摘要：本文以蘭州市某小學校四層框架結構教學樓基礎隔震抗震加固為研究背景，探討了利用疊層橡膠隔震支座對既有建筑基礎進行托換改造，減小結構在水平地震力作用下剪切破壞力，從而提高房屋的結構安全性。通過工程設計概算評價，該項研究成果對高烈度抗震設防地區中小學教學用房提高結構的抗震安全性具有重要的參考和推廣價值。

　　關鍵詞：框架結構;隔震;加固

　　1　項目的研究背景

　　在我國普及9年制義務教育階段，新建的農村中小學教學樓相當一部分為4-5層框架結構。5.12汶川8.0級特大地震和7.24岷縣漳縣6.6級大地震震害證明，框架結構房屋雖然其抗震性能總體優于砌體結構，但結構受到當時設計規范的制約，結構整體抗震性能差、延性低、易發生脆性破壞、容易造成大量人員傷亡和財產損失的案例同樣較多。國家在2008年7月頒發的《建筑工程抗震設防分類標準》 GB 50223-2008第6.0.8條將教育建筑中，幼兒園、小學、中學的教學用房以及學生宿舍和食堂的抗震設防類別定為應不低于重點設防類(乙級)。2009年國務院發文強調確保校舍工程安全，要求對全國各中小學校舍啟動整體質量狀況調查和改造重建工作，9年多過去了，受到經濟發展水平制約，西部欠發達地區校舍建筑抗震改造推進任然比較緩慢，不少校舍未達到國家現行的抗震設防要求;對中小學校舍抗震排查、建筑隔震改造、抗震加固，把學校建成最安全、家長最放心的地方成為學校和教育主管部門義不容辭責任，是推動和諧社會建設的基本保障。本研究項目通過采用建筑物基礎隔震技術對舊建筑進行基礎改造施工，通過橡膠支座的減震作用，減少上部結構的地震能量輸入，降低水平地震力對上部結構的剪切破壞作用，提高房屋的整體抗震性能。通過對工程實際案例的分析研究，對高烈度抗震設防地區中小學框架結構教學用房提高抗震安全性具有重要的參考和推廣價值。

　　2　研究對象的工程概況

　　該研究項目位于蘭州市西固區，為該區某小學四層全框架結構的教學樓，建筑物長40.90米，寬15.40米，平面布局為不規則矩形，建筑物地上四層，一至四層層高均為3.60 米，五層為3.30米，設計室內外高差-0.45米，建筑物高度為 14.150米，無地下室，工程總建筑面積2637.86平方米。2002 年7月工程完成竣工驗收并交付使用，施工資料比較齊全。

　　3　通過工程結構鑒定評估，判斷基礎加固的可行性

　　對建筑物進行結構鑒定與評估，是建筑物進行結構加固的依據，也是工程加固是否可以進行的首要問題，為掌握既有建筑結構的安全、適用和耐久性是否滿足正常使用要求，在改造加固前必須進行結構檢測評估加固的可行性。根據檢測結果，依據現行國家的、行業、地方的規范、標準，對既有建筑進行分析計算，評價原有結構的安全性和耐久性，編制加固施工技術路線圖。依據《建筑抗震鑒定標準》 GB50023-2009條款，A類鋼筋混凝土房屋應進行抗震能力兩級鑒定，當符合第一級鑒定時，除9度地區外，不進行抗震驗算而評為滿足抗震鑒定要求;不符合第一級鑒定要求時，需要在第二級鑒定中采用屈服強度系數和綜合抗震能力指數的方法進行判斷。該工程為雙向全現澆框架結構，框架梁板柱為整澆節點，平面局部突出較小，且不大于該方向總長度的30%，立面局部縮進的尺寸不大于該方向水平總尺寸的25%，樓層剛度不宜小于其相鄰上層剛度的 70%，且連續三層總的剛度降低不宜大于50%，平面內的抗側力構件及質量分布基本均勻對稱。

　　4　既有建筑的隔震設計

　　建設場地抗震設防烈度為8.0度(基本地震加速度為 0.20g)，建筑場地為Ⅱ類三組，場地特征周期為0.45s，多遇地震時加速度峰值為70cm/s2 ，設防烈度下加速度峰值為 200cm/s2 ，罕遇地震時加速度峰值為400cm/s2 ，本結構的建筑高度是14.15m，寬度是15.40m，高寬比是小于4，滿足《建筑抗震設計規范》(GB 50011-2010)結構高寬比宜小于4 的要求。建筑物原基礎形式為下柱大直徑人工成孔灌注樁基礎，采用的基礎穩定性較好，本工程風荷載產生的最大水平剪力標準值為小于結構總水平力不超過結構總重力的 10%，建筑上部結構特征適合采用基礎隔震措施。

　　5　基礎隔震層構造設計

　　在建筑物基礎部分增加隔震層的關鍵技術首先要保證基礎下支墩(截樁后的樁頭下部分)、上支墩(截樁后的樁頭上部分)都要有足夠的水平剛度，為此本項目中在距離截樁后樁頂下方0.20米以下增設不小于0.25米的全現澆鋼筋混凝土底板，底板的范圍必須延伸到隔震溝的外側，底板混凝土強度等級不低于C35，雙層雙向鋼筋網片的配筋率不得小于0.20%。在地梁標高處增設隔震層頂板，厚度不得小于0.18米，頂板四周與外墻地梁錨固，頂板混凝土強度等級不低于C35，雙層雙向鋼筋網片的配筋率不得小于 0.20%，頂板與地梁之間通過化學植筋錨固。為方便支座安裝，在上支墩下方和下支墩上方安裝厚度不小于20毫米的鋼板墩帽，墩帽直徑要完全吻合與支墩，橡膠支座安裝完成后用角鋼將支座圍焊在墩帽上。支座施工完成后，隔震層凈高1.500米，能夠滿足日常檢修和維護要求。同時要求在建筑物四周設置寬度0.40米，深1.00米隔震溝，建筑物臺階、坡道、散水與建筑物之間設計能夠滿足建筑物水平移動要求的柔性變形連接，對穿過隔震層的水暖管道、電線電纜均采用柔性接頭過度，建筑物施工完成后，要做好隔震支座的防火封堵。

　　6　基礎隔震脫換施工

　　該工程中的主要工藝流程為：切斷原建筑物供水、排水、暖氣管網和強弱電供電網絡;拆除一層地面的裝飾層、散水、素混凝土和灰土墊層、拆除原建筑物范圍內的防水地溝;開挖房心回填土至設計標高;施工基礎隔震層底板和隔震溝;安裝框架柱臨時支撐系統;截斷原有井樁;安裝橡膠支座下連接板;安裝隔震橡膠支座和上連接板;固定橡膠支座;地梁植筋，支隔震層頂板模板、綁扎隔震層頂板鋼筋;澆筑隔震層頂板混凝土;安裝隔震層內水、暖管網，布強弱電橋架和電纜;安裝隔震溝蓋板、恢復室外臺階。 1)該工程地處蘭州市西固區，天然地面2.00米以下地基土比較松軟，地基土的承載了較低，需要進行翻夯換填處理，處理后的3：7灰土和素土壓實系數均不得小于0.95，平板載荷實驗承載力特征值不得小于180MPa。 2)在基礎脫換施工前要進行臨時支撐系統承載機構設計，合理布置液壓伺服頂升控制系統，通過系統調試給結構施加頂升力。

　　7　結語

　　隨著我國的快速發展，隔震技術應用在了新建的建筑中，但還有大批的建筑面臨著加固改造的問題，既有建筑隔震加固技術在以后的應用前景非常廣泛，相比于抗震加固會取的更大的經濟效益和社會效益。本項目通過對技術方案的工程投資估算，改造施工的平方米造價為1250元(含稅)，工程造價適中，建設單位能夠接受。但在隔震加固改造中施工技術方面都還存在不足，還有很多問題沒有解決，需要我們共同努力研究。

　　參考文獻

　　[1]GB 50011-2010(2016年版)，建筑抗震設計規范[S].

　　[2]GB 50367-2013，混凝土結構加固設計規范[S].

　　《某小學框架結構教學樓隔震加固關鍵技術研究》來源：《中國建材科技》，作者：李貴文。