浅析广元市中心医院综合大楼橡胶隔震支座技术应用

王永勇，蒙知伟

(1.成都民正建设有限公司，四川成都610000;2.广元市城乡规划建设和住房保障局，四川广元628017)

我国突发地震多，地震中建筑物的大量破坏或倒塌是造成严重灾害和损失的直接原因。随着我国经济的不断发展和人民生活水平的提高，人们对改楼宇使用功能以及增强楼宇抗震能力等问题提出了更高的新的要求。采用一种更加安全、有效、合理、经济的结构新体系，是工程领域的重要课题。橡胶隔震技术是一种工程抗震新技术，基本原理是通过增强橡胶支座，使整个建筑物的自震周期得以延长，减轻上部结构的地震反应。方法是利用支座的水平柔性形成一道柔性隔震层，通过柔性隔震层吸收和耗散地震能量，阻止并减轻地震能量向上部结构的传递，最终达到减轻上部结构地震破坏的目的。铅芯叠层橡胶支座是在叠层橡胶支座中部园形孔中压入铅制作而成的。由于铅具有较低的屈服点和较高的塑性变形能力，可使铅芯叠层橡胶支座的阻尼比达到20%～30%。铅芯具有提高支座的吸能能力，确保支座有适度的阻尼，同时又具有增强支座的初始刚度、控制风反应和抵抗微震的作用。铅芯橡胶支座既有隔震作用，又有阻尼作用，因此可单独使用，无需设阻尼器，使隔震系统的组成变得比较简单，可以节省空间，在施工上也较为有利。广元市中心医院门诊内科综合大楼既采用橡胶隔震技术。

1 工程概况

广元市中心医院门诊内科综合大楼位于广元市中心城区，是“5·12”汶川特大地震灾害后重建重点项目。该工程8度设防，采用钢筋混凝土框架剪力墙结构，地下两层，地上20层，建筑高度80.4 m，单体建筑面积47 022 m2。该工程采用橡胶支座隔震技术。

2 工程特点

目前在国内20层以上建筑采用隔震支座技术本工程尚属首例，本工程共采用155个隔震支座(LNR600=6个;LRB600=19个;LNR800=27个;LRB900=14个;LNR900=84个;LRB1000=5个);设计1号电梯井用24个、2号电梯井用12个、安装在电梯井－15.35 m筏板基础顶面，其它119个安装在－1.65 m以上，±0.00～－1.65 m设置为隔震层。－1.65 m以下拉梁及板为整体现浇层。由于本工程楼层高，采用的橡胶支座规格型号大，根据主楼和裙楼结构承重情况，在－1.65 m隔震层采用了各种规格型号。裙楼部位为单支座，直径较小，安装相对要简单一些，但主楼在一个柱顶处有两个或三个安装在同一柱(帽)顶:有19个柱(帽)顶安装双支座、9个柱(帽)顶安装三支座，而且每个支座直径较大，双支座和三支座都是采用900 mm或1000 mm支座，支座高度随规格型号不同变化，安装时以上部顶标高为准，支座下部不在同一标高，施工难度比较大。

3 施工程序

3.1 安装原理

橡胶隔震支座为专业厂家提供，现场组装连接安装。隔震支座上部和下部建筑结构分离，通过支座上下锚固连接为一体，由支座承受隔震层以上建筑物全部荷载。

3.2 安装准备

(1)安装前首先要考虑到支座不同规格型号的高度，按设计标注的支座位置分别计算出各规格型号支座底标高，确定支座下部柱(帽)的柱主筋高度及支墩浇筑高度。

(2)支座安装要在钢筋绑扎安装结束后，并且要对钢筋骨架进行稳固做到无摇晃现象才能进行，否则安装后会因钢筋骨架晃动或浇混凝土时造成支座较大位移偏差。

(3)测量定位:准备好测量所需的仪器及塔尺、水平尺、扳手和楔尺等测量检查工用具。

3.3 技术要求

按照CECS 126:2001《叠层橡胶支座隔震技术规程》进行安装。

(1)隔震支座柱(帽)的支墩，其顶面水平误差不宜大于5‰;在隔震支座安装后，隔震支座顶面的水平误差不宜大于8‰;

(2)隔震支座中心的平面位置的偏差不应大于5 mm;

(3)隔震支座中心的标高与设计标高的偏差不应大于5 mm;

(4)同一支墩上多个隔震支座之间的顶面高差不宜大于5 mm;

(5)隔震支座连接板和外连接螺栓应做防锈保护措施;

(6)在施工阶段，对隔震支座宜有临时覆盖保护措施。

3.4 质量检测

因该工程采用隔震支座技术的楼层高度目前在国内尚属首例，故从设计到构件生产直至施工安装每个环节都非常重视。生产厂家先进行了模拟试验，支座出厂前由厂家抽样送武汉华中科技大学检验所检验合格后出厂;构件运到现场由建设单位、监理单位、施工单位共同对各种型号的隔震支座按规定抽检数量现场抽样(对厂家已送检的支座不再作为抽检样品)，并由三方代表共同监督送达武汉华中科技大学检验所检验合格后进行安装。

3.5 安装施工

(1)定位轴线测量和安装高度测量;

(2)安装下部连接板，安装前将连接上表面弹成十字线，将连接螺栓拧入连接板套筒内，吊装到位、进行校正，校正可采用螺栓调节或木楔调节，经检查轴线位置和标高符合要求后要将连接板套筒与梁柱主筋点焊固定，以防止连接板位置左右移动和浇混凝土时向上移动，套筒螺栓与连接板接合处必须用胶带密封，防止浇混凝土时水泥浆进入套筒内;

(3)支座安装:待支座下部支墩混凝土达到一定强度(应不低于20 MPa)后，方可进行支座安装。先将下部连接板套筒螺栓卸掉，将支座吊装到位，螺栓连接孔眼对齐，将下部连接螺栓置入支座与下部连接板套筒内紧固，紧固螺栓时要两边同时进行。安装时如直径较小的支座可在安装前将上部连接板用套筒螺栓连接后再吊装到位安装，如直径较大的支座考虑到吊装重量可先安装支座后再将上部连接板吊装到位从上部连接板下再将套筒螺栓置入紧固，检查验收合格即算安装完成。支座安装顺序见图1～图8。

图1 安装支座下部连接板

图2 测量校正调节高差

图3 安装下部连接板螺栓

图4 已安装的浇砼后支座下部连接板

图5 安装隔震支座

图6 已安装的隔震支座

图7 对已安装的支座进行检查

图8 隔震支座上部梁钢筋安装

4 安装中应注意的事项

安装施工中除应满足CECS126:2001《叠层橡胶支座隔震技术规程》的技术要求外，还应特别注意以下事项:

(1)安装时连接螺栓和螺套与连接板交接处一定要采取密封措施，避免浇混凝土时水泥浆进入螺套内，导致螺栓拆卸安装困难和以后维修拆卸不便;

(2)隔震层下部与上部主体结构完全分离，是由支座的上下连接板螺栓套浇入混凝土结构中进行锚固连接，所以上下连接板锚固连接点处尤为重要。特别是下部连接板下的柱(帽)顶标高和柱主筋的高度要准确，节点处的附加钢筋要按设计要求设置，避免柱主筋顶标高不够，导致柱(帽)顶混凝土保护层超厚，达不到节点锚固要求;

(3)浇捣混凝土一定要保证质量，特别是支座下部连接板下混凝土一定要保证密实饱满，确保连接板与下部混凝土紧密结合，不得有间隙，并不得有浮浆，保证混凝土强度质量。直径小的支座施工较容易，直径大的支座施工相对比较困难;

(4)因支座下部节点承载上部荷载，此节点处钢筋布置较复杂，要合理调节布置，钢筋排距间留出螺栓套筒的位置;

(5)支座运至现场保管期间及安装后，一定要加强防火措施，支座处不得有火源和易燃物品。

5 结论及建议

(1)隔震减震技术是一项减轻地震灾害的新技术，但我国对该项技术应用起步较晚，并未得到广泛应用。2008年5月12日汶川大地震后引起社会各界对抗震减灾的高度重视。广元市中心医院门诊内科综合大楼属较大型公共建筑，采用隔震技术所带来的长远社会效益是很显著的，对新技术的推广应用起到了积极的作用。

(2)本工程－1.65 m层以下为支墩拉梁层，纵横向轴线主拉梁设计截面尺寸为1 000 mm×1 200 mm，隔震层上部(即±0.00层)梁1 000 mm×1 000 mm，梁内主筋 48φ25;梁箍筋为φ10@100/150(6)，纵横轴线主梁之间设十字次梁300 mm×700 mm(次梁与主梁中距不大于4 m)，拉梁层整体线浇板200 mm厚，配筋为φ12@150双层双向，在支座节点处、双向拉梁主筋、柱主筋、柱(帽)附加筋相互交叉，见图9～图11。

图9 三隔震支座柱头加筋示意及A－A剖面

图10 双隔震支座柱头加筋示意及B－B剖面

图11 羊隔支座柱头加筋示意及C－C剖面

在施工时很难准确留出支座锚固螺栓套的位置，浇筑节点处混凝土时也相当困难。因为上部荷载是通过隔震支座受力向下传递，而拉梁只满足整体刚性拉结作用，并不承受上部荷载，为切实体现采用隔震技术合理降低工程造价的优势，结构设计时可否考虑，在满足结构整体刚性的前提下，将拉梁的截面尺寸和钢筋配置适当合理调整，优化设计，做到更经济合理，真正达到降低工程成本的目的。

(3)广元市中心医院门诊内科综合大楼工程于2010年11月安装隔震支座，2011年8月底主体竣工，隔震支座安装后，经多次检查至今未发现异常现象。由此可见，该项技术在高层建筑中的运用是成功的，可大力推广使用。

［1］CECS126:2001叠层橡胶支座隔震技术规程［S］