CN103174231B - 混合控制减震结构施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种混合控制减震结构施工方法，该混合控制减震结构包括减震框架，所述减震框架由上部框架和下部框架组成，上部框架纵横向主框架梁交叉点的框架立柱下方与下部框架之间设有平板滑移支座，上部框架副框架梁十字交叉点的框架立柱下方与下部框架之间设有叠层橡胶支座；减震框架中最外侧的主框架梁上设有粘滞阻尼器，粘滞阻尼器两端与粘滞阻尼器支座固定，两个粘滞阻尼器支座分别预埋固定在上部框架最外侧主框架梁和下部框架最外侧主框架梁上。本发明的混合控制减震结构施工方法综合采用叠层橡胶隔震、平板滑移支座及粘滞阻尼器组成混合控制减震体系，发挥装置的各自优点，来耗散地震能量，从而达到更为理想的减震效果。
Description
技术领域
本发明涉及建筑减震装置施工方法。
背景技术
在经过5.12汶川8.0级大地震和青海玉树的7.1级大地震后，现在人们对抗震技术的要求也越来越高，对房屋建筑的抗震等级提出了更高的要求。传统的抗震结构体系是通过增强结构本身的性能来抗御地震的，如增加钢筋和加大梁、柱、墙截面尺寸，这样随着房屋建筑抗震等级的提高，房屋结构的钢筋和截面尺寸将成几何倍数的增加，便会大大增加结构施工成本，而且会对房屋空间的布局和结构的美观产生严重影响。传统的结构抗震方法越来越难以满足日益提高的抗震要求。
现有技术中一般单独采用叠层橡胶支座及平板滑移支座来作为减震装置，也不能满足较高的抗震要求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题就是提供一种具有整体复位功能的混合控制减震结构的施工方法，提高抗震能力，满足更高的抗震要求。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：混合控制减震结构施工方法，其特征在于：该混合控制减震结构包括减震框架，所述减震框架由上部框架和下部框架组成，所述上部框架和下部框架均由主框架和副框架组成，所述主框架包括若干根主框架梁，若干根主框架梁纵横向交叉设置，所述副框架设置在纵向及横向主框架梁围成的方格内，所述副框架包括两根呈十字交叉设置的副框架梁，上述主框架及副框架的框架梁交叉点下方设有框架立柱，其特征在于：上部框架纵横向主框架梁交叉点的框架立柱下方与下部框架之间设有平板滑移支座，上部框架副框架梁十字交叉点的框架立柱下方与下部框架之间设有叠层橡胶支座，所述叠层橡胶支座或者平板滑移支座安装于下部框架上部的方柱形墩台上；减震框架中最外侧的主框架梁上设有粘滞阻尼器，粘滞阻尼器两端与粘滞阻尼器支座固定，两个粘滞阻尼器支座分别预埋固定在上部框架最外侧主框架梁和下部框架最外侧主框架梁上，所述粘滞阻尼器支座包括一块固定钢板，所述固定钢板底面垂直设置有若干个柱脚，所述固定钢板顶面垂直连接一型钢，所述柱脚底部设有平板状的支撑脚；
其中，上述叠层橡胶支座及平板滑移支座的安装施工方法包括如下步骤：
1）在下部框架上支设墩台模板；
2）架设钢预埋板，采用预埋套筒及预埋钢筋对钢预埋板进行定位，钢预埋板与墩台内的竖向钢筋焊接固定；
3）钢预埋板与墩台一体浇筑；
4）安装叠层橡胶支座及平板滑移支座；
5）将叠层橡胶支座及平板滑移支座与上部框架固定；
另外，粘滞阻尼器安装施工方法包括如下步骤：
1）下部框架梁模板支设；
2）在粘滞阻尼器右端的粘滞阻尼器支座支撑脚底面上先焊接若干根钢筋，并在钢筋底端焊接支撑钢板；
3）利用汽车吊将粘滞阻尼器右端的粘滞阻尼器支座柱脚安置于下部框架梁模板上，然后对粘滞阻尼器支座进行临时加固；
4）下部框架梁混凝土浇筑；
5）将粘滞阻尼器与左端的粘滞阻尼器支座连接固定，所述型钢包括两块平行并垂直于固定钢板顶面的连接钢板，所述两块连接钢板之间设有连接筋，所述连接钢板上设有与粘滞阻尼器连接固定的连接孔，粘滞阻尼器左端设有耳板，该耳板与连接钢板对接，螺栓穿过连接孔将耳板与连接钢板紧固；
6）将粘滞阻尼器与左端的粘滞阻尼器支座直接起吊，并与粘滞阻尼器右端的粘滞阻尼器支座对接，然后通过螺栓初步连接粘滞阻尼器右端的粘滞阻尼器支座；
7)用千斤顶将左端的粘滞阻尼器支座有效固定，然后将粘滞阻尼器上所有螺栓紧固到位，扭矩值到144Nm～165Nm，使粘滞阻尼器与粘滞阻尼器支座紧固为一体；
8)上部框架梁施工。
作为优选，所述墩台上表面埋设有一块方形的钢预埋板，所述钢预埋板底面垂直设置有支脚，所述钢预埋板上设置有若干个灌浆孔和透气孔。
作为优选，所述墩台上表面长度、宽度比叠层橡胶支座或者平板滑移支座底面的对应长度及宽度尺寸至少增加50mm，所述墩台高度为100mm以上。
作为优选，所述灌浆孔设有四个，所述四个灌浆孔环绕钢预埋板中心均匀分布，所述透气孔设有八个，其中的四个透气孔呈正方形阵列分布于灌浆孔所连成的圆内侧，另外的四个透气孔呈正方形阵列分布于灌浆孔所连成的圆外侧。
作为优选，所述支脚包括十二根预埋辊，钢预埋板的四个边角上各设置有三根预埋辊，每个边角上的三根预埋辊均呈等腰直角三角形分布。
作为优选，所述连接钢板外侧面与固定钢板之间设置有加劲肋，所述加劲肋为直角三角形结构，每块连接钢板与固定钢板之间设有三块加劲肋，三块加劲肋之间的间距为150mm，加劲肋的厚度为20mm。
作为优选，所述连接孔呈4*3的矩形阵列分布，所述连接孔的竖向间距为150mm，所述柱脚底部设有平板状的支撑脚。
作为优选，叠层橡胶支座及平板滑移支座安装时，应通过预先埋设钢筋上设置的标高来控制水平标高，再利用千斤顶进行标高的微调。
作为优选，平板滑移支座安装完成后，应采取临时固定措施，保证支座X轴与Y轴中心线均与上部框架的结构梁处于同一中心线上。
作为优选，在叠层橡胶支座及平板滑移支座上放置一块比支座上平面大的支承钢板，支承钢板上焊接锚固钢筋与上部框架连接，并把支承钢板与上部框架一体进行浇筑。
本发明的混合控制减震结构施工方法综合采用叠层橡胶隔震、平板滑移支座及粘滞阻尼器组成混合控制减震体系，发挥装置的各自优点，来耗散地震能量，从而达到更为理想的减震效果，降低了施工成本，同时又减小梁、柱、墙截面尺寸，使空间布置更加灵活。
另外，为确保支座内的混凝土振捣密实，在钢预埋板上设置有若干灌浆孔和透气孔，作为浇捣时的观察孔及冒浆的标准，确保了支座内的混凝土振捣密实。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步描述：
图1为叠层橡胶隔震、平板滑移支座及粘滞阻尼器分布平面图；
图2为平板滑移支座构造图；
图3为叠层橡胶支座构造图；
图4为钢预埋板示意图；
图5为图4中的A-A剖视图；
图6为粘滞阻尼器支座主视图；
图7为粘滞阻尼器支座侧视图；
图8为粘滞阻尼器支座焊接钢筋和支撑钢板后结构示意图；
图9为左端粘滞阻尼器与粘滞阻尼器支座连接结构示意图；
图10为粘滞阻尼器与上框架梁及下框架梁的连接结构示意图。
具体实施方式
图1至图10示出了本发明的混合控制减震结构，其包括减震框架，所述减震框架由上部框架5和下部框架50组成，所述上部框架和下部框架均由主框架51和副框架52组成，所述主框架包括若干根主框架梁，若干根主框架梁纵横向交叉设置，所述副框架设置在纵向及横向主框架梁围成的方格内，所述副框架包括两根呈十字交叉设置的副框架梁，上述主框架及副框架的框架梁交叉点下方设有框架立柱，上部框架纵横向主框架梁交叉点的框架立柱下方与下部框架之间设有平板滑移支座，上部框架副框架梁十字交叉点的框架立柱下方与下部框架之间设有叠层橡胶支座。所述叠层橡胶支座302或者平板滑移支座202安装于下部框架上部的方柱形墩台上。
叠层橡胶支座302及平板滑移支座202设于上部框架5和下部框架50之间，所述下部框架上设有安装叠层橡胶支座及平板滑移支座的方柱形墩台，其中，叠层橡胶支座302设于叠层橡胶支座墩台301上，平板滑移支座202设于平板滑移支座墩台201上，叠层橡胶支座302及平板滑移支座202与上部框架5固定，叠层橡胶支座墩台301及平板滑移支座墩台201与下部框架50固定。
所述墩台上表面埋设有一块方形的钢预埋板20，所述钢预埋板底面垂直设置有支脚，所述钢预埋板上设置有若干个灌浆孔21和透气孔22。所述墩台上表面长度、宽度比叠层橡胶支座或者平板滑移支座底面的对应长度及宽度尺寸至少增加50mm，所述墩台高度为100mm以上。所述灌浆孔21设有四个，所述四个灌浆孔环绕钢预埋板20中心均匀分布。灌浆孔直径为150mm，四个灌浆孔中心所连成的圆的直径为1000mm。所述透气孔22设有八个，其中的四个透气孔呈正方形阵列分布于灌浆孔所连成的圆内侧，另外的四个透气孔呈正方形阵列分布于灌浆孔所连成的圆外侧。所述支脚包括十二根预埋辊23，钢预埋板的四个边角上各设置有三根预埋辊，每个边角上的三根预埋辊均呈等腰直角三角形分布。所述支脚还包括焊接在钢预埋板20上的钢筋柱24。钢筋柱24间的间距为380mm。
上述建筑减震装置的安装施工方法包括如下步骤：
1）在下部框架上支设墩台模板；
2）架设钢预埋板，采用预埋套筒及预埋钢筋对钢预埋板进行定位，钢预埋板与墩台内的竖向钢筋焊接固定；
3）钢预埋板与墩台一体浇筑；
4）安装叠层橡胶支座及平板滑移支座；
5）将叠层橡胶支座及平板滑移支座与上部框架固定。
叠层橡胶支座及平板滑移支座安装时，应通过预先埋设钢筋上设置的标高来控制水平标高，再利用千斤顶进行标高的微调。平板滑移支座安装完成后，应采取临时固定措施，保证支座X轴与Y轴中心线均与上部框架的结构梁处于同一中心线上。在叠层橡胶支座及平板滑移支座上放置一块比支座上平面大的支承钢板，支承钢板上焊接锚固钢筋与上部框架连接，并把支承钢板与上部框架一体进行浇筑。
另外，减震框架中最外侧的主框架梁上设有粘滞阻尼器101，粘滞阻尼器101两端与粘滞阻尼器支座1固定，两个粘滞阻尼器支座1分别预埋固定在上部框架最外侧主框架梁和下部框架最外侧主框架梁上。其中，粘滞阻尼器101左端的粘滞阻尼器支座1与上部框架梁501固定，粘滞阻尼器101右端的粘滞阻尼器支座1与下部框架梁502固定。
所述粘滞阻尼器支座1包括一块固定钢板10，所述固定钢板底面垂直设置有若干个柱脚15，所述固定钢板顶面垂直连接一型钢，所述型钢包括两块平行并垂直于固定钢板顶面的连接钢板12，所述两块连接钢板之间设有连接筋13，所述连接钢板上设有与粘滞阻尼器连接固定的连接孔14。所述连接钢板12外侧面与固定钢板10之间设置有加劲肋11。所述加劲肋11为直角三角形结构，每块连接钢板12与固定钢板10之间设有三块加劲肋11，三块加劲肋之间的间距为150mm，加劲肋的厚度为20mm。所述连接孔14呈4*3的矩形阵列分布，所述连接孔的竖向间距为150mm。所述柱脚15底部设有平板状的支撑脚16。
粘滞阻尼器安装施工方法包括如下步骤：
1）下部框架梁模板支设；
2）在粘滞阻尼器101右端的粘滞阻尼器支座1支撑脚16底面上先焊接若干根钢筋17，并在钢筋底端焊接支撑钢板18；所述柱脚呈5*3的矩形阵列分布，所述钢筋呈3*2的矩形阵列分布；
3）利用汽车吊将右端的粘滞阻尼器支座柱脚安置于下部框架梁模板上（并在汽车吊的帮助下使得模板轴线与粘滞阻尼器支座两轴线对中，用水准仪测得粘滞阻尼器支座的标高与水平状态，使得粘滞阻尼器支座平整），然后对该粘滞阻尼器支座进行临时加固；
4）下部框架梁混凝土浇筑（下部框架梁钢筋从粘滞阻尼器支座的柱脚中穿过，柱脚部位箍筋加密，将粘滞阻尼器支座与下部框架梁有效可靠的连接）；
5）将粘滞阻尼器与左端的粘滞阻尼器支座连接固定，所述型钢包括两块平行并垂直于固定钢板顶面的连接钢板，所述两块连接钢板之间设有连接筋，所述连接钢板上设有与粘滞阻尼器连接固定的连接孔，粘滞阻尼器左端设有耳板，耳板上设有螺栓孔，该耳板与连接钢板对接，螺栓通过连接孔及螺栓孔将耳板与连接钢板紧固；
6）将粘滞阻尼器与左端的粘滞阻尼器支座直接起吊，并与右端的粘滞阻尼器支座对接（粘滞阻尼器支座、粘滞阻尼器与混凝土表面的中心轴线重合），然后通过螺栓初步连接；
7)用千斤顶等将左端的粘滞阻尼器支座有效固定（左端的粘滞阻尼器支座达到平整、轴线对中后再进行固定），然后将粘滞阻尼器上所有螺栓紧固到位（扭矩值到144Nm～165Nm(拆松力矩为锁紧力矩的1.5～2.0倍)的设计标准值）；
8)上部框架梁施工。
下部框架梁模板支设完成后，应先在模板表面和对即将安装的阻尼器支座进行中心轴线的弹线放样，使得在放置时只要两轴线是否重合就可以确定阻尼支座是否放置正确。
由于粘滞阻尼器下部埋件重达0.85t且距离梁底模处还有240mm，因此为便于放置和固定，在粘滞阻尼器支座的支撑脚底面先焊接6根Φ32mm的钢筋和在钢筋底端部焊接一块50mmх50mmх20mm的支撑钢板，以便粘滞阻尼器支座在模板上的平稳放置。
本发明根据工程的平面形状和结构动力反应特点，布置隔震装置，并遵循均匀对称的布置原则，使结构在平面各个方向上的刚度相对均衡，隔震层重心与上部结构重心接近，从而减少扭转效应。即在下部结构与上部结构之间设置由叠层橡胶支座+平板滑移支座+阻尼器等装置组成具有整体复位功能的混合控制减震体系，发挥装置的各自优点，以降低结构的水平刚度，延长减震结构体系的自振周期，减少上部结构的地震效应，达到更为理想的预期抗震要求。
本发明具有以下优点：
1、社会和经济效益明显。本工法采用叠层橡胶支座+平板滑移支座+阻尼器等装置组成具有整体复位功能的混合控制减震体系，使房屋的建筑抗震等级得到了有效提高，在不降低建筑功能和结构美观的同时提高抗震性能，降低施工成本，使空间布置更加灵活。在地震频发地区或高等级抗震建筑运用中具有显著的社会和经济效益。
2、施工方便，工效高，施工质量易于保证。由于叠层橡胶支座+平板滑移支座+阻尼器等装置构件，需要专业生产单位根据设计的图纸加工生产后，再运到现场进行安装。而像平板滑移支座和阻尼器等装置都是巨大重量的构件，现场安装相当困难。通过本工法的施工运用后，只需投入少量的机械设备和人员即可完成支座的预埋和阻尼器等装置的安装。
3、施工安装精度高。由叠层橡胶支座+平板滑移支座+阻尼器等装置组成的混合阻尼控制减震体系对各支座埋件的水平度及平面位置的安装精度要求非常高，支承隔震支座的下支墩，其顶面水平度误差不宜大于5‰，隔震支座下支墩平整度小于2mm。通过本工法的施工，能确保水平度和平面位置的安装精度要求，确保混合阻尼控制减震体系整体施工安装质量，满足主体结构的抗震等级设计要求。
4、应用前景广阔。本工法综合采用叠层橡胶隔震、阻尼减震、平板滑移支座等多种减震装置组成混合控制减震技术体系，发挥装置的各自优点，达到更为理想的减震效果，为建筑的抗震提供了一种新的解决方式，应用前景十分广阔。
本工法适用于房屋建筑、桥梁、工业、能源等具有较高抗震等级要求的施工领域，能有效地提高建筑物的抗震等级，降低建造成本，建筑空间布置更加灵活。
Claims (10)
1.混合控制减震结构施工方法，其特征在于：该混合控制减震结构包括减震框架，所述减震框架由上部框架(5)和下部框架(50)组成，所述上部框架和下部框架均由主框架(51)和副框架(52)组成，所述主框架包括若干根主框架梁，若干根主框架梁纵横向交叉设置，所述副框架设置在纵向及横向主框架梁围成的方格内，所述副框架包括两根呈十字交叉设置的副框架梁，上述主框架及副框架的框架梁交叉点下方设有框架立柱，上部框架纵横向主框架梁交叉点的框架立柱下方与下部框架之间设有平板滑移支座，上部框架副框架梁十字交叉点的框架立柱下方与下部框架之间设有叠层橡胶支座，所述叠层橡胶支座(302)或者平板滑移支座(202)安装于下部框架上部的方柱形墩台上；减震框架中最外侧的主框架梁上设有粘滞阻尼器(101)，粘滞阻尼器(101)两端与粘滞阻尼器支座(1)固定，两个粘滞阻尼器支座(1)分别预埋固定在上部框架最外侧主框架梁和下部框架最外侧主框架梁上，所述粘滞阻尼器支座(1)包括一块固定钢板(10)，所述固定钢板底面垂直设置有若干个柱脚(15)，所述固定钢板顶面垂直连接一型钢，所述柱脚(15)底部设有平板状的支撑脚(16)；
其中，上述叠层橡胶支座及平板滑移支座的安装施工方法包括如下步骤：
1)在下部框架上支设墩台模板；
2)架设钢预埋板，采用预埋套筒及预埋钢筋对钢预埋板进行定位，钢预埋板与墩台内的竖向钢筋焊接固定；
3)钢预埋板与墩台一体浇筑；
4)安装叠层橡胶支座及平板滑移支座；
5)将叠层橡胶支座及平板滑移支座与上部框架固定；
另外，粘滞阻尼器安装施工方法包括如下步骤：
1)下部框架梁模板支设；
2)在粘滞阻尼器(101)右端的粘滞阻尼器支座(1)支撑脚(16)底面上先焊接若干根钢筋(17)，并在钢筋底端焊接支撑钢板(18)；
3)利用汽车吊将粘滞阻尼器(101)右端的粘滞阻尼器支座(1)柱脚安置于下部框架梁模板上，然后对粘滞阻尼器支座(1)进行临时加固；
4)下部框架梁混凝土浇筑；
5)将粘滞阻尼器(101)与左端的粘滞阻尼器支座(1)连接固定，所述型钢包括两块平行并垂直于固定钢板顶面的连接钢板(12)，所述两块连接钢板之间设有连接筋(13)，所述连接钢板上设有与粘滞阻尼器连接固定的连接孔(14)，粘滞阻尼器(101)左端设有耳板，该耳板与连接钢板对接，螺栓穿过连接孔将耳板与连接钢板紧固；
6)将粘滞阻尼器(101)与左端的粘滞阻尼器支座(1)直接起吊，并与粘滞阻尼器(101)右端的粘滞阻尼器支座(1)对接，然后通过螺栓初步连接粘滞阻尼器(101)右端的粘滞阻尼器支座(1)；
7)用千斤顶将左端的粘滞阻尼器支座(1)有效固定，然后将粘滞阻尼器上所有螺栓紧固到位，扭矩值到144Nm～165Nm，使粘滞阻尼器(101)与粘滞阻尼器支座(1)紧固为一体；
8)上部框架梁施工。
2.根据权利要求1所述的混合控制减震结构施工方法，其特征在于：所述墩台上表面埋设有一块方形的钢预埋板(20)，所述钢预埋板底面垂直设置有支脚，所述钢预埋板上设置有若干个灌浆孔(21)和透气孔(22)。
3.根据权利要求2所述的混合控制减震结构施工方法，其特征在于：所述墩台上表面长度、宽度比叠层橡胶支座或者平板滑移支座底面的对应长度及宽度尺寸至少增加50mm，所述墩台高度为100mm以上。
4.根据权利要求3所述的混合控制减震结构施工方法，其特征在于：所述灌浆孔(21)设有四个，所述四个灌浆孔环绕钢预埋板中心均匀分布，所述透气孔(22)设有八个，其中的四个透气孔呈正方形阵列分布于灌浆孔所连成的圆内侧，另外的四个透气孔呈正方形阵列分布于灌浆孔所连成的圆外侧。
5.根据权利要求4所述的混合控制减震结构施工方法，其特征在于：所述支脚包括十二根预埋辊(23)，钢预埋板的四个边角上各设置有三根预埋辊，每个边角上的三根预埋辊均呈等腰直角三角形分布。
6.根据权利要求1所述的混合控制减震结构施工方法，其特征在于：所述连接钢板(12)外侧面与固定钢板(10)之间设置有加劲肋(11)，所述加劲肋(11)为直角三角形结构，每块连接钢板与固定钢板之间设有三块加劲肋，三块加劲肋之间的间距为150mm，加劲肋的厚度为20mm。
7.根据权利要求6所述的混合控制减震结构施工方法，其特征在于：所述连接孔(14)呈4*3的矩形阵列分布，所述连接孔的竖向间距为150mm，所述柱脚(15)底部设有平板状的支撑脚(16)。
8.根据权利要求1所述的混合控制减震结构施工方法，其特征在于：叠层橡胶支座及平板滑移支座安装时，应通过预先埋设钢筋上设置的标高来控制水平标高，再利用千斤顶进行标高的微调。
9.根据权利要求8所述的混合控制减震结构施工方法，其特征在于：平板滑移支座安装完成后，应采取临时固定措施，保证支座X轴与Y轴中心线均与上部框架的结构梁处于同一中心线上。
10.根据权利要求9所述的混合控制减震结构施工方法，其特征在于：在叠层橡胶支座及平板滑移支座上放置一块比支座上平面大的支承钢板，支承钢板上焊接锚固钢筋与上部框架连接，并把支承钢板与上部框架一体进行浇筑。
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