淺談疊層橡膠支座隔震技術在建筑設計中的運用——天匯花園小區(qū)二期1號樓

賀永強

上海大同一鋼建筑設計研究院有限公司新疆分公司 新疆烏魯木齊 830011

摘要：疊層橡膠支座隔震技術可降低上部結構的抗震設防烈度，有效減輕房屋地震反應，烏魯木齊市天匯路天匯花園小區(qū)二期1號樓工程，工程采用此項技術，達到橡膠隔震支座安裝的高精度要求，取得了良好的社會、經(jīng)濟效益。以天匯花園小區(qū)二期1號樓工程實例淺談疊層橡膠支座隔震技術在建筑設計專業(yè)上實踐運用。

關鍵詞：橡膠支座；隔震縫；技術措施

一、引言

疊層橡膠隔震技術主要是由多層橡膠和鋼板相互疊加而成，在施加豎向荷載時，由于橡膠受到鋼板的約束，不會產(chǎn)生很大的橫向變形，即具有很強的抗壓能力；水平方向有很大的變形能力，在地震作用下，橡膠墊可以隔離水平方向的運動分量。最初是在1965年用于倫敦的地鐵車站上面的建筑，采用多層橡膠支座防止了地鐵的振動傳給上部建筑物；從而降低上部結構的抗震設防烈度，實現(xiàn)在同等抗震性能水準下（與非隔震結構相比），減小構件截面或降低配筋率，節(jié)省工程造價。天匯花園小區(qū)二期1號樓采用疊層橡膠隔震技術，在本工程的隔震設計過程中，各專業(yè)協(xié)調設計，并將在建筑專業(yè)設計中遇到的要點、經(jīng)驗在此論述。

二、建筑概況

1、天匯花園小區(qū)二期1號樓工程位于烏魯木齊市天匯路；建筑等級為一級高層底商住宅，建筑層數(shù)：地上主體二十三層（地下二層，局部躍層、裙房三層）；建筑高度：74.14米（至建筑躍層屋面板）；

2、主要功能：一、二層為小型商業(yè)網(wǎng)點、公廁、物業(yè)用房，裙房三層為商業(yè)用房，二～二十三層為普通住宅，地下一、二層為車庫，設備用房；

3、建筑面積：

總建筑面積：27553.29㎡，其中：地上建筑面積：20475.38㎡（商業(yè)面積：2591.01㎡；公廁面積：80.48㎡，物業(yè)用房建筑面積：102.11㎡），地下建筑面積：7077.91㎡；陽臺面積：1387.56㎡；建筑基底面積：1248.29㎡；

三、隔震設計

1、本工程建筑抗震設防烈度：八度；結構形式為框剪結構；采用建筑結構隔震設計；隔震支座下部抗震設防烈度為八度，隔震支座上部抗震設防烈度為七度；水平隔震縫為50mm，豎向隔震縫為500mm。

2、隔震層設計

《建筑抗震設計規(guī)范》對隔震設計提出了分部設計法和水平減震系數(shù)的概念。分部設計方法是把整個基礎隔震結構體系分成上部結構（隔震層以上結構）、隔震層、隔震層以下結構和基礎四部分，分別進行設計；而隔震層的設置對建筑造價、構造、施工等都有較大的影響，但從建筑專業(yè)考慮如果設置在建筑±0.000以上，對建筑立面效果、室內房間功能破壞太大，對建筑同時在嚴寒地區(qū)的外墻節(jié)能保溫也會有影響；如果設置在結構基礎上，又會產(chǎn)生造價偏大、建筑地下室防水困難、施工復雜等影響。最后在多方協(xié)調設計下確定隔震層設置在地下室頂板下，對工程造價、建筑室內外功能影響、施工難易度，均是最佳選擇。最后設計出地下室與裙房、隔震層、主樓±0.000以上、基礎四個結構部分。隔震層隔震元件為疊層橡膠隔震支座。

3、建筑在隔震設計中要點

（1）.隔震溝的設計

隔震溝的寬度應寬于豎向隔震縫，同時本工程又屬于嚴寒地區(qū)，還要考慮保溫層等厚度，最后再結合散水設計，本工程隔震溝的寬度設計為900mm寬（結構凈寬）；溝內的建筑外墻做保溫，溝擋土墻外迎水面做防水層兩道（4mm厚ARC-701耐根穿刺改性瀝青防水卷材一道+3mm厚SBS改性瀝青防水卷材一道；）壓入水平隔震縫用附加卷材一層內填聚乙烯泡沫塑料條堵嚴，外用防水砂漿填實抹光；考慮雨水對隔震溝水平隔震縫的影響，地下室結構頂板外挑1350mm作為隔震溝的蓋板（室內外高差450mm），隔震溝擋土墻與蓋板留50mm的水平隔震縫，蓋板出擋土墻結構外皮210mm，縫底距室外設計地面190mm，同時在結構外挑蓋板上做散水設計。

（2）.電梯井的隔震設計

因為電梯為消防電梯，電梯需下至地下二層，電梯井如果采用懸掛式梯井，懸掛長度較大，有10.24m，結構技術上實施有困難，施工也有難度，所以電梯井的采用支撐式電梯井。電梯井下隔震溝做到凈高1000mm，可以兼做電梯井隔震支座的檢修井，還能兼做消防電梯的集水坑。

（3）.室內隔震縫設計

本工程通過結構計算得出水平隔震縫為50mm，豎向隔震縫為500mm。

室內的水平隔震縫大部分在地下一層頂板下，隔震層雙梁之間的間距為400，在需要設置隔墻處在下部結構梁頂用加氣塊或多孔磚砌筑350mm高矮墻，留50mm水平隔震縫用瀝青麻絲或橡膠條等柔性材料填充。還有一部分在4層陽臺底板與3層裙房頂板處，因為主樓4層陽臺底板與3層裙房頂板在同一標高，此處就需要結構降板以滿足隔震要求，但是因為陽臺底板與裙房3層頂板均為現(xiàn)澆，50厚的水平隔震縫寬度在陽臺底板與裙房頂板交錯處，是無法施工的。為滿足施工，如果降板太多又會影響凈高（主要是梁下凈高）。所以在設計上要求先施工完成裙房頂板后，在交縫處鋪上一層低密度（ρ=15Kg/m3）EPS板后在EPS板上直接施工澆筑陽臺底板（陽臺底板梁上翻）。

樓梯處的水平隔震設計比較復雜，因為隔震縫的設置要滿足結構整體要求，而樓梯踏高與踏面需滿足建筑專業(yè)要求，所以水平隔震縫的位置一般不會正好在樓梯起始處，通常情況是在樓梯梯段中，并且高度不會正好與樓梯踏高契合。這種情況下，樓梯梯段隔震縫處低踏面就需要用脆性材料砌筑到踏高處，同時此脆性材料還要滿足樓梯踏面耐久性使用要求。還有做法就是水平隔震縫到了梯板底部后沿著梯板底端平行設置，這是就需要調節(jié)樓梯相鄰隔震支座的高度，而且還會有可能在樓梯內增加一組隔震支座，而增加設計與施工難度。但無論使用那種辦法，樓梯防護欄桿在隔震縫處均應斷開，并單獨固定。為了避免這些問題，本工程主樓處的樓梯連同電梯、電梯井整個豎向交通盒垂入結構基礎處用隔震支座支撐，從而避免了整個交通盒內的隔震縫出現(xiàn)。

室內的豎向隔震縫主要出現(xiàn)在地下室交通盒與貼近的樓板、內墻、梁、柱子處，這些地方的建筑做法可與常規(guī)的室內伸縮縫、變形縫做法相同。但需要注意的是，因為隔震縫一般比較寬，而且也不會像變形縫設置的那樣在建筑中很規(guī)則。經(jīng)常會穿過有特殊使用要求的房間，如穿越防火墻，此時就需要在縫內填塞A級防火材料以保證防火墻的防火功能。如穿越其它有特殊要求的構件時，還需要特殊設計。

四、對疊層橡膠支座隔震技術，國內外已做了較多工作，我國也正積極大膽嘗試應用，這是令人鼓舞的。然而尚待深入研究的問題還很多，比如，性能優(yōu)良的低摩擦材料的研制，各專業(yè)在隔震設計中協(xié)調配合，設計規(guī)程編制和軟件開發(fā)等。總的來說，人們比較普遍關注擔心的問題是實際隔震中強地震作用下工作性能究竟如何？這有待已有和新建隔震房屋經(jīng)受實際地震考驗。

隨著人們認識的加深和社會發(fā)展，走抗震與減震相結合的道路是發(fā)展的必然趨勢。疊層橡膠支座隔震技術的優(yōu)勢是大大提高了“大震”下的結構可靠性，并在地震設防區(qū)尤其是高烈度區(qū)可突破非減震時的層數(shù)等限制，不失為一個超規(guī)范研究的方向，其發(fā)展前景是廣闊的。

參考文獻：

[1]《建筑抗震設計規(guī)范》 GB50011-2010

[2]《建筑隔震橡膠支座》 JG118-2000

[3]《疊層橡膠支座隔震技術規(guī)程》 GECS 126：2001

[4]《建筑結構隔震構造詳圖》 03SG