夹层橡胶隔震施工技术

夹层橡胶隔震施工技术

【摘要】建筑结构基础隔震是近年颇受国际土木结构工程界关注的一种结构地震防护新技术。此技术将结构分为上部结构、隔震层和下部结构三部分。地震能量经由下部结构传到隔震层，由隔震层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。隔震层的设置改变了上部结构的周期，降低了结构的地震反应，确保上部结构在大地震时仍可处于弹性状态，或保持在弹塑性变形的的初期状态，可以保证结构的整体安全。也使工程在节约资源、防震效果等方面取得良好的社会效益和经济效益。

【关键词】橡胶；隔震；支座；预埋钢板；平整度；控制措施；效益

1.技术原理及适用范围

1.1夹层橡胶隔震支座构造。夹层橡胶隔震支座，是由薄橡胶片与钢板相互交错迭置数层整体硫化形成。夹层橡胶隔震支座是由橡胶垫、上（下）连接板、连接螺栓、上（下）预埋钢架组成（如图1和图2）。其中，橡胶垫是夹层橡胶隔震层的核心构件，主要是靠它来隔震。为了与上（下）连接钢板的连接，在橡胶垫的上下表面都粘有封板，封板上有螺孔与连接板连接。

图1夹层橡胶垫构造1.2夹层橡胶隔震支座抗震原理。隔震支座是通过在下部结构与上部结构之间设置隔震层来改变结构整体的动力特性。该技术的思想是“以柔克刚”，改变传统建筑的抗震思想“以刚制刚”。一般地震的振动周期大多在0.1～１秒之间，隔震支座因水平刚度较小，可延长上部结构的周期至3秒以上，使建筑物因地震而产生的加速度反应大量减小，从而达到保护建筑结构的目的。在地震作用下，橡胶片产生弹性变形，通过弹性位移吸收地震作用力，隔震支座中的钢板层对橡胶层竖向变形起约束作用，使支座具有很高的竖向承载能力，同时又不影响橡胶的水平柔性，使其有良好的水平变形能力和复位能力，从而提高建筑物的抗震能力。

1.3夹层橡胶隔震施工工艺原理。通过上、下连接板把隔震支座与上、下结构进行连接，将结构本身的重力及地震应力进行传递，从而发挥隔震支座在结构体系中的作用。同时隔震支座预连接板安装平整度须按要求控制在3‰以内，从而确保：隔震支座顶部结构不发生不均匀竖向变形；隔震支座顶部结构不因产生爬坡或滑坡现象影响隔震效果；隔震支座不因竖向荷载发生改变产生附加弯矩；下部结构支承构件不出现附加水平效应。

2.关键施工技术

工艺流程：施工准备→放线定位→安装下连接板→下连接板位置校正、固定→支设模板→浇筑基础混凝土→安装橡胶支座→安装上连接板→空隙处理→绑扎上部钢筋，进行上部结构施工。

2.1施工准备。

2.1.1编制橡胶隔震支座施工方案，并对操作人员进行详细的技术交底。

2.1.2对工程所用橡胶支座及其连接件进行外观检查和力学性能检测，必须符合国家有关技术标准。外观检查规格型号和合格证，力学性能依据《橡胶支座试验方法》（GB20688.1-2006）、《建筑隔震橡胶支座》（GB20688.3-2006）进行抽样检测，抽样的数量应不少于总数的50％。一般情况下，每项工程抽样总数不少于20件，每种规格的产品抽样数量不少于4件。

2.2施工工艺要求。

2.2.1放线：按设计图纸，在基础地梁上放出轴线、控制线位置。严格控制基础地梁顶标高及相对平整度。

2.2.2绑扎钢筋：橡胶支座处的柱头受力钢筋及箍筋，应符合节点核心区的构造要求，箍筋应予加密，且上端箍筋应在受力主筋的端头绑扎牢固。

2.2.3安装定位钢架及下连接板：安装定位钢架，为了保证钢板不变形，不宜在钢板上施焊。利用起重设备将连接板吊运并放置至设计部位。（如图2）。

2.2.4下连接板位置校正、固定：反复调整下连接板位置、标高及平整度，直到符合要求。根据所放轴线及控制线，调整下连接板位置，偏差不得大于5mm；调节可调螺栓，使下连接板位于同一水平面，水平度偏差不得大于3‰，水平度利用高精度水平尺双向同时检查；用直径不小于14的短钢筋将下连接板锚筋与基础竖向主筋点焊固定；在连接板固定牢固后旋转可调螺栓，取出垫块。将螺栓连接孔用胶带贴严实，防止混凝土进入（如图3）。

2.2.5浇筑基础混凝土：基础钢筋和模板安装好后，从下连接板中心孔及模板边缘处浇筑混凝土。混凝土强度等级不得小于C30，且宜选用微膨胀混凝土。为了确保连接板的位置不变，在浇混凝土时，操作人员应在架空跳板上，不得直接站在下连接板上，振捣棒严禁直接振捣钢筋或连接板、锚筋。

图2安装下连接板图3下连接板位置校正固定2.2.6再次校核下连接板水平度：混凝土浇筑完毕后，应再次校核下连接板水平度，如不满足要求需立即进行调整。调整好的下连接板要进行保护。

2.2.7安装橡胶支座及上连接板：混凝土浇筑48h后，按照厂家提供的吊点（连接板上预留的吊装螺孔）安装吊具，用起重设备将橡胶支座本体吊装到位，严禁使用连接螺孔起吊，防止对连接螺孔造成损伤。

2.2.8高强螺栓连接：用高强螺栓将连接板牢固地与上、下连接板连接，并进行防腐处理。高强螺栓应对称、分阶段拧紧，拧紧过程分为初拧、复拧、终拧三个阶段，并在同一天完成。

2.2.9缝隙处理：为了保证橡胶支座与接触面的平整，用环氧树脂将下部定位钢架内留置5mm的凹槽填满刮平，并养护至强度值不小于设计值的50%。

2.2.10进行上部结构施工：进行上部结构施工前，应事先用彩条布将隔震支座包裹做临时覆盖保护，以免造成污染。为防止隔震支座受到破坏，上部结构施工时，模板支撑不得架设于隔震支座上。

3.工程应用实例及实施效果分析

我省曾在五建3#楼工程、大同中学、忻州十中等工程下成功应用，取得了良好的技术经济和社会效益。

3.1采用基础隔震设计，利用夹层橡胶隔震支座超强的变形、复位能力，使上部结构所受地震力大大降低，将建筑结构抗震防护等级提高，从而提高抗震安全度。

3.2与其他抗震方法（如硬抗）相比经济效益显著。在进行上部结构抗震设计时，使用橡胶隔震支座（支座）软抗隔震体系，按设防烈度降低0.5度进行设计计算不降低其安全度，减少了断面和配筋，可降低工程造价，增加实用面积。

3.3使用橡胶隔震支座（支座）软抗隔震体系，可大减轻地震时建筑结构的破坏，内部财产的损失和人员伤亡，以及建筑物损坏造成的停工停产所带来的损失，经济效益和社会效益十分显著。

3.4该技术防震效果好，使用年限长，而且若干年后可以更换橡胶垫继续使用。

3.5该技术施工简便，需要投入的人力少，具有较好的适用性，是一种极具推广价值的新产品、新技术

4.结语

近年来，随着地壳活动日益活跃，地震以及地震引起的自然灾害在世界各地频繁发生，给国家和人民财产造成了极大的损失。汶川大地震以来，我国将抗震加固设计与施工技术的研究提到一个很高的重视程度。面对我国建筑结构类型的发展趋势，保障公共建筑尤其是学校、医院以及民用住宅的抗震质量，提高砖混结构、框架结构等建筑结构类型的抗震性能，是建筑业未来很长一段时间的研究课题。“防患于未然”，抗震首先要隔震。夹层橡胶隔震技术造价低，施工简便，适用于地震设防烈度为8～10度的新建工业与民用建筑；适用于为提高抗震等级而进行的加固改造建筑工程。可推广应用于地震区的各类中、低层一般工业与民用建筑（包括砌体结构、底层框架、内框架、框架等各种结构）、城市生命线工程及重要建筑（如核电站、医院、消防、电力、通讯、指挥中心等），同时也运用于各类桥梁、设备、环境隔震等。