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作者：m.xiaobudian.net 時間:2019-11-28 14:35??點擊: 次

云南省林科院辦公大樓為8層混凝土現(xiàn)澆框架結(jié)構(gòu)，建于1989年，經(jīng)抗震鑒定其抗震性能不滿足現(xiàn)行規(guī)范要求，需進行抗震加固。為減少對上部建筑使用功能的影響，降低綜合造價，縮短加固施工周期，對其采用隔震技術(shù)進行加固。

1 工程概況

云南省林科院辦公大樓位于云南省昆明市盤龍區(qū)黑龍?zhí)叮ㄓ?989年11月，總建筑面積為6816.74m2，建筑高度30.9m，為8層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，局部9層。原設計采用C20混凝土，主梁截面尺寸為250×（450～600），柱子截面尺寸為500×（500～600），其中少量樓板為鋼筋混凝土現(xiàn)澆板，整棟建筑由兩條防震縫分隔為三個單體。根據(jù)抗規(guī)，其抗震設防烈度應為8度，設計基本地震加速度峰值0.2g，屬于標準抗震設防類，場地類別為Ⅱ類，設計地震分組為第三組，場地特征周期為0.45s，50年重現(xiàn)期基本風壓為0.33kN/m2。
原結(jié)構(gòu)根據(jù)《工業(yè)與民用抗震設計規(guī)范》（TJ 11—74）進行設計，按照抗震設防烈度7度進行設防，期間國家對混凝規(guī)范和抗規(guī)范進行多次修訂，并且在指導思想上限制在地震區(qū)使用預制板結(jié)構(gòu)體系，因此該建筑的實際抗震設防設計標準已經(jīng)較現(xiàn)行規(guī)范要求有較大的差距。經(jīng)過抗震鑒定，原結(jié)構(gòu)的抗震措施及抗震承載力均不滿足現(xiàn)行規(guī)范要求，且混凝土強度等級僅達到C18水平，需要進行加固才能繼續(xù)使用。綜合考慮加固的經(jīng)濟性、施工工期及環(huán)境影響等因素后，將三個單體連接成整體，采用疊層橡膠支座進行基礎(chǔ)隔震加固的方法對原結(jié)構(gòu)加固處理，加固后建筑后續(xù)使用年限為40年。

2 隔震結(jié)構(gòu)分析

2.1 分析模型

采用ETABS 9.7.4建立相應的整體隔震三維有限元模型。由于原結(jié)構(gòu)大量采用預制板，因此模型中對樓板采取非強制剛性板，不計入預制板對結(jié)構(gòu)剛度的貢獻。在設計隔震層時，考慮了隔震層豎向承載能力及適宜的水平剛度，并進行了隔震層的抗風驗算，結(jié)果表明隔震層屈服力大于風荷載標準值的1.4倍，滿足抗風要求。本工程共使用了72個疊層橡膠支座。

2.2地震動評價

據(jù)場地條件選取了符合抗規(guī)要求的2條人工模擬加速度時程和5條天然強震記錄，7條地震波擬合反應譜與規(guī)范設計反應。

2.3 地震動響應分析

采用隔震技術(shù)后，結(jié)構(gòu)第1階周期由1.279s延長至2.619s，第2階周期由1.199s延長至2.539s，隔震結(jié)構(gòu)第1,2階振型分別為X向平動、Y向平動，第3階振型為繞Z軸（豎向）的扭轉(zhuǎn)。
隔震結(jié)構(gòu)和非隔震結(jié)構(gòu)的樓層剪力和傾覆力矩包絡。（圖中用帶“*”和不帶“*”表示隔震結(jié)構(gòu)和非隔震結(jié)構(gòu)的地震響應）由可知，該辦公樓隔震加固后的減震效果明顯。
隔震層由天然橡膠支座和鉛芯橡膠支座組成，其中天然橡膠支座近似為彈性支座，不具備耗能能力，因此鉛芯橡膠支座的耗能能力就決定了隔震層的耗能能力。設防地震作用下橡膠支座的滯回曲線，其中鉛芯橡膠支座滯回曲線飽滿，耗散了大部分地震能量，隔震層耗能約占輸入地震動能量的75%，大大減少了地震能量向上部結(jié)構(gòu)的傳遞，提高了上部結(jié)構(gòu)的抗震性能。
樓層層間位移角曲線，可知在設防地震作用下，上部結(jié)構(gòu)構(gòu)件仍然處于彈性階段，因此本綜合樓經(jīng)過隔震加固后可達到性能化設計中性能水準1的標準，達到“中震不壞”，上部結(jié)構(gòu)的抗震性能得到很大提高。
在罕遇地震作用下橡膠隔震支座最大水平位移為193mm，滿足抗規(guī)要求；考慮豎向地震作用，橡膠隔震支座罕遇地震作用下短期極大面壓為8.11MPa，小于30MPa，且所有橡膠支座均未出現(xiàn)拉應力，滿足抗規(guī)要求。

3 隔震加固施工技術(shù)

本工程采用隔震技術(shù)進行加固在云南省尚屬首例，施工方案按施工順序分為結(jié)構(gòu)卸載、基礎(chǔ)開挖、頂升與托換、單體拼接、整體恢復五個技術(shù)環(huán)節(jié)：
（1）結(jié)構(gòu)卸載：移除上部結(jié)構(gòu)活荷載、拆除非承重粘土磚隔墻、拆除原裝修，以減輕上部結(jié)構(gòu)荷載，確保順利頂升，并保證施工安全性，另外還應切斷水、電管線。
（2）基礎(chǔ)開挖與上部結(jié)構(gòu)局部補強：拆除一層散水、花臺及入戶臺階等附屬構(gòu)件，并將基礎(chǔ)周圍回填土開挖至基礎(chǔ)頂面，為隔震層施工留出操作空間。
（3）頂升與托換：頂升與托換為隔震加固施工的關(guān)鍵工序，綜合考慮安全性、經(jīng)濟性、可操作性及施工工期的影響，提出了包鋼托梁托換方法。
（4）單體拼接：待全部原結(jié)構(gòu)框架柱托換完畢，采用C30普通混凝土在原防震縫處二次澆筑梁、板結(jié)構(gòu)，將三個分離單體連接成整體框架結(jié)構(gòu)，同時采用C30混凝土整體現(xiàn)澆隔震層頂部梁、板結(jié)構(gòu)，以保證隔震加固后上部結(jié)構(gòu)整體性。
（5）整體恢復：單體拼接完成后，按照設計圖紙，分別恢復隔震層周圍擋墻、散水、室外臺階、樓電梯、水電管線、室內(nèi)外裝修，其中在擋墻、室外臺階、樓電梯、水電管線恢復施工過程應參照《建筑結(jié)構(gòu)隔震構(gòu)造詳圖》（03SG610—1），滿足隔震建筑的相關(guān)構(gòu)造要求。

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