为6平方米以上，内外室用不通顶的毛玻璃推拉门隔开，便于通风，外室中设置洗脸盆和洗衣机的预留位置，内室中设有浴盆（或淋浴器）、大便器和拖布池，经济适用房可不设浴盆仅在内室一角设置淋浴器其下设置集水池内置排水栓集水池可砌300mm高，面积以1人使用为宜平時可作为室内拖布池使用；中高档商品房可在内室便于管路敷设处设置尺寸适中的拖布池。
四、水表户外设置问题
水表设在户内不但增大了抄表的工作量而且使住宅的安全性和私密性大大降低，随着电表热表的相继出户，住宅的分户水表或分户水表的数字显示也宜设在户外，多层住宅水表户外设置主要有以下两种形式：（1）把普通水表（含热水表）换成远传水表由1根信号线连接水表与数据采集机再传至智能管理（微机）处，它的优点在于节省大量人力抄表数据准确，缺点是造价高，在物业管理完善的中高档商品房住宅小区可采用远传水表，它是今后水表应用发展的方向。（2）对于大多数住宅可将普通水表设在户外管道井内，水表集中设置（水表组）在底层，各层住户给水支管在管道井内敷设，也可在建筑物阴角处沿外墙敷设；这种方式增加给水支管敷设长度、管道沿外墙敷设影响建筑物美观，但工程造价低。水表出户布置的方式选择，须结合住宅厨房、卫生间平面布置特点和开发商的具体要求
五、空调冷凝水排放问题
空调在现代商品房中被广泛应用，若无组织地排放空调凝结水容易引起上下楼层居民纠纷。建筑给排水设计时应充分考虑多数住户的生活习惯，预留空调板并设计凝结水排水管，可在预留空调外机位置旁设置冷凝水排水管，排水管应设专用管道并散流至附近雨水口，不宜直接接入雨水井。排水立管选用PVC-U排水管de40，在每层空调机高度预留排水三通，便于空调机排水软管直接接入。
六、家用热水器的设置
住宅设计时应预留安装热水供应设施的位置，或设置热水供应设施。所以在没有集中热水供应的住宅，应考虑家用热水器的安装位置及冷热水管道布置。家用热水器一般有燃气电太阳能等3种，燃气热水器和电热水器一般安装在厨房或卫生间内，在建筑给排水设计时应预留出热水器的安装位置和冷热水管道的接口，便于用户装修时自行安装，太阳能热水器使用简便安全，无须燃料及电力，运行费用低，使用寿命长，无污染，很受广大用户的欢迎，近几年来有不少住宅小区竣工后没有集中热水供应，用户自行安装了太阳能热水器，安装时只能将冷热水管道敷设在卫生间通风道内，这样既增加住户安装时的难度，增加管线投资又影响卫生间的通风与排湿，太阳能热水器一般安装在屋顶上，这样就需要在卫生间与屋面热水器之间设置冷热水管道，住宅给排水设计时需要先征求开发商的意见，是否设计太阳能热水器，根据情况再确定冷热水管道的预留安装位置，太阳能热水器的冷热水管道可敷设在管道井内，不设管道井的住宅可在卫生间靠近淋浴器的墙角增设1根d110的UPVC排水管作为太阳能热水器管道的套管，在每户卫生间距地面1 m处设1个d11075的三通，作为冷热水管的接入口。
七、结语
建筑基础隔震加固技术分析 篇5
既有建筑物的基础隔震加固技术可以分为两类:一类是对原位建筑的基础隔震加固技术。另一类是结合建筑物整体移位的基础隔震加固技术。对既有建筑物采用基础隔震技术进行加固, 可以产生巨大的经济效益和社会效益。其优点之一是不影响建筑物二层及二层以上用 (住) 户的正常使用。因为基础隔震加固技术的实施, 只需要在建筑物的底层为其提供施工操作的空间, 而采用传统的抗震加固改造技术, 均需要对整个建筑结构进行“手术”, 使得建筑物内部的器械、设备以及生活用品需要移出建筑物或停止使用, 极大地影响到正常生产生活活动。特别是有些装修高档的建筑物, 抗震加固必须将其装饰进行拆除而产生很大浪费, 而隔震加固技术则完全可以避免这种不必要的浪费。另外在建筑物的整体移位工程中, 可以采用像滚轴隔震、滑移隔震以及滚轴和橡胶垫混合隔震等技术, 在建筑物移位到指定位置后不把滚轴取出, 而是把建筑物移位时用的滚轴作为滚轴隔震的隔震元件, 在采取一定的复位、限位措施后, 即可完成对其隔震加固改造, 既可以提高上部结构的抗震性能, 也可以缩短施工工期。基础隔震加固技术对古建筑物加固保护尤为适用。目前, 隔震技术的发展已经进入推广使用阶段, 国内外的隔震房屋已越来越多, 我国的《建筑抗震设计规范》 (GB50011-2001) 也已经将隔震和消能减震设计纳入其中。
2 基础隔震结构的种类及技术要求
2.1 基础隔震的种类
基础隔震体系按隔震机理的不同划分, 目前主要有:叠层橡胶垫隔震体系、摩擦滑移隔震体系、滚轴或滚珠摩擦隔震体系、摩擦滚摆式支座隔震、组合隔震体系等。
2.2 隔震建筑的设计原则
在隔震结构的设计中, 应通过对结构的整体特性, 结构布置, 结构刚度的分布等的合理设置, 控制结构地震发生时的反应性能, 达到减小地震反应的目的, 一般需要遵循以下原则:
(1) 在隔震建筑的设防目标一般应高于传统建筑。合理设计的隔震建筑一般均可达到“小震不坏, 中震不坏或轻微破坏, 大震不丧失使用功能”的设防目标。
(2) 隔震建筑结构的体型基本规则。应控制隔震支座的布置及结构的刚度使其分布均匀, 尽量使结构刚度中心与上部结构的质量中心的偏移小一些, 这样做可以保证结构不因太大的扭转作用而发生意外破坏。
(3) 基础隔震技术对低层多层建筑为适合, 隔震建筑的房屋高度和层数应符合有关设计技术规范中的相应规定。
(4) 由于建筑隔震技术的特点, 隔震建筑一般更适合Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类建筑物场地, 并且在结构设计中选用刚性较好的基础类型, 以保证隔震层的稳定性和在地震中运动的一致性。
(5) 一般来说, 隔震建筑隔震层的抗拉能力比较薄弱, 根据剪切型结构的特点, 为了保证隔震结构的稳定性, 确保隔震结构的抗倾覆能力及地震时有效防止上部结构与隔震层之间的脱离, 应对隔震结构的高宽比加以控制, 隔震结构的高宽比应满足下表的要求, 当高宽比不满足要求时, 应进行罕遇地震下的抗倾覆验算。
2.3 隔震结构的构造要求
隔震层的布置原则:隔震层由隔震支座、阻尼装置和抗风装置组成, 阻尼装置和抗风装置与隔震支座可以合为一体, 也可以单独设置, 必要时可以设置限位装置;隔震层的刚度中心宜与上部结构的质量中心重合;隔震支座的平面布置宜与上部结构竖向受力构件的平面位置相对应, 隔震支座的底平面一般宜布置在相同标高位置上, 必要时也可以布置在不同的标高位置上;同一房屋选用多种规格型号的隔震支座时, 应注意规格型号尽量统一, 并注意充分发挥每个隔震支座的承载力和水平变形能力;同一支撑处选用多个隔震支座时隔震支座之间的净距应大于安装和更换时所需的空间尺寸;设置在隔震层的抗风装置宜对称、分散地布置在建筑物的周围;抗震墙下隔震支座的间距不宜大于2.0 m。
基础隔震建筑的上部结构及隔震层部件必须和周围的固定物脱开, 如图2所示, 图中上部结构与水平方向固定物的脱开距离h1不小于隔震层在罕遇地震作用下最大位移的1.2倍且不小于20 mm, h2不小于隔震支座中橡胶总厚度的1/25加上10 mm且不小于15 mm。
2.4 既有建筑物隔震加固技术应用需要解决的问题
根据基础隔震结构的特点, 在进行建筑物整体移位基础隔震加固和原位建筑的础基隔震加固改造时, 必须解决以下几个关键问题:
(1) 上部结构需具有一定的刚度, 主要是上部结构切割脱离基础后, 要采取措施增强切割面的水平刚度。
(2) 有可供基础隔震加固施工时的施工空间和隔震构件的安装空间。
(3) 基础隔震构件的植入施工技术及与原结构的连接质量保障措施。
(4) 考虑既有建筑物隔震加固改造特点的隔震结构设计方法。
3 在建筑物整体移位及加固改造工程中采用基础隔震加固的施工技术措施
3.1 增强隔震结构底部水平刚度的技术措施
在建筑物整体移位工程中, 沿建筑物纵横向布置的托换加固体系在水平切割面处具有较大的水平刚度, 一般均可满足隔震层对水平刚度的要求。对结构刚度较小的框架结构, 通常也是结合移位结构托换加固体系设计, 在切割面顶部布置水平托换加固底盘, 该底盘在移位施工中起到托换加固和承受移动外力的作用, 在隔震加固后起到增强隔震结构水平刚度的作用, 采用支撑式托换加固底盘, 也可以为隔震装置安装及使用期内检修维护提供操作空间。
3.2 既有建筑物隔震加固工程中隔震支座的布置
常用叠层橡胶隔震支座的外径一般从200 mm到1 200 mm不等, 高度从100 mm到550 m。安装隔震支座时, 必须充分考虑既有建筑物的施工特点, 可以在柱下面对称布置隔震支座, 用两个或四个小型的隔震支座并联, 代替单个大型号隔震支座, 使隔震支座的几何中心线与上部结构柱的中心线重合, 既可以满足隔震结构的需要, 又可以降低施工难度。基础隔震支座布置示意图如图3所示在既有建筑物基础隔震加固工程中, 必须考虑既有上部结构已经存在的特点, 结合托换加固体系施工预埋上连接板的预埋件, 可以考虑如下两种隔震支座钢板连接施工方法:机械连接和焊接。
4 建筑物整体位移工程中基础隔震支座施工步骤
基础隔震构件在建筑整物体移位工程中的施工过程。第一步:按新建隔震结构的要求设计和施工新基础、上轨道梁和托换加固底盘, 在浇注新建基础和托换加固底盘时, 预埋连接隔震支座的上下予埋钢板, 并在移动时注意对钢板施加保护措施, 不能让其变形、松动或脱落。第二步:建筑物移位到设计位置后, 经校正上下预埋板和隔震支座, 采用机械连接或焊接的方法安装隔震支座。第三步:对隔震支座采取保护性构造措施 (如防火防锈等) , 抽掉滚轴, 完成移位和隔震改造。
5 基础隔震支座在原位建筑隔震加固改造工程中的施工技术
隔震础隔震技术应用在原位建筑物加固工程中, 关键仍是柱墙托换技术的实施, 隔震支座布置形式和建筑物移位工程相似, 但隔震支座的安装更接近新建的基础隔震工程, 施工难度相比移位工程也容易一些。基础隔震建筑物可分为三部分, 即上部结构、隔震体系 (包括隔震支座、回复装置、阻尼器等) 和下部基础, 上部结构通过隔震层与下部基础相连。既有建筑物的上部结构和基础一般都是刚性连接在一起的, 因此在进行隔震加固改造时, 必须切断上部结构和基础的连接, 并采取措施增加上部结构切割面的水平刚度, 以满足隔震体系对上部结构水平刚度要求。
5.1 柱的隔震加固改造
对柱进行隔震加固改造, 一般先要对已经开挖暴露的基础柱按照隔震计算及构造要求进行加固, 可采用加大截面法对原有基础进行加固, 还要增加保证上部结构水平刚度的钢筋混凝土托换加固底盘。具体施工步骤如下:柱隔震加固施工过程第一步:按隔震结构设计及构造要求加固原建筑柱基础。第二步:按照新建隔震结构的技术要求安装基础隔震支座, 浇注增加上部结构刚度的托换加固底盘。第三步:切断原结构柱和基础的连接, 完成隔震托换, 并采取必要的构造措施, 即可完成柱的隔震加固改造。
5.2 剪力墙的隔震加固改造
对剪力墙进行隔震加固改造, 一般可按施工步骤进行:第一步:对剪力墙基础按隔震结构的受力要求进行加固, 增加适合梁柱受力体系的基础柱, 浇注下支撑梁, 预埋隔震支座的下连接钢板预埋件。施工时要注意新旧混凝土结合面的处理, 使后浇混凝土和原混凝土结合成一个完整的受力体, 然后在混凝土剪力墙上开凿出能够满足安装隔震支座和基础隔震支座正常工作空间的洞口。第二步:按新建隔震建筑中隔震支座的施工方法, 安装基础隔震支座。第三步:浇注上支撑梁和托换底盘, 待混凝土达到设计强度时, 切断原混凝土剪力墙和基础的联系, 保证整个上部结构能在地震发生时可以在水平方向上自由移动, 并采取必要的构造保护措施 (对隔震支座的保护以及管线的改造等) , 即可完成对混凝土剪力墙的隔震加固改造。
6 结束语
在实际工程中, 建筑物的移位加固改造和既有建筑物的隔震加固改造因具体建筑物的情况不同而具有很大的变异性, 很难提出通用的施工方法和技术措施, 在实际应用时可以参照上述施工步骤进行有针对性的专项设计, 保证既有建筑物隔震加固改造工程的安全和有效。在建筑物整体移位和既有建筑物加固改造工程中应用基础隔震技术, 目前还是隔震技术应用的新领域, 还存在许许多多技术难题需要进行研究, 但其所具有的隔震效果和技术优点已经引起众多结构工程界学者的重视。
摘要：既有建筑物的基础隔震加固技术是根据基础隔震原理, 对既有建筑物进行抗震加固, 其思路充分利用已有建筑物上部结构抗震能力的基础上, 根据既有建筑物的特点, 在建筑物的下部插入隔震装置 (如隔震支座、阻尼器、限位装置以及回复装置) , 从而隔离、耗散、吸收输入上部结构的地震能量, 实现提高既有结构抗震能力的目标, 本文对此进行了分析。
建隔震层建筑结构设计的技术要点 篇6
1.1 传统建筑的结构概念
传统建筑常用的结构材料为钢材、混凝土、木材等, 设计足够的强度和韧性用以抵抗地震所带来的破坏力, 这虽然可以消除大部分地震的破坏能量, 但是当地震能量强度大到一定程度的时候, 仍会对非结构构件的墙, 甚至是结构体造成破坏。
1.2 隔震建筑的概念
隔震和消能是提高建筑物体耐震抗震的两大途径。消能是利用形变或是可破坏的斜撑杆或是可恢复的阻尼器, 将建筑物的震动周期拉长, 阻尼比增加, 最后达到提高建筑物抗震能力的目的。但是消能的方式并不能很好的解决因地震造成的建筑物楼层间变位造成的墙面破裂、斜撑破坏等问题。而隔震是利用隔震器将地震时所产生的建筑物摆动转换成建筑物对地面的横向位移, 地震的能力由隔振器吸收。这样的隔震建筑很大程度的降低了因地震给建筑物带来的扭曲、弯曲变形, 降低建筑物摇摆度, 从而降低了地震对建筑物构造和设备的破坏。隔震结构就是利用这样的原理, 在建筑物基础结构和上部结构之间设置带有阻尼器和隔震支座等隔震装置的隔震层。
1.3 隔震结构的性能和效果
美国北岭地震 (1994) 中的南加利福尼亚大学医院, 兵库县南部地震 (1995) 中的WEST大楼等隔震结构的强震观测记录, 证实了地震时上部结构产生的水平加速度在地表加速度的1/3以下。传统结构中上部结构的加速度反应是地表加速度的2-3倍, 因此隔震建筑内部的摇晃程度与传统的建筑相比, 大约要小一个数量级。隔震建筑上部结构产生的竖向地震动同一般建筑物一样有若干增幅, 但水平地震反应变得很小, 极大地增强了建筑物内部的安全性。
2 隔震装置的基本组成
2.1 隔震支座
隔震支座是隔震结构的主要构件, 一般使用叠层橡胶支座。叠层橡胶支座是橡胶和钢板如三明治状交互叠置在一起。因为橡胶的弹性模量很小, 近似具有非比缩性, 把橡胶做成薄层, 用钢板来约束轴向压力产生的横向膨胀, 则轴向的变形减小, 并又会产生很强的抗压能力。叠层橡胶支座若受到水平方向的作用力, 会根据自身的弹件模量变形 (表面的剪切变形) 。这样就形成了一种竖向坚固、水平柔软的支座。叠层橡胶支座的支承性能, 尤其是在承受荷载状态下的水平变形能力很重要。为了确保水平变形能力, 可以增加橡胶的层数, 即加厚橡胶层, 但是, 竖向的支承力 (屈服荷载) 会降低, 水平刚度的轴力相关性会变大。也就是说可以通过选择不同的形状, 制作出各种具有不同特性的叠层橡胶支座。在选择支座形状时, 对第1形状系数和第2形状系数的分析研究是很重要的。特别是第2形状系数对叠层橡胶支座的稳定性有很大的影响, 选择时必须加以注意。
第1形状系数:单层橡胶受钢板约束的面积与自由表面积之比, 与竖向刚度和稳定性有关。
第2形状系数:橡胶直径与橡胶层总厚度之比, 与承载能力、水平刚度有关。
2.2 阻尼器
对于隔震结构来说, 要防止隔震支座过度变形, 并吸收能量, 阻尼器是必不可少的。阻尼器可分为滞回阻尼型和粘性阻尼型两类, 滞回阻尼型是利用钢、铅等金属的塑性变形能量和库仑摩接力能量, 粘性阻尼型则是利用泊、粘性流体和粘弹性体的粘性。它们各有优缺点, 设计者必须根据需要的阻尼力、最大允许变形量、环境温度、建筑用途等设计条件进行评估和选择。另外, 为了增大扭转刚度, 要尽可能将阻尼器配置在隔震层的外周。此外, 在使用隔震支座延长建筑周期的同时, 为减小剪力反应, 要设定适当的阻尼量。根据能量守恒的反应预测法, 可以计算比具有完全弹塑性型恢复力特性的阻尼器的最佳屈服力系数 (阻尼器群的屈服力上部结构的全部重量) 。即无论阻尼器的阻尼量过大或过小, 隔震层的剪力反应系数都有增大的倾向。
3 规划与设计上的注意事项
3.1 基本规划与结构设计
隔震建筑结构的设计要明确与非隔震建筑的结构区别, 在充分理解的基础上, 才能对建筑物的隔震层结构进行规划和设计。建筑物的隔震结构是通过隔震层来吸收大部分的地震输入能量, 因隔震层会产生较大的位移, 因此无论是在建筑规划还是设备规划或是施工规划等诸多方面, 都应充分考虑到这种特殊性。隔震层建筑结构设计的规划重点是隔震层性能。而影响隔震层性能的两大因素是阻尼器和隔震支架。隔震层的刚度和阻尼等特性取决于建筑物的目标性能。建筑物是优先考虑居住性能, 以人身安全为首要目的, 还是以维持维护建筑物内的物品功能为优先选择。不同的目的会影响隔震层性能的倾向。要使分析预测得到的建筑物地震时的反应, 能够与各建筑所要求的性能相吻合, 设计者必须要将要求性能设定为抗震目标性能, 抗震目标性能的设定也就是针对外力作用的基本设计。因此, 设定时要充分考虑到基准和标准。
3.2 目标性能与安全界限
隔震层的动力学特性主导着隔震建筑的地震反应, 所以说隔震装置 (隔震支座、阻尼器) 的设计决定了结构的抗震性能并不为过。设计者应该认识到这一点, 尽可能多对隔震装置这种主要构件进行调查研究, 在此基础上进行性能评估。
3.3 隔震层水平相对位移的考虑
隔震建筑遭遇地震时, 上部结构和下部结构之间大约会发生数十厘米左右的相对位移。为了不阻碍约束相对位移, 并避免位移造成的损伤, 必须确保走廊、过道等上部结构与地基相连的部分具有充足的间隔。电梯和基础的关系、上部结构到隔震层的楼梯邢分也是一样。隔震建筑在与非隔震建筑相连时, 相连部分也要遵照这一点采取措施。在发生相对位移的两部分之间设置扶手、栅栏、楼梯时, 必须采用柔性接头解决。但是, 对发生频率极低的大地震, 考虑这些构件受损的设计也是允许的。不要在发生相对位移的部分放置物品阻碍相对位移, 要采取相应的措施避免因错误的物品摆放造成的不良后果。
3.4 隔震层竖向相对位移的考虑
大多数使用的叠层橡胶支座的竖向刚度较大。即使如此, 大地震时水平变形增大后, 竖向也会产生若干变形。即使考虑到所有的影响, 根据以前的试验数据, 变形也只有几毫米的程度。另外, 必须考虑相当于使用年限的徐变引起的变形。此外还要考虑温度变化引起的伸缩。一般而言, 考虑到施工误差, 竖向间隔最好确保有几厘米的富余。
3.5 建筑方面针对隔震装置的考虑
设置隔震装置时, 必须考虑长期发挥其功能。橡胶遇直射日光、紫外线会加速老化, 钢材遇到雨水、露水等会生锈, 因此设置时要避免以上情况。另外, 使用滑板支座的装置, 需要采取保护措施使滑动面不沾染砂伞。除此之外, 若担心会受到海风以及亚硫酸气体等侵害时, 需要采取必要的保护措施。隔震装置周围必须留有充足的间隔, 确保地震时装置的变形不受建筑物或设备管线的阻碍。最后, 根据装置的形式和安装方法, 要有一定的检查修补和更换的空间
参考文献
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基础隔震支座在多层框架中的运用 篇7
关键词：基础隔震,橡胶隔震支座,时程分析,支座选型
1 概述
我国地处环太平洋地震带及亚欧地震带的交汇地区, 地震频繁, 地震灾害严重。自从新中国成立, 已经历了邢台地震、通海地震、海城地震、唐山地震、汶川地震、玉树地震等多次强震作用。固然这些地震给我国带来重大的经济损失, 给人民群众的生产生活带来了巨大的破坏, 但通过这几次地震, 我国的广大科研技术人员及工程技术人员对地震的认识程度, 对防震减灾工作的重视程度均日渐增强, 抗震理论及指导设计的规范也不断完善。于此同时减小地震灾害的新技术也孕育而生, 隔震便属其中之一。国内目前运用最广泛的建筑隔震技术是橡胶隔震支座。
2 橡胶隔震支座的分类及基本原理
在橡胶隔震支座中, 主要分为普通橡胶隔震支座, 铅芯橡胶隔震支座和高阻尼橡胶隔震支座。普通橡胶隔震支座由橡胶板与钢板分层交替叠合整体硫化而成, 在建筑结构中运用的主要为圆柱形。橡胶层与钢板层紧密结合确保了钢板对橡胶层的变形约束, 使得整体支座有较高的纵向受压承载能力和水平变形能力。铅芯橡胶隔震支座则是在普通橡胶隔震支座的中心区域压入了铅芯, 使得其较普通橡胶隔震支座有更高的阻尼, 可有效控制上部结构的位移。
3 基础隔震
采用橡胶隔震支座的隔震体系通过设置隔震层, 将传统结构分为上部结构、隔震层和下部结构三部分。当地震作用时, 隔震层中的隔震装置吸收并消耗主要地震能量后, 仅有少部分能量传到上部结构, 使得上部结构在罕遇地震作用时仍处于弹性状态或保持在弹塑形变形状态的初期。一般来说基础隔震结构是把隔震层设于整体结构与基础之间, 而把隔震层设置于上部结构特定层的柱间称之为层间隔震。本文主要探讨基础隔震, 这也是目前在我国房屋建筑中运用最广泛, 技术最成熟的体系。
3.1 具有橡胶隔震支座的基础隔震体系的工作原理
隔震与传统的抗震设计出发点不同。传统的抗震设计, 通过结构中各构件自身的刚度及部分构件的开裂抵御吸收地震能量, 因此在设计中如发现整体结构的刚度不足时, 往往采用加大截面, 进而增加结构及构件的刚度的方式解决, 重点在于“抗”。这是一种成熟的有效的设计方式。然而增大构件的截面, 增加结构自身的刚度, 实际上构件及结构同时也承受了更多的地震作用, 有时这往往是一种死循环;同时也需要使用更多的建筑材料, 占用更多的建筑使用空间, 增加建筑的成本, 降低使用率。而具有橡胶隔震支座的基础隔震体系相当于在基础与上部结构之间加入了具有阻尼的柔性层。当地震发生时, 橡胶支座水平刚度小, 吸收了地震的大部分能力, 使得上部结构的自振周期延长, 同时阻尼的特性使得上部结构的有复位能力, 这样上部结构的地震响应大大减小, 达到保护生命财产安全的目的。因此重点在于“隔”。
3.2 隔震设计中橡胶支座的参数
对于橡胶支座的参数, 根据各厂家所生产的产品不同, 其特性参数略有不同, 在进行方案对比设计时, 可选择市场上主流产品的参数进行初步设计, 待施工图阶段再根据产品的实际选用情况做适当调整。表1给出了某种铅芯橡胶支座的参数。
3.3 具有橡胶隔震支座的基础隔震设计流程
首先假定拟建建筑的设计标准和水平向减震系数;对上部结构进行结构平、立面布置;根据上部结构情况, 初步选定隔震装置的类型、平面布置等情况;选择合适的分析方法 (时程分析法) 对隔震建筑和非隔震建筑进行设防烈度地震的验算;检查水平向减震系数是否与假定相符, 否则应重新进行上部结构布置或者重新选择隔震装置并进行隔震层布置;如果水平向减震系数与假定值相符, 可进行罕遇地震作用下的水平位移验算, 如不满足, 应重新进行上部结构布置或重新选择隔震装置并进行隔震层布置;在验算满足要求以后, 分别进行上部结构设计、隔震层设计和基础础设计。
4 基础隔震设计实例
4.1 工程概况
该项目为某小学新建教学楼, 位于云南省昆明市。建筑高度16.30m, 地上四层, 各层层高均为4.0m;基础隔震, 隔震层层高为2.2m。结构形式为钢筋混凝土框架结构。
4.2 基本设计指标
设计使用年限:50年;抗震设防类别:重点设防类 (乙类) ;抗震设防烈度:Ⅷ度;基本地震加速度:0.20g;设计地震分组:第三组;特征周期:0.65s;场地类别:Ⅲ类;基本风压:0.30k N/m2;地面粗糙度:B类。
4.3 初步确定隔震设计目标
本工程属于重点设防类 (乙类) , 因此本工程非隔震设计时框架抗震等级为一级, 并按照一级采取抗震构造措施。假定将该隔震比非隔震时的水平地震作用及上部结构的抗震构造措施, 均按照降低一度考虑。
4.4 上部结构布置
根据建筑平面设计, 采用ETABS软件进行结构建模, 整体模型如图1所示, 表2为各构件的截面尺寸。
4.5 隔震支座选择及布置
根据《建筑抗震设计规范》12.2.3.3条, 乙类建筑压应力限值不超过12MPa, 可算得采用LRB500隔震支座对应的最大重力荷载代表值应为2355k N。完成建模后进行试算, 并读取各个柱下的重力荷载代表值, 可知柱底内力最大值为2293k N, 满足要求。
初步选用表1中LRB500铅芯直径为100mm的隔震支座, 在每根柱下均布置。采用软件连接属性中的ISOLATOR1类型, 定义隔震支座。
4.6 隔震结构静力特性计算
隔震结构参数:
该学校的隔震结构参数如表3所示, 隔震周期为2.24s, 屈重比为4.1%。
表3中屈重比为铅芯屈服力之和与上部结构重量的比值。
4.7 隔震结构动力计算
采用弹性时程分析法, 选取七条地震波谱, 首先根据《抗震规范》确定被选波的可行性。其平均反应谱曲线与规范反应谱曲线的对比结果如图2所示。
七条地震波基底剪力与反应谱CQC的对比, 如表4所示。水平向地震折减系数的确定:
根据计算结果, 可得隔震与非隔震各层的层间剪力比值, 详见表5, 该比值的最大值为0.39, 因此隔震水平向折减系数β=0.38, 介于0.27和0.40之间, 因此根据《抗震规范》12.2.5, 12.2.7条及条文说明, 上部结构的水平地震作用及上部结构的抗震构造按降一度考虑, 即7度 (0.10g) 。
4.8 罕遇地震作用下的验算
在8度 (0.20g) 罕遇地震作用下, 隔震支座的最大水平位移, 如表6所示。
该位移值均小于该支座有效直径的0.55倍 (275mm) 及支座内部橡胶总厚度的3.0倍 (295.8mm) , 满足规范支座变形的限制要求。
通过以上的步骤, 可以说明隔震支座的选型及布置, 可以达到最初设定的隔震设计目标。下一步就可以按照此, 进行上部结构的设计, 本文不再叙述。
5 结论
通过ETABS软件对多层结构的隔震设计, 从结果可知, 房屋经隔震设计后, 可大大减小上部结构的水平地震作用, 减小上部结构的层间位移, 确保了结构在大震中的安全性。
参考文献
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多层建筑的隔震技术 篇8
地震是一种危害性非常大的自然灾害,具有随机性、破坏性大等特点,一旦发生地震灾害,将会给人类造成巨大的伤害。建筑是人类赖以生存的居所,在与地震长期抗争的过程中,建筑设计师不断积累经验,设计了众多具有抗震性能的建筑工程,并且抗震理论也不断发展和完善。现阶段,基础隔震技术是一种非常先进、有效的抗震技术,隔震橡胶支座是基础隔震技术的高新技术产品,其隔震原理是采用隔震橡胶支座将建筑下部基础结构与上部建筑结构相隔离,由于隔震橡胶支座具有柔性强、水平刚度小等特点,在地震发生时能够起到隔震的作用,减少或者避免地震能量对上部建筑结构造成的影响,以此保证建筑工程安全。因此,本文针对建筑工程中隔震橡胶支座施工技术的研究具有非常重要的现实意义。
1 建筑工程中隔震橡胶支座的原理和特性分析
1.1 隔震橡胶支座的隔震原理
隔震橡胶支座技术的隔震原理表现为:通过在建筑工程中安装橡胶隔震支座,能够有效延长建筑工程的自振周期,以此降低上部结构受到地震作用。通常情况,将隔震橡胶支座安装在建筑底部,这样橡胶隔震支座能够在建筑底部形成一个水平柔性的隔震层,以柔性隔震层对地震能量进行消耗和吸收,减轻并阻止地震能量向上传递,以此实现降低对建筑上部结构损坏的效果。隔震橡胶支座施工技术在建筑工程中的应用,能够有效提高建筑结构的安全性和完整性,避免在地震作用下对非结构部件造成的损坏。
1.2 隔震橡胶支座的特性分析
1)剪切特性。其剪切特性主要表现为不同工况下的水平等效刚度变化和本体温度、加在频率、剪应变等存在关系,随着设计压应力的增大,其剪切应力降低;随着剪应变的增大,其水平刚度会降低,随着加载频率的增加,其剪应力也随之增加。
2)拉伸性能。当建筑结构发生摇动时,隔震橡胶支座会出现较大的水平剪切变形,因此,隔震橡胶支座必须具有较强的抗拉承载能力,避免在建筑结构发生摇动时出现断裂的问题,以此充分发挥应有的作用。
3)水平变形特性。不同种类的隔震橡胶支座其水平变形特性存在一定的差异,普通橡胶隔震支座的水平荷载与位移曲线呈线性;高阻尼橡胶隔震支座的水平荷载和位移滞回曲线轮廓呈梭形;铅芯橡胶隔震支座的水平荷载和位移滞回曲线呈菱形。
2 实例分析
某高层建筑,工程总建筑面积为9 845.5 m2,地上18层,采用剪力墙结构,地下2层,设计抗震烈度为7度,为了提高该建筑的抗震等级,施工单位决定采用隔震橡胶支座施工技术,将隔震支座设置在地上结构和地下结构之间,隔震部分包括转换梁、上支墩、隔震橡胶支座以及下支墩,共采用8套抗拔器,41个隔震橡胶支座,上下支墩的结构示意图如图1所示。
3 隔震橡胶支座施工技术分析
3.1 施工准备
隔震橡胶支座施工之前,应该做好充分的准备工作,具体包括以下几个方面:1准备好隔震橡胶支座和连接配件(例如,预埋钢板、连接钢板以及连接螺栓)等,并且上述材料和设备在进场之前,应该加强质量检测,检查其是否具有出厂质量证明书、性能检测报告等。2隔震橡胶支座与连接钢板在出厂之前必须固定成整体。3焊条是隔震橡胶支座施工的重要材料,必须对焊条的出厂合格证、检测报告等进行检测。4在隔震橡胶支座施工过程中需要应用的机械器具包括:2台BX3-500电焊机、用于钢筋以及上、下预埋板的焊接施工;1台DT02CL经纬仪,用于定位;1台AL12A-32水准仪,用于标高校准;1台QTZ40C吊塔,用于隔震橡胶支座的吊运施工。
3.2 隔震橡胶支座下预埋板安装
隔震橡胶支座下预埋板的安装施工质量,直接关系到建筑隔震系统质量的好坏,为了保证下预埋板的安装施工质量,在进行混凝土浇筑施工之前,应该对承台钢筋的位置进行核对,并根据螺栓直径、预埋板的尺寸等,制作1∶1模型,并以此为依据对承台钢筋位置进行调整,保证下预埋板安装位置的准确性,在进行底板混凝土浇筑施工时,应该和底板上表面持平,当混凝土浇筑施工完成后,对底板混凝土进行凿毛施工,以此保证上下层混凝土连接的牢固性和可靠性。当底板的混凝土浇筑施工完成后,进行下预埋板位置的放线定位,因为下埋螺栓和承台钢筋较密,并且在进行混凝土浇筑施工时,可能对承台钢筋造成一定的影响,如果下埋螺栓和钢筋位置出现冲突,应该合理地调整钢筋的位置,并对预埋板编号、设计位置的型号、规格等进行检查和校准。采用调节螺栓的方式对下预埋板的水平和标高进行调整,以此避免在对承台进行浇筑混凝土时出现位移的问题,具体过程表现为:用承台外脚手钢管、槽钢组成的整体进行加固,然后采用钢筋对预埋板下的承台附加钢筋和下埋螺栓焊接牢固,当下预埋板加固施工完成后,应该将千斤顶拆除,安装承台侧模,并采用混凝土对承台进行浇筑,混凝土采用微膨胀混凝土,浇筑施工完成后,应该及时振捣密实,直至中间通气孔、下预埋板的四周全部挤压出浆为止。
3.3 隔震橡胶支座本体安装施工
当承台的混凝土强度达到相关标准后,才能进行隔震橡胶支座本体的安装施工,先将下预埋板、承台上的杂物清理干净,然后采用塔吊把隔震橡胶支座本体吊起,并将其吊运至下预埋板的正上方5cm处,对支座进行调整,保证下预埋板的中心和隔震橡胶支座本体中心相对应,将隔震橡胶支座的螺栓孔和下预埋板的螺栓孔对齐,将隔震橡胶支座本体位置调整准确之后再落下本体,拧紧螺栓,在用扳手拧螺栓时,应该进行对称、交叉进行。
3.4 隔震层结构、转换梁以及上支墩施工
当上预埋钢板安装施工完成之后,应该在钢板上涂刷防腐材料,采用多层板沿着隔震橡胶支座进行密封,以此做好隔震橡胶支座的防护工作。然后将转换梁钢筋、上支墩安装在隔震橡胶支座上,进行模板的支设施工,对模板以及钢筋进行检测,当检测结果符合相关施工标准后,进行混凝土的浇筑施工,一边进行浇筑一边进行振捣,在振捣过程中,应该避免出现预埋钢板发生位移的问题,同时保证混凝土能够与预埋钢板良好、紧密地结合。转换梁如果是大截面梁,应该采用一般施工方法,重点做好模板加固施工和混凝土浇筑与振捣施工,以此保证转换梁的施工质量与截面尺寸。
3.5 拆除模板
当混凝土强度等级达到100%设计强度等级后,应该将隔震层、转换梁以及上支墩的模板拆除,混凝土强度等级以相同条件下的混凝土试件强度为标准。
3.6 隔震橡胶支座的防护
当隔震橡胶支座施工完成后,为了防止其他工序施工对隔震橡胶支座产生影响或者损坏,应该做好隔震橡胶支座的防护工作,暂时不拆除隔震橡胶支座的模板,以作为临时防护,当整个工程施工完成后再拆除。
3.7 质量控制要点
为了保证隔震橡胶支座施工质量,还应该加强各个施工要点的质量检测,将误差控制在最大允许偏差范围内,具体表现为:采用塞尺或者盒尺,测量表面平整度,偏差不能超过1 mm;采用水准仪测量下预埋板的水平度、同墩相邻、顶面标高的偏差不能超过5‰、2.5 mm、2.5 mm;采用钢尺测量隔震橡胶支座的顶面水平误差不超过8‰,中心平面位置偏差不能超过5 mm;采用钢尺测量预留螺栓孔的孔位置偏差不能超过1 mm,孔直径偏差不能超过1 mm。
4 结束语
综上所述,隔震橡胶支座施工技术是一种先进、有效的基础隔震技术,其在建筑工程施工中的应用,能够显著地提高建筑工程的整体抗震性能,并且隔震橡胶支座施工技术还有工程造价低、工艺简单、工效高等众多优点,被广泛地推广和应用在众多建筑工程施工中。
参考文献
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[3]吴原宏.建筑隔震橡胶支座安装质量控制[J].山西建筑,2014,40(24):99-101.
[4]占三萍.叠层橡胶支座隔震建筑工程结构分析与设计[J].四川建筑,2015,41(3):33-35.
四川推广建筑工程减隔震技术 篇9
四川省贯彻落实《住房城乡建设部关于房屋建筑工程推广应用减隔震技术的若干意见 (暂行) 》 (以下简称“《意见》”) 精神, 结合本省实际, 提出了具体贯彻意见, 要求各市、州住房城乡建设行政主管部门贯彻执行。
据不完全统计, 四川省有80多栋、近70万平方米房屋建筑工程和一大批市政桥梁等基础设施工程应用了减隔震技术, 一些工程经受了汶川、芦山地震的实际考验, 保护了人民生命财产安全, 产生了良好的社会效益。实践证明, 减隔震技术能有效减轻地震作用, 提升工程抗震设防能力。通知要求各级住房城乡建设主管部门要充分认识减隔震技术对提升工程抗震水平、推动建筑业技术进步的重要意义, 高度重视减隔震技术研究和实践成果, 积极稳妥推广应用。
四川地震活动强、地震烈度高, 灾后重建任务重, 具有推广应用减隔震技术的条件。省住房和城乡建设厅要求, 抗震设防烈度9度区的西昌、康定, 8度区的都江堰市、北川等多个县市, 以及地震重点监视防御区或地震灾后重建阶段的新建3层 (含3层) 以上学校、幼儿园、医院等人员密集公共建筑, 应优先采用减隔震技术进行设计。鼓励其他建筑工程积极采用减隔震技术。芦山地震灾区灾后重建的公共建筑工程要大力推广使用减隔震技术。通知强调, 各级住房城乡建设行政主管部门在实施减隔震技术工程监管各环节中, 要严格把关, 确保减隔震技术的使用适当、准确、周全, 工程抗震防灾能力显著提升。