建筑隔震設(shè)計(jì)相關(guān)問題探究

張玉鈺

規(guī)劃設(shè)計(jì) Planning and design

建筑隔震設(shè)計(jì)相關(guān)問題探究

張玉鈺

（蘭州交大設(shè)計(jì)研究院有限公司，甘肅 蘭州 730070）

建筑隔震設(shè)計(jì)是建筑設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容。建筑物的隔震性能是衡量其安全性能的重要指標(biāo)。本文主要分析介紹了建筑隔震設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容，并簡要闡述分析了建筑隔震設(shè)計(jì)在設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、經(jīng)濟(jì)效益和設(shè)計(jì)方法等方面的設(shè)計(jì)問題，重點(diǎn)介紹了隔震支座安裝方面的設(shè)計(jì)內(nèi)容，同時(shí)對隔震房屋的施工和質(zhì)量監(jiān)督等方面的注意事項(xiàng)加以闡述，以期為建筑隔震設(shè)計(jì)相關(guān)工作提供相應(yīng)的參考依據(jù)。

建筑；隔震設(shè)計(jì)；設(shè)計(jì)問題；施工；維護(hù)

從地理位置方面來看，我國恰好處于環(huán)太平洋及地中海地震帶與喜馬拉雅地震帶之間，其地震發(fā)生頻率相對較高。一旦發(fā)生地震，就會對社會民眾造成人員與財(cái)產(chǎn)損害，給社會帶來較大的不良影響。因此這就需要加強(qiáng)對房屋建筑的隔震設(shè)計(jì)，以增強(qiáng)建筑的防震效果，將地震的負(fù)面影響控制到最低。

1 建筑隔震設(shè)計(jì)的簡要概述

對于建筑物的隔震設(shè)計(jì)，主要是將橡膠支座和阻尼裝置等隔震部件合理設(shè)置在房屋的基礎(chǔ)、底部或下部結(jié)構(gòu)與上部結(jié)構(gòu)之間，以形成相應(yīng)的隔震層，使建筑物具有整體復(fù)位功能。這樣，就能夠從根本上保障結(jié)構(gòu)自振周期得以延長，結(jié)構(gòu)阻尼增加，進(jìn)而減緩阻隔地震能量的向上傳遞，將上部結(jié)構(gòu)中的地震作用得以減緩，進(jìn)而起到建筑物的防震作用。因此，建筑隔震技術(shù)需要被應(yīng)用在建筑設(shè)計(jì)過程中，以提升建筑物自身的隔震性能，以減少地震作用下對建筑物主體結(jié)構(gòu)與非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的破壞作用[1]。建筑物隔震結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)能夠顯著提升建筑物自身的抗震能力，有效保障建筑物內(nèi)部人員的安全。因此在針對建筑工程展開設(shè)計(jì)的過程中，對之做科學(xué)的隔震設(shè)計(jì)具有較高的必要性。

2 建筑隔震設(shè)計(jì)過程中的注意問題

2.1 明確標(biāo)準(zhǔn)，重視經(jīng)濟(jì)效益

建筑隔震設(shè)計(jì)在我國建筑行業(yè)方面的應(yīng)用尚處于起步階段。建筑隔震設(shè)計(jì)與施工應(yīng)用方面的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)尚不完善，也因此使得相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)難以形成對實(shí)際設(shè)計(jì)工作的有效指導(dǎo)，同時(shí)在設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)圖集方面也顯得不完善，這對于隔震設(shè)計(jì)工作開展也有著較大的不良影響。這就需要結(jié)合實(shí)際的建筑隔震要求，不斷豐富完善設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)圖集。建筑的隔震設(shè)計(jì)需要通過設(shè)計(jì)隔震支座，利用其自身的變形性能以消除地震作用，這樣能夠減緩地震作用向上部結(jié)構(gòu)中的傳遞。隔震支座及隔震構(gòu)件等相關(guān)設(shè)置雖然會在一定程度上增加工程造價(jià)，但是卻能夠有效支撐建筑物上層結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)建筑物自身的安全可靠性[2]。

因此，建筑物抗震構(gòu)件的設(shè)計(jì)安裝是不容忽視的。在地震發(fā)生后，隔震構(gòu)件可能會出現(xiàn)不同程度上的損傷，這就需要對其進(jìn)行及時(shí)的維修與更換。針對這些問題，就需要加強(qiáng)對設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和經(jīng)濟(jì)效益的重視程度。結(jié)合建筑工程的實(shí)際情況制定科學(xué)合理，切實(shí)可行的設(shè)計(jì)目標(biāo)，并不斷豐富拓展設(shè)計(jì)圖集。與此同時(shí)做好工程預(yù)算，積極協(xié)調(diào)解決建筑工程各參與方之間的問題。

2.2 掌握新型的設(shè)計(jì)方法

在建筑行業(yè)不斷迅速發(fā)展的社會背景下，隔震技術(shù)得到大范圍的應(yīng)用與拓展，尤其是在很多的大體量且較為復(fù)雜的建筑中都是必然需要進(jìn)行隔震設(shè)計(jì)的[3]。因?yàn)?，為增?qiáng)建筑的隔震設(shè)計(jì)效果，就需要不斷學(xué)習(xí)吸納先進(jìn)的新型的設(shè)計(jì)方法，其中比較新興的就是BIM技術(shù)，通過構(gòu)建建筑信息模型的方式，為建筑設(shè)計(jì)和施工提供重要的信息支撐。同時(shí)，新型的設(shè)計(jì)方法也能夠在一定程度上有利于工程成本的合理配置。

3 建筑隔震設(shè)計(jì)問題

3.1 支座面壓問題

建筑物一旦投入使用，隔震支座就需要長期承受建筑結(jié)構(gòu)中來自上部的作用力和地震作用力。這些作用力對于疊層橡膠支座的承壓面積影響最為嚴(yán)重，不僅會造成承壓面積的減小，而且還會造成承載力的明顯下降。根據(jù)現(xiàn)階段的建筑規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，需要對隔震支座的設(shè)計(jì)進(jìn)行多次反復(fù)驗(yàn)算，以保證支座面壓影響控制在合理范圍內(nèi)。具體主要從以下兩方面加強(qiáng)驗(yàn)算：其一，要加強(qiáng)對隔震支座面壓的驗(yàn)算，而不能僅僅局限于對支座水平方向的變形驗(yàn)算，這樣能夠進(jìn)一步加強(qiáng)建筑物在罕遇地震下的安全性與穩(wěn)定性；其二，應(yīng)該將地震作用影響作為評估支座平均壓力，以確保驗(yàn)算結(jié)果的準(zhǔn)確性和完整性[4]。

3.2 隔震方案分析

首先，從抗風(fēng)承載力方面來看，風(fēng)荷載產(chǎn)生的總水平力的計(jì)算需要結(jié)合建筑物的總重和應(yīng)用模型等條件作為計(jì)算依據(jù)。同時(shí),在《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》中明確規(guī)定有關(guān)風(fēng)荷載以及其他非地震作用下水平荷載標(biāo)準(zhǔn)值所產(chǎn)生總水平力應(yīng)低于結(jié)構(gòu)總重力10%的標(biāo)準(zhǔn)，需要將計(jì)算值與該標(biāo)準(zhǔn)加以比較，以確定其是否合理。此外，還需要結(jié)合《疊層橡膠支座隔震技術(shù)規(guī)程》，對其中風(fēng)荷載分項(xiàng)系數(shù)的選取標(biāo)準(zhǔn)做出確定，并結(jié)合實(shí)際承載力對風(fēng)荷載進(jìn)行檢驗(yàn)，保證其達(dá)到最終的設(shè)計(jì)要求[5]。

其次，在隔震方案設(shè)計(jì)中還需要從加速度時(shí)程的角度來展開分析。如：在設(shè)計(jì)中將區(qū)域范圍內(nèi)以往發(fā)生強(qiáng)震時(shí)的記錄調(diào)取出來，然后根據(jù)記錄進(jìn)行加速度時(shí)程模擬，然后繪制建筑工程隔震方案在面對該加速度時(shí)程時(shí)形成的反應(yīng)譜曲線，并對該曲線展開分析，保證其達(dá)到正常譜值的的范圍之內(nèi)。

3.3 隔震支座受拉問題

通常情況下，在地震作用力的影響下，隔震支座所承受的傾覆作用力很有可能會超過自身所能夠承受的作用力值。而對于高層建筑物來說，其所承受的豎向荷載力會相對較大，進(jìn)而引發(fā)較為嚴(yán)重的軸向變形，在一定程度上

影響高層建筑結(jié)構(gòu)的抗彎和抗剪能力，甚至發(fā)生結(jié)構(gòu)的側(cè)向變形[6]。近年來，建筑層高不斷增加，又進(jìn)一步增加了高層建筑物在隔震支座受拉問題影響下發(fā)生軸向變形的概率。因此，建筑結(jié)構(gòu)隔震設(shè)計(jì)過程中需要將軸向受力作為重要的影響因素加以考慮，最大程度上規(guī)避建筑結(jié)構(gòu)發(fā)生軸向變形的問題。

4 隔震建筑的施工

隔震層的設(shè)計(jì)與設(shè)置是隔震建筑施工的重要內(nèi)容，其主要表現(xiàn)在以下幾方面：隔振器的安裝與驗(yàn)收，隔震設(shè)備管線的施工等。

4.1 隔震支座安裝

對于隔震支座的安裝，最重要的是要保證支座為軸壓。這就需要嚴(yán)格控制隔震支座水平度和軸線位置，以滿足《疊合橡膠支座隔震技術(shù)規(guī)程》對相關(guān)指標(biāo)的要求。其具體標(biāo)準(zhǔn)要求如下：支承隔震支座的支墩( 或柱〕其頂面水平度誤差不宜大于5‰；在隔震支座安裝后, 隔震支座頂面的水平度誤差不宜大于8‰；隔震支座中心的平面位置與設(shè)計(jì)值位置的偏差不應(yīng)大于5.0mm； 隔震支座中心標(biāo)高于設(shè)計(jì)標(biāo)高的偏差不應(yīng)大于5.0mm。隔震支座在進(jìn)行位置測量的同時(shí)需要做好變形測量，并詳細(xì)記錄在冊。例如，對于隔震支座的豎向變形測量，可以通過在隔震支座的四周分別設(shè)置水平線，以量取相應(yīng)水平線之間的豎向距離，然后取其平均數(shù)。并且設(shè)定每周觀測一次，直至工程施工完成。整個(gè)過程中所記錄的豎向距離變化值就可以分析出隔震支座的豎向變形量[7]。

隔震支座的使用需要定期進(jìn)行測量檢查，一旦發(fā)現(xiàn)其存在損傷，使建筑結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能發(fā)生變化，就需要對隔震支座進(jìn)行更換。如果隔震支座周圍有足夠的位置可以放置千斤頂，則可以嘗試通過放置千斤頂將隔震支座上部結(jié)構(gòu)頂升，而不需要對隔震支座配置外包構(gòu)件，但需要保證隔震支座上下部結(jié)構(gòu)能夠滿足局部承壓的要求。隔震支座更換完成后再對千斤頂加以釋放，更換后的隔震支座則可以承擔(dān)起建筑上部結(jié)構(gòu)重量的作用。當(dāng)然，隔震支座的安裝要求需要滿足《建筑隔震橡膠支座》的行業(yè)要求。

4.2 隔震器的驗(yàn)收

隔震器的驗(yàn)收需要對以下內(nèi)容加以確認(rèn)，如產(chǎn)品書面文件的確認(rèn)，并核實(shí)隔震產(chǎn)品及配套安裝連接件的數(shù)量、型號是否與實(shí)際要求相吻合；產(chǎn)品的形狀與尺寸與標(biāo)準(zhǔn)要求是否一致，還需要檢查產(chǎn)品的外觀完整性，查看其是否存在缺陷或者破損等異常情況。其中，隔震層產(chǎn)品的書面文件主要包括供貨企業(yè)的資質(zhì)證明、出廠合格證、性能檢測報(bào)告等。

4.3 隔震房屋設(shè)備管線的施工

隔震房屋設(shè)備管線的施工一般需要從以下幾方面加以注意：首先，對于隔震層中的上下水的進(jìn)戶管位置處的連接應(yīng)該是任意錯(cuò)動的形式，并盡量采取不銹鋼波紋管等柔性接頭。其次，進(jìn)戶管柔性連接件的兩端應(yīng)該采取絲扣活節(jié)的連接形式，并保證連接器處于豎直狀態(tài)。最后，管道的安裝需要在確認(rèn)變形量滿足設(shè)計(jì)要求之后才可以加以固定使用。否則就需要針對問題進(jìn)行檢查并予以解決，確保其能夠正常投入使用。

5 隔震建筑物的質(zhì)量監(jiān)督與維護(hù)

5.1 施工質(zhì)量監(jiān)督

隔震層的施工質(zhì)量直接關(guān)系著建筑隔震工程的施工質(zhì)量，因此，需要加強(qiáng)對隔震層的施工質(zhì)量監(jiān)督與后期維護(hù)工作。其施工質(zhì)量一般需要有施工方進(jìn)行自檢，然后由監(jiān)理方進(jìn)行校核監(jiān)督。施工質(zhì)量監(jiān)督的重點(diǎn)內(nèi)容主要包括對隔震產(chǎn)品的性能質(zhì)量資料進(jìn)行核實(shí)，并進(jìn)行必要的實(shí)際抽檢工作；在預(yù)埋鋼板定位，并對隔震支座下部構(gòu)件澆筑混凝土后，則需要對預(yù)埋鋼板的軸心位置、標(biāo)高和平整度等重要參數(shù)進(jìn)行抽查檢查，以確保實(shí)際施工質(zhì)量滿足設(shè)計(jì)要求。同時(shí)，隔震支座的安裝位置、型號、數(shù)量等也需要重點(diǎn)檢查，使其與設(shè)計(jì)文件要求相一致。在隔震支座安裝完成以后，需要對隔震支座的軸線中心位置和預(yù)埋表面平整度進(jìn)行抽查，其抽查數(shù)量一般在10%左右。隔震支座的安裝要確保穩(wěn)定牢固，且支座附近的梁柱混凝土密室不存在蜂窩、麻面和漏筋等缺陷問題。隔震支座的質(zhì)量要全程監(jiān)控，避免發(fā)生各種損傷現(xiàn)象。并在安裝過程中對隔震支座的安裝和豎向變形做好施工記錄。此外，設(shè)備管線、接頭等零部件的安裝、設(shè)置需要嚴(yán)格按照施工要求來執(zhí)行。在隔震施工完成后，需要嚴(yán)格按照施工及驗(yàn)收規(guī)范等要求組織工程驗(yàn)收。

5.2 建筑隔震施工維護(hù)

對于建筑隔震層的維護(hù)，需要根據(jù)隔震層的實(shí)際施工情況，制定和執(zhí)行隔震支座的具體檢查和維護(hù)計(jì)劃。一方面，對隔震支座的外觀及變形情況進(jìn)行針對性的定期檢查，以確保其處于正常的使用狀態(tài)；另一方面，需要對隔震支座周圍的情況進(jìn)行檢查，定期查看是否存在限制上部結(jié)構(gòu)位移的障礙物，一旦發(fā)現(xiàn)存在任何形式的障礙物，都需要采取相應(yīng)的措施加以處理，以保障隔震支座的性能能夠得到最大程度上的應(yīng)用[8]。在日常維護(hù)工作中，需要對隔震建筑物的隔震構(gòu)造周圍以及隔震建筑物的入口附近設(shè)置專業(yè)的隔震警示標(biāo)記，以提醒業(yè)主方和相關(guān)人員對隔震層加以維護(hù)的意識，尤其是對隔震層部件和隔震層的整體構(gòu)造。隔震施工維護(hù)工作的開展需要遵循國內(nèi)的建筑規(guī)程要求，也需要不斷積極引進(jìn)國外先進(jìn)的隔震建筑維護(hù)管理辦法，以制定出適用于現(xiàn)行隔震建筑物的管理辦法，為隔震建筑物的后期運(yùn)行維護(hù)提供重要的保障依據(jù)。

6 結(jié)語

綜上所述，建筑隔震設(shè)計(jì)是建筑物設(shè)計(jì)的重要組成內(nèi)容，其隔震設(shè)計(jì)質(zhì)量直接關(guān)系到建筑物自身的隔震性能。良好的建筑隔震設(shè)計(jì)能夠提升建筑物自身的安全穩(wěn)定性，有效保障人們的工作和生活安全。因此，相關(guān)部門需要加強(qiáng)對建筑隔震設(shè)計(jì)的重視程度。在隔震設(shè)計(jì)過程中，需要全面結(jié)合隔震建筑的實(shí)際情況，選擇合理的設(shè)計(jì)方法和施工方法，以確保設(shè)計(jì)要求得到科學(xué)有效的落實(shí)。而對于隔震設(shè)計(jì)中所需要使用的施工工藝、施工構(gòu)件和施工材料等，則需要加大研究力度，以不斷提升其隔震性能優(yōu)勢。在設(shè)計(jì)和施工過程中，需要秉持嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的工作態(tài)度，把控好各個(gè)工作環(huán)節(jié)的工作質(zhì)量。這樣，在隔震設(shè)計(jì)方案的指導(dǎo)下，建筑物會具有良好的隔震性能、防水性能和防火性能，以保障建筑物安全穩(wěn)定的投入使用，并推動建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

[1]劉鍵.高層建筑結(jié)構(gòu)隔震設(shè)計(jì)關(guān)鍵問題分析與處理探究[J].四川水泥,2020(09):310+313.

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張玉鈺（1988.4- ），漢族，男，甘肅蘭州人，本科，工程師，研究方向：建筑設(shè)計(jì)工作。

TU7

A

1007-6344（2021）01-0293-02