公共建筑消能减震复合式约束支撑施工技术研究

任乐

（中铁三局集团投资有限公司，山西太原 030073）

0 引言

随着经济建设的发展，建筑消能减震作为建筑工程中主要的一种减震形式，应用非常广泛。在地震作用下，建筑结构会发生破坏，进而造成大量人员伤亡以及财产损失，因此，为了保证建筑在地震作用下不发生破坏，必须对建筑采取相应的减震措施[1-2]。减震消能是一种降低建筑地震破坏的有效措施，能够消减地震产生的震动，从而保证建筑结构安全[3-7]。现有消能减震技术比较单一，要么单一减小水平向的震动，要么单一减小竖向的震动，不能同时减小两个方向的震动。

结合某实际工程，本文对公共建筑消能减震技术开展研究，可以有效提高阻尼器安装效率，优化消能减震约束支撑穿梁柱结构，为今后类似工程提供经验借鉴。

1 工程概况

朔州市大医院建设工程位于长宁街以南，用地面积209647.79m2。朔州市大医院建设工程主体结构为框架结构，主要为劲性钢骨柱、梁，分部于1#至4#楼各单体楼体中。为了提高建构筑物在大震下的抗倒塌能力，往往在高层建筑中采用消能减震结构。消能减震是指在结构中安装消能器（阻尼器），通过消能器消耗地震输入的能量，减小房屋地震反应，也是一种消耗地震能量的软抗震技术。消能器属于非承重构件，其功能仅是在结构变形过程中发展消能作用，对结构的承载力和案例性不构成任何影响或威胁。表1 为朔州市大医院建设工程所采用的阻尼器参数与用量。

表1 阻尼器用量

2 粘滞阻尼器安装工艺

2.1 安装准备

安装前，依据《建筑消能阻尼器（JG/T 209—2012）》中的相关规定，应按照设计图纸要求进行比例不低于50%的抽样检测。朔州市大医院建设工程采用3500kN 动载试验台（ZL002）对采用的粘滞阻尼器进行物理力学性能指标的检测，检测结果表明其相关指标均满足表2 中的要求。

2.2 预埋件安装

根据设计要求进行放线定位，确定预埋件的安装位置，将预埋件植入混凝土墙体内部。施工时，使用水平仪测量预埋钢板表面是否水平，对预埋件进行找平校直，保证横向及纵向水平后与现场主筋点焊固定。

2.3 阻尼器安装

图1 为阻尼器安装示意图，首先将下节点板放置到位后点焊固定，然后采用销轴将粘滞阻尼器与上、下节点板连接固定，连接间隙公差不超过0.3mm。采用千斤顶或吊装设备将粘滞阻尼器调整至水平，使用水平仪测量，确定粘滞阻尼器水平且不偏不扭，误差小于±10mm。最后观察阻尼器整体安装的协调性，无误后将节点板与预埋件满焊固定。安装后的阻尼器如图2 所示。

表2 粘滞阻尼器力学性能指标

图1 粘滞阻尼器安装

图2 粘滞阻尼器安装效果

3 消能减震约束支撑穿梁柱结构施工工艺

为了既可消减建筑物梁柱节点处的竖向震动，又可消减该节点处的水平向震动，朔州市大医院建设工程提出一种如图3 和图4 所示的消能减震约束支撑穿梁柱结构，主要包括竖向减震阻尼、水平减震阻尼、柱预埋板、梁预埋板、柱子和梁。其中，竖向减震阻尼位于柱预埋板与梁预埋板之间；竖向减震阻尼与梁预埋板和柱预埋板之间通过水平减震阻尼连接，柱预埋板通过柱预埋螺钉固定于柱子上，梁预埋板通过梁预埋螺钉固定于梁下部。主要安装步骤如下。

（1）安装预埋板：根据施工图纸确定柱预埋板和梁预埋板需要安放的位置，将柱预埋螺钉和梁预埋螺钉穿过预埋螺孔，即可将柱预埋板和梁预埋板紧紧固定在柱子和梁下部。

（2）拼装竖向减震阻尼：先将竖向减震弹簧放置在竖向筒身中，再将竖向阻尼顶头与竖向杆身焊接牢固后放置在竖向减震弹簧上，最后将竖向阻尼卡环放在竖向筒身上方。

（3）拼装水平减震阻尼：先将水平减震弹簧放置在水平阻尼套筒中，再将水平阻尼杆一端分别与水平阻尼顶头、水平阻尼套筒底焊接牢固，并把焊接好的水平阻尼顶头放置在水平减震弹簧上，最后将水平阻尼卡环放在水平阻尼套筒上方，并把球形连接头与水平阻尼杆另一端焊接牢固。

（4）组装减震阻尼：将拼装好的部分水平减震阻尼一端安放到竖向球形梁卡槽中，另一部分水平减震阻尼一端安放到竖向球形柱卡槽中。

图3 新型消能减震约束支撑穿梁柱结构

图4 竖向和水平减震阻尼结构

（5）固定减震阻尼：将安放到竖向球形梁卡槽中的水平减震阻尼另一端安放到梁球形卡槽中，安放到竖向球形柱卡槽中的水平减震阻尼另一端安放到柱球形卡槽中。

4 结论

结合某实际工程，本文以公共建筑消能减震技术为研究对象，在粘滞阻尼器的安装与检测技术的基础上，提出一种消能减震约束支撑穿梁柱结构，可有效消减梁柱节点处的水平向和竖向震动。