框架式建筑抗震设计与施工探析

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摘要：地震是地球上主要的自然灾害之一,地震产生的地震波可直接造成建筑物的破坏甚至倒塌,而我国恰巧处于欧亚与环太平洋两大地震带的交汇处，近些年我国多次发生地震灾害，给人民生命及财产安全带来严重危害，因此，建筑工程中应重视抗震设计和施工。

关键词：框架式；建筑；抗震

1概述

1.1传统的抗震结构

传统的抗震结构一般采用框架结构(适用于不高于30m的底层建筑)以及框架—抗震墙结构—（自70年代以来，我国建设的不高于25层的民用建筑以及不高于8层的工业建筑）。

1.2新型抗震结构

框架—抗震墙结构是现在主要运用的抗震结构，但是在实际运用中，发现一些高层建筑的抗震墙设置了很多，但是并没起到应有的效果，因此，我们现在引进一种新型材料来强化框架—抗震墙结构。HRD支座为高阻尼隔震橡胶支座的简称，该产品研发的依据是基础隔震的概念，传统隔震方式为抗震墙,即“以刚克刚”对的被动方式，而该产品实现了“以柔克刚”的主动隔震方式，一场8级地震在合理的运用了HRD支座以后，那么这栋建筑物就只需要大约承受5.6级的地震就可以了，大大降低了建筑成本。

2工程概况

昆明倘甸产业园区暨轿子山旅游区第一高级中学工程，项目面积为101894㎡；其中：教学楼20521㎡，试验行政楼15056㎡，宿舍36906㎡，图书馆5309㎡，食堂6222㎡，报告厅1087㎡，室内体育馆6942㎡，地下室9442㎡，大门117㎡，运动场292㎡；教学楼、图书馆以及实验楼设置HRD支座；其教学楼地下室为整个项目隔震施工的核心部位，教学楼建筑檐高21.4m。地上与地下分别设计5层、1层，HRD支座设置于首层与地下一层之间，其中隔震部件为HRD支座，隔震层高度是1.8m。

3施工技术及研究成果

3.1总体施工方案施工前必须对图纸进行核对，通过列表分析各个框架所设置的HRD支座，HRD支座的采购应当及时，并将框架结构分模块分批进行制作并运往施工现场，现场工作人员需对到货材料进行检测，确认合格后方可按图表需要分批次，分块放置在施工现场备用。

3.2HRD支座的施工技术

3.2.1施工特点(1)可准确控制HRB支座安装的轴线及标高。(2)安装施工简便，施工安全、快速，对施工环境要求较低，可在各种复杂环境中进行安装调试。3.2.2工艺原理(1)通过柔性层对地震能量进行隔离、耗散，防止低能量传输到上部结构，国内外相关学者通过长期分析研究，产生了隔震减震技术。该技术是通过HRD支座安装于建筑结构的基础位置，所形成的隔震层能够增大阻尼、延长结构自振周期，降低向上层结构输送能量的目的，最终实现预期的防震要求。由地震模拟实验表明：隔震层可将地震的破坏性缩减为原来的C指上支墩；D指隔震层上部结构。(2)HRD支座的安装标准应当综合考虑其使用状态、框架结构形式以及地震的烈度，根据HRB支座的安装标准，经提炼、完善后形成本施工方法。3.2.3工艺流程施工前必须对图纸进行严格核对，通过列表的方式根据型号和数量分别对HRB支座以及其他零配件进行统计 3.2.4操作方法(1)下支墩钢筋的绑扎，套筒、锚筋的预埋下支墩绑扎钢筋的施工流程按常规进行，如果安装锚筋时受到主筋或箍筋的影响，需要对其位置进行适当的调整，钢筋柱体垂直度和平行度的调整通过临时支撑的设置来实现；待模型钢筋安装完成后预支浇口套筒，做法是：1）支墩各角位置进行短钢筋的焊接，设计标高线绘制于支墩的顶部；2）在支墩顶部拉上十字线；3）定位钢板上通过墨斗弹上十字线；4）待确定定位钢板位置准确后，点焊固定；5）套筒、锚筋安装于定位钢板孔洞的位置，塑料套管完成放置后通过螺栓进行拧紧；6）套筒与锚筋均通过电焊加固的方式焊接于钢筋的骨架之上，避免套筒发生变形。(2)隔震层以下混凝土的浇筑必须重视套筒以及定位钢板的保护工作.(3)下支墩立边模，混凝土浇筑操作要点：1）混凝土进行浇注时应注意其密实度，位于定位钢板下部的混凝土易发生空洞，因此在混凝土进行浇注时，进料应在定位钢板面之上，同时进行加强振捣；3）完成混凝土的浇捣之后，应当通过标高线对混凝土表面进行找平，确保其平整度；4）定位钢板在混凝土完成初凝后进行拆除，同时磨平混凝土表面，此外应当避免套筒中落入混凝土。(4)安装隔震橡胶支座当混凝土达到70%的强度后，再进行隔震橡胶支座的安装，具体安装步骤是：1）将混凝土平台上不平的地方打磨平整；2）将所需的不同型号HRD支座安装到位；3）采用一定的工具使抗震胶垫能够移动到位，同时采用螺栓进行紧固；4）将隔震橡胶支座抬高，缝隙位置垫厚度约2～3mm水泥浆，采用高强度螺栓进行拧紧。5）对隔震橡胶支座的平整以及标高等进行复测，同时作好检查记录工作。(5)上支墩立模首先对上部的套筒及锚筋进行安装，然后通过扭矩扳手对其进行拧紧；上支墩模板的支立必须严格根据设计尺寸进行；下支墩的底部铺设厚度为1mm的油毛毡，方便今后拆卸HRD支座。(6)上支墩钢筋绑扎上支墩钢筋完成下料以及弯制成形后，进行钢筋笼的绑扎，作为保护层设置于其底部的水磨石垫块采用塔吊的方式完成安装工作；然后对梁板钢筋进行绑扎，最后是对上层结构的柱钢筋进行绑扎。(7)上支墩浇筑砼上支墩浇筑混凝土与下支墩相同。3.2.6施工效果(1)是我国建筑水平提高的表现，我国目前已经建设了超过1000座隔震建筑，成为世界上建设隔震建筑最大的国家之一，极大的降低多震地带发生地震时对人身及财产的伤害和损失。(2)有利于节约资源。通过采用隔震技术，极大的降低了用于上部结构的钢用量，同时隔震层的上层结构混凝土用量以及钢用量分别降低了20%和50%，不仅是对资源的节约，而且还有效减少了污染物排放，最终达到保护环境的目的。

3.3框架的施工

3.3.1适用范围整体装配式框架结构特别适用于柱距单一，单层面积较少的住宅施工以及标准型写字楼施工。3.3.2工艺原理以每层、每户为标准单元，将结构拆分成不同种类的便于制造与安装构件并绘制零件图纸。梁、板等水平构件采用叠合形式，除外墙楼梯等构建现场浇筑外，其余构件全部采用工厂定制，简化了现场施工，缩短了周期，减少了现场施工人员的数量。

4施工效益

4.1经济效益

由于此楼建设速度快，能促使资金早日回笼，同时满足客户迫切的需求，在规模化生产后，建设资金可节约20%-30%，同时相比较传统建设方法，可节省工期3-4个月，在质量方面，由于经过前期的设计，主体结构的制作是采用工厂化模式进行的，有效防止了由于施工现场原因而导致的质量上的通病。

4.2社会效益

该技术由于具有施工简易、可靠安全的优点，因此能够保证其工程质量，同时明显减小安装所需的时间，相比于传统的施工方法可以在人工上节约30%；常规的周转材料上可以节约约8％；内外装饰所需的工期较短，因此竣工工期能够缩短将近20％；基本上能够防止现场进行湿作业，建筑垃圾能够减小约70％，施工用水节约50％左右，有效降低了噪音的污染，具有明显的节能环保优势。

5结束语

隔震支座由于对地震波进行了大量的吸收和减缓，只剩下原来1/4～1/8之间，同时加速度反映也减小了6倍，因此结构受力大大减小，用于隔震层上层结构的混凝土量和钢筋量分别降低了20%、50%，减去隔震橡胶支座和隔震层的钢筋混凝土费用后，综合效益节省在5%～9%之间，就有较大的社会效益。

参考文献：

[1]陈旻.建筑结构隔震技术研究[J].山西建筑,2009(7).

[2]彭彤.对建筑抗震结构设计的探讨[J].科技创新导报,2009(2).

作者:刘洋 单位:中铁十六局集团第四工程有限公司