隔减震技术在既有建筑加固中的应用与选择

　　摘要:隔震加固法，即在地震作用下将结构变形汇集于隔震层上，阻碍能量传递到上部结构，防止原结构地震反应，增强建筑物自身的抗震安全度。该法，需要在结构物的某处设置必要的耗能器或是构件，耗散部分地震输入能量，抑制结构产生的地震反应，使建筑物拥有更强的抗震能力。本文简单介绍了近隔减震加固技术原理，探讨了既有建筑加固中该如何选择和运用隔减震技术。

　　关键词:隔减震技术;既有建筑加固;应用;选择

　　抗震能力，是建筑土木工程的核心内容，同时也是我国抗震、隔震的重要内容。建筑物加固，即结合建筑物已有的鉴定结论修复建筑物存在的缺陷、损坏，增强建筑物的可靠性与安全性。有关建筑抗震加固，我国在设计和研究上速度较慢。正因为此，我们需要对建筑结构的抗震能力有所要求，防止地震对居民造成过多的损伤和危害。

　　一、隔减震加固原理

　　传统结构抗震，指的是结构抗御地震作用的某种能力。日本同样对隔减震加固作了具体的界定:忍耐地震作用的一种能力(耐震)。也就是:结构抵抗地震作用应当传输的全部能量。而隔震结构，大多是利用隔震层对多数能量进行隔离，防止其传递给上部结构，并及时地消耗该部分能量。减震结构，可运用耗能装置对结构中已有的能量进行吸收，防止结构振动。

　　这就说明，隔震、减震技术均是利用某个装置或是设备来对地震能量进行吸收，避免主体结构遭到地震的影响。因此，我们将上述两项技术引入到建筑加固设计，使其变成抗震加固中的新方法。同时，它们在实际工程中有广泛的应用，前景十分明朗。

　　二、对建筑抗震加固设计中的隔震技术的应用

　　相较于传统的抗震加固，隔震技术是将硬抗的力量转变成疏导力量。同时，隔震技术仅仅是对基础部分进行施工，对上部结构几乎没有影响。建筑工程中，加固钢筋混凝土结构的抗震设防烈度大多为8度五层建筑物，并使用叠层橡胶垫进行隔震。加固目标，其防烈度为8度。不隔震时，建筑上部结构产生的地震震力不低于6度。

　　另外，上部结构必须为8度。针对建筑物，隔震可选择地下室柱头，在结构下方3.2m框架地下室。其中，地下室顶板应选择厚度为250mm的土板，材料最好为钢筋混凝土，刚度较高。楼高适中，并考虑到隔层加固能够带来的经济效益，建议将地下室柱隔断改为柱头隔震。从构成上看，其直径为300mm橡胶垫，不同柱子都需要有铺垫。接下来，可以对隔震层进行施工，设计好上部结构，确保叠层橡胶隔层可以满足相应的位置要求。

　　在此基础上，隔震支座应当要和上下部结构之间进行牢固连接，充当必要的隔震层。地下室柱在加固过程中，室柱基础必须稳定，同时确保足够的刚性，为隔震支座设置好支点。另外，室柱必须围套，扩大建筑物结构柱下已有的平面。而牛腿，应考虑隔震支座以及支墩空间。支墩浇筑，应控制好上下围套，支墩处还必须留出适当的间隙。

　　围套设计应符合适当的强度，在支墩间设置钢契块，各项施工结束后使用千斤顶来将上部予以顶起，及时撤出钢契块，最后将千斤顶予以卸掉。分析隔震结构，在在8度的地震力作用下，楼层剪力、层间位移角，明显要低于地震出现前的结构框架。隔震后，上述比值为0.16。如果设防烈度有所下降，从8度减小至6度才能满足减震系数0.25。此时，隔震层可以符合承载力的基本要求，建筑上部部件无需采取任何的抗震加固方案，实现既定目标。

　　三、建筑抗震加固设计中减震技术的应用

　　运用抗震减震技术时，需结合现行的行业规范选择合适的抗震方法与规划，明确建筑承载力及其变形能不能满足技术标准，分析减震技术的合理性。不论建筑性能还是减震，需满足相应的标准，做好加固抗震。该技术有显著的施工效果和优势，在地震震力早期出现的情况下便可及时耗散，使能量往下开始传播。借助于消能减震支撑，较好地增加薄弱层的抗震性能，省去更多的经济效益。消能减震技术需要配备合适的阻尼器。

　　在强、中、弱地震力下，均有良好的特性。设计过程中，一是根据现行规范来对抗震设计方法进行验算，判断承载力、变形性能究竟能不能满足要求，分析消能减震加固技术的可行性。如果可行，则明确阻尼器的个数及其布置方式，调整阻尼器布置，确保结构符合最初设定的性能目标。

　　除上述外，要设计出阻尼器，同时要对消能减震结构附加阻尼比进行计算，将阻尼比正常地代入到原结构中，以便验算出构件承载力。有些构件承载力不符合规范要求，需要及时加固。该过程中，仅涵盖阻尼器这组变量，利于实现。

　　消能减震:在风载、中小地震的作用下，抗震能力较强，符合原结构的使用。强震作用下，耗能减震器可以对输入结构中已有的地震能量进行传递，减轻地震反应，防止主体结构出现非弹性变形，确保原结构的平稳与科学。该方法，能够在第一时间里充分地耗散，使能量传递到下部基础。消能减震支撑，一定程度上可以对结构薄弱层自身的抗震性能进行改善，达到满意的加固效果。以某综合大楼为例，结构为钢筋混凝土结构，楼层共计6层，高度22m。

　　在地震作用下，若选择从前的加固方法，除了要扩大巨额成本外，同时也会延长工期。运用消能减震法来进行加固，可以对柱顶予以凿面处理，用高等级混凝土进行修补，处理其中的某些节点，选择锚栓固定柱子钢板。加固此工程共用30个黏制阻尼器，出力700kN。根据消能器的布置与楼层位移角，在一楼装载15个相同型号的黏制阻尼器。另外，二楼同样需要装载10个阻尼器。工程预算方面，将加固费用控制为120万元上下。运用消能减震技术，造价可以节约15%，达到满意的减震效果。

　　四、结语

　　总的来说，利用减震隔震技术对建筑结构进行加固设计，实际上是对设计理念的一种升华与飞跃。该项技术的推广，能够为常规加固措施提供较好的补充和延续，可以适应建筑抗震与隔震需求。

　　参考文献：

　　[1]郭健.隔震技术在砌体结构抗震加固中的应用研究[J].工程抗震与加固改造，2015，(01).

　　[2]李科.钢筋混凝土结构的抗震加固方法述评[J].地震工程与工程振动，2016，(04).

　　相关刊物推荐：工程抗震与加固改造(双月刊)创刊于1979年，是由中华人民共和国建设部主管，中国建筑学会和中国建筑科学研究院共同主办，国内外公开发行的地震工程和工程抗震方面的专业性期刊。