柳州东方工程橡胶制品有限公司 广西柳州 545005
摘要:我国是一个多地震的国家,也是遭受地震灾害最为严重的国家之一。地震常常使地面建筑物和工程设施发生损坏,但现有隔震技术存在精度难控、成本高昂、效果欠佳等问题。对此,政府颁布文件要求陆续地将新隔震、减震建筑工程技术补充进《防震减灾条例》等相关规定。本文对学校建设使用的隔震橡胶支座安装施工技术及隔震支座保护防火装置等新技术进行总结,并对我国现有隔震技术进行补充完善。对隔震橡胶支座安装施工技术及其新型辅助技术进行了研究,分析总结了其技术要点、力学性能、经济效果等。研究结果表明,通过应用隔震橡胶支座安装施工技术及其新型辅助技术,项目达到了安装过程高效、抗震性能良好、经济效益优越的目的。
关键词:隔震支座;安装施工;标高控制;防火装置
1 工程概况
某建设项目由2~6层的低、多层建筑群组成,其中1#—23#、25#、26#、27#楼为多层建筑,24#楼为二类高层建筑。总建筑面积为142 171.2 m2,地上建筑面积130 944.1 m2,地下建筑面积11 227.1 m2。
2 创新发展技术
2.1 隔震支座安装标高控制
隔震支座安装标高控制,采取预先在定位钢板4个角对应的下支墩主筋上点焊短钢筋的方式。短钢筋顶标高为下支墩设计标高。短钢筋直径10 mm,与定位预埋板接触一端断面用切割机切平整。短钢筋点焊在下支墩钢筋上后,由全站仪进行标高复测,不符合标高的钢筋使用打磨机进行打磨,保证4根钢筋位于正确的标高处。钢筋安装完成后,将隔震支座定位钢板放置于定位钢筋上,即可保证隔震支墩下定位钢板标高及水平度的要求。橡胶隔震支座作为一个新兴的隔震技术,具有良好的隔震性能,但是其安装要求较高。传统支座安装方法为由人工配合水平仪调整隔震支座的定位钢板标高及水平度,费时费力,且标高调整后定位钢板容易受到外界干扰而变化。采用上述的隔震支座安装标高控制技术,能有效解决传统支座安装方法的相关问题。
2.2 隔震支座保护防火装置
隔震支座保护防火装置主要为防火板,防火板高度为隔震支座上下支墩间高度,共有4块,位于隔震支座前后左右4个方位并呈立方体形状。防火板2个角由铁钉连接。防火板与隔震支座之间的空隙塞防火棉填充。当发生火灾时,隔震支座直接暴露在明火中,会给结构带来安全隐患,降低隔震支座使用寿命。当隔震层同时作为地下室使用时,隔震支座便暴露在日常使用的环境中,而非封闭环境,可能会有腐蚀性物质溅射在隔震支座上,降低隔震支座使用寿命。采用上述的隔震支座保护防火装置,能有效解决隔震支座直接暴露在明火中的相关问题。
3 建筑隔震橡胶支座发展现状及前景分析
3.1 技术水平
隔震橡胶支座安装技术是在建筑中设置隔震层,将建筑物的上部与基础柔性隔离,延长自振周期至长周期(2~4 s),从而减少上部分建筑物的反应加速度,并且通过增大结构的阻尼,有效吸收了地震传导的能量,因而保证了建筑物的安全。在施工过程中,通过应用该标高控制方式及隔震支座防火保护装置,达到了比原施工流程更完善的技术水平。
3.2 技术难度
本施工技术难点在于其支墩安装过程中的精度要求较高,上下支座标高及水平位移精度难以控制,需全程跟踪及反复复核是否有偏移现象。为此,项目采用一种隔震支座安装标高控制方法并设计一种隔震支座活动性支撑架,保证隔震支座安装方便、精度可控。
隔震支座安装精度要求为:隔震支座顶面的水平度误差≤0.5%,隔震支座的支墩顶面水平度误差≤0.3%,同一 支墩上隔震支座的顶面高差≤3.0 mm,隔震支座中心标高与设计标高的偏差在士3.0 mm内,隔震支座中心平面位置与设计位置的偏差≤5.0 mm。
3.3 技术性能
本项目所使用的隔震橡胶支座为天然橡胶建筑隔震支座和铅芯橡胶建筑隔震支座。支座分类按国标为Ⅰ类,即支座具有单独的上下封板。
3.4 技术效益
增设隔震结构(隔震支座等)会增加结构的造价,但主体结构所承受的地震作用大大减小,因此,构件截面配筋可相应减少,跨度和高度均可相应增加,从而又降低了造价。在抗震设防烈度为7度及以下地区采用该隔震技术,造价会略有增加或基本持平,但结构会更加安全;而在抗震设防烈度为7度以上地区采用隔震技术,在结构安全性得到极大提高的同时,还能显著降低工程造价。采用该隔震技术,可节约地震后建筑加固维修和重建的费用,以及室内设备、物品维修和更换的费用,避免地震造成的建筑、设备和物品等损坏导致的不能正常工作和生产所带来的经济损失。
4 施工工艺
4.1 工艺流程
1)使用辅助模具进行预埋位置障碍物的清除,保证正式预埋过程的顺利进行。2)进行下预埋板的定位、点焊。套筒在混凝土浇筑前需要将两头堵住,防止混凝土浆灌入,影响后续高强螺栓的穿入。3)进行下预埋板的混凝土浇筑。4)安装隔震支座。5)将隔震支座与上预埋板连接。6)支设上部结构模板及浇筑混凝土,完成施工。
4.2 安装要点
1)隔震支座下预埋板固定要牢固,以保证其在承台混凝土浇筑过程中不发生位移。2)在浇筑混凝土前需对操作工人进行详细的技术交底,特别是对下振捣棒的位置及振捣时间的控制;需采用高强度细石混凝土浇筑。3)在浇筑过程中需派安装工人全程跟踪及复核,如有偏位需立刻整改。承台混凝土浇筑完后,要复核预埋下板位置是否发生偏移。4)隔震支座预埋下板安装时应校对支座基础预埋板的标高、轴线、平整度等指标;应核对型号与安装位置是否符合施工图纸的要求。5)预埋上下板与隔震支座连接螺栓要拧紧,必须用力矩扳手检查,拧紧过程分为初拧、复拧、终拧三个阶段,并在同一天完成。模板拆除后,对外露连接板和外露螺栓及时进行防腐、防锈处理。6)在堆放隔震支座区宜有临时覆盖保护措施。如遇雷雨天气需停止电焊作业,对安装好的隔震支座要及时覆盖。
4.3 成品保护
1)支座安装前应对工人进行技术交底,强调隔震支座的构造及对结构的重要性,不得损坏隔震支座及配件。2)隔震支座安装好后,应立即采取措施保护,防止意外损伤。3)如图纸要求使用高强螺栓时,螺栓及螺母的丝扣必须有保护套,防止丝扣损伤。4)防腐材料涂刷时,应将可能会被污染的结构钢筋用塑料薄膜包裹保护。5)连接螺栓安装好后,应立即安装防护帽,防止螺栓外露部分锈蚀。
结语:
建筑隔震支座与上部结构、下部结构之间的预埋件应能传递建筑结构的轴向力,预埋件实物拉伸性能是建筑隔震设计、施工及验收的关键参数。传统房屋建筑抗震设计一般采用硬抗,即增加上部结构含钢量和结构尺寸,但对于9度抗震设防地区而言,采用硬抗方式进行设计,会极大增加上部结构含钢量,而采用柔性的隔震设计相对而言会有很大优势。工程建设对结构的安全性以及稳定性均提出了更高的要求,基于此,有必要对橡胶支座更换施工及其控制技术进行深层次地探索。本文所介绍的隔震橡胶支座安装施工技术在实际工程中得到成功应用,较传统主体结构的地震反应最大降低5/6,同时节约了经济成本。实践证明,该技术是一种新颖、可靠、经济的新式抗震施工技术,一定程度上完善了现有建筑隔震技术与消能减震技术。
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