应用基础隔震加固技术,延庆一中校舍安全性能大提升

背景

2008年5月12日14时28分,四川省汶川市,当孩子们像往常一样在校舍中聚精会神的上课时,低沉的轰隆声划破苍穹,大地开始了剧烈的颤抖……据统计,汶川地震造成四川全省13768所(个)学校(含教学点和附设班)受灾,涉及在校生930万人;倒塌危房校舍面积1151万平方米,受损校舍面积2423万平方米。

地震发生后,校舍的抗震性能问题引发了举国上下的关注,中央和各级地方政府迅速行动,开展全面的校舍抗震性能检测工作。在这一背景下,位于北京市延庆区的延庆一中科技楼依据《建筑抗震鉴定标准》的要求需要进行抗震加固。

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(图为延庆一中科技楼)

基础隔震加固技术发挥优势

改造前,延庆一中科技楼的抗震设防烈度为8度,建筑场地类别为II类,其粘土实心砖房最大高度、粘土实心砖房最多层数、粘土实心砖房横墙最大间距、墙体的抗力与效应之比四个方面不符合《建筑抗震鉴定标准》的要求。

通过对多种方案的比较,设计师为科技楼量身定制了通过基础隔震技术进行抗震加固的方案。这种技术主要通过安装在建筑基础部分的隔震支座发挥抗震作用。施工人员首先对建筑的一层地面和部分隔墙进行拆除,经过一系列准备工作安装隔震支座后将原有墙体断开并填充柔性材料,对隔震层外露金属部件进行防锈处理后再完成对建筑一层的恢复和装修。

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据了解,基础隔震加固技术不仅抗震性能好,施工对建筑上层的正常使用影响也较小,非常适合学校、医院等公建场所采用。经测算,延庆一中科技楼采用基础隔震加固技术后,抗震性能得到显著提高:

√ 层间剪力大大降低,最大层间减震系数小于0.40,可以将上部结构地震响应降低1.0度;

√ 隔震支座在重力荷载代表值下的竖向压应力均小于12MPa;

√ 罕遇地震下,隔震支座最大水平位移小于0.55倍橡胶支座直径和3倍橡胶厚度,符合安全要求;

√ 在罕遇地震作用下[1.0恒载+0.5活载+地震作用],隔震支座未出现拉应力;

√ 隔震支座水平屈服荷载验算通过。

隔震施工完成后,学校很快恢复了在科技楼的正常教学活动。经过项目团队一段时间的跟踪观察,各种指标均在正常范围,改造工作获得了圆满成功,项目团队的精妙设计和严谨施工也得到了校方的肯定。

精益求精凝结最佳方案

科技楼的抗震加固由工程师韩兮主导。作为筑福集团一员的韩兮彼时刚刚跟随公司从汶川地震的灾后救援与重建工作中积累了大量建筑抗震领域的经验。尽管如此,项目团队在设计施工中仍遇到了不少技术难题。

韩兮告诉笔者:“这是我们承接的第一批项目,不论有多少难题,我们都要克服,因为孩子们的生命安全最重要。”设计师和工人们深感肩上担子的沉重,在“为建筑更安全”使命的感召之下,反复打磨设计方案,挨个突破技术难点,最终为延庆一中科技楼定制了最适宜的设计施工方案。

韩兮表示:“基础隔震加固技术应当大规模推广,目前很多中小学的抗震加固都应用了这种技术,我认为当前新建校舍时也都应当把这种技术纳入考量范围。”

当前,国内大部分学校建筑物是在上世纪七八十年代建造的砖混模式教学楼,砖混结构建筑的抗震能力明显不足,一旦突发地震震动,就会产生损坏和倒塌风险。而经过基础隔震加固的校舍在地震中则可以有效实现“小震不坏,中震可修,大震不倒”的设防目标。

结语

汶川地震后,教育部发布过多条有关支持校舍抗震检测与加固工作的政策,云南等一些地方政府还约谈了改造进展缓慢的市、县负责人,政府的努力为抗震加固事业提供了激励和指引。

政府在行动,企业也在践行社会责任。从08年汶川地震后“为建筑更安全”的使命宣誓,到10年玉树地震后对称多县第一民族中学的设计捐赠,再到延庆一中科技楼的隔震改造……一个个故事,记载着筑福人在抗震加固领域坚定前行的决心。

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