谈屈曲约束支撑安装施工

柴 喜 伟

(山西省第三建筑工程公司，山西 太原 030024)



谈屈曲约束支撑安装施工

柴 喜 伟

(山西省第三建筑工程公司，山西 太原 030024)

论述了屈曲约束支撑的作用与优点，介绍了屈曲约束支撑的主要类型，针对屈曲约束支撑在安装施工中遇到的问题，阐述了其在安装中的注意事项，旨在提高建筑结构在地震作用下的安全性。

屈曲约束支撑，地震作用，抗震性能，安装方法

为减轻地震灾害、保障建筑物与人的安全，其中结构减震是关乎人民生命财产安全的重大措施，屈曲约束支撑能最大化满足结构减震，而屈曲约束支撑的安装施工在其性能与技术中发挥着不容置疑的重要作用。现就在本工程中所见所闻谈谈我的几点看法，殷切希望与广大工程界的朋友们交流，共同为建筑物结构在地震作用下的安全保驾护航。

1 概述

1.1 屈曲约束支撑的作用

1)屈曲约束支撑在地震作用下，钢支撑内芯主要承担结构的水平地震力，而约束构件则仅对支撑的受压屈曲行为进行限制，从而使支撑在拉压两个方向都接近二力杆受力。

2)钢支撑解决了普通支撑受压屈曲后出现强度和刚度退化以及容易发生疲劳断裂等性能问题，其在拉压两个方向的强度和刚度基本一致。对于装有屈曲约束支撑并经过适当设计的建筑物，屈曲约束支撑可在地震中先于结构耗能，转移结构中的能量分布，从而充当“结构保险丝构件”的角色，有效避免结构在大震中发生严重损伤。

1.2 屈曲约束支撑技术优点

1)若把支撑按照大震地震力进行稳定性设计，虽然可做到支撑不屈曲，但却会导致结构太刚太强，地震力也随之增加，梁柱截面显著增大，工程造价提升。因此，在当前抗震设计中，由于经济性要求的限制，普通支撑仅能按小震地震力进行稳定性设计，当地震力超过小震而达到中震或大震水平后，普通支撑必定会受压屈曲，在地震往复作用下发生疲劳断裂，最终在拉压两个方向都失去作用，即使改变支撑的布置形式也无法将破坏模式改变。

2)屈曲约束支撑只需根据强度选择截面，采用屈曲约束支撑来调整结构的抗扭刚度可获得比普通支撑更好的效果。屈曲约束支撑可同时给结构提供足够的刚度和阻尼，无需与大型支撑配合使用，建筑空间利用率更高。在结构体系设计时，屈曲约束支撑可简化为二力杆模型。

3)震后只需更换屈曲约束支撑部件，主体结构经过小修后便可立即投入使用，减少震后修复的时间和经济损失。

4)屈曲约束支撑采用拉压屈服的耗能方式，比传统的弯曲、剪切或扭转屈服形式的耗能能力更高。屈曲约束支撑的耗能金属部分一般不出现焊接，抗疲劳断裂性能进一步提高，不易在地震中发生金属断裂。

2 屈曲约束支撑的分类

2.1 组合钢管混凝土式屈曲约束支撑

1)基本构造：一字型内芯，双预制钢管混凝土组合作为约束构件，节点采用焊接。

2)优点：全拼接组装更简便，预制件施工速度更快，避免繁琐的脱离粘结工序，预制混凝土方式质量更易控制、更易保证品质，生产周期短，无焊接屈服段低周疲劳性好，钢管混凝土作约束构件稳定性好。

3)抗震性能系数：进行了大量组合钢管混凝土式屈曲约束支撑的低周往复试验，支撑最大应变为±2.6%，累积塑性变形能力约为屈服位移的600倍，轴性刚度理论值与设计值相差小于5%，受压承载力调整系数小于1.3。

2.2 组合角钢式屈曲约束支撑

1)基本构造：四角钢组合作为十字形内芯，双角钢组合作为约束构件，节点采用焊接方式。

2)优点：内芯屈服段无焊接组装技术可提升低周疲劳性能，减少残余变形，全拼接组装速度快，端部套筒可提高节点稳定性。

3)抗震性能：进行了大量组合角钢式屈曲约束支撑的低周往复试验，支撑最大变形为±3%，累积塑性变形能力为屈服位移的1 068倍，轴向刚度理论值与设计值相差小于5%，受压承载力调整系数小于1.3。

3 屈曲约束支撑在安装时遇到的问题

1)安装人员的素质不过关。a.目前所掌握的施工技术等资源得不到很好的应用，特别是其中的智力资源，这一方面是安装屈曲约束支撑人员自身水平和经验不足造成的；另一方面是传播通道无法做到全部畅通所致。对安装方法缺少创新，起不到加快进度及节约合理资源的作用。b.有的屈曲约束支撑安装人员只有很少的理论知识，经验极少，不能及时掌握工程特点及针对性强。

2)构件的独特单一性。由于屈曲约束支撑一般在不规则大跨度框架建筑内使用，因此每个工程安装不可同日而语。

3)达不到高精度的要求。a.安装屈曲约束支撑作为施工作业，主要注重施工进度而花少时间考虑施工质量，形成误差，给后期工序造成不必要的麻烦，逐渐导致严重偏差的形成。b.前期的型钢梁柱在混凝土中的预埋位置偏差过大，钢柱方向扭转过大，导致屈曲约束支撑与其连接时存在错位。

4)设计与施工协调性不足。目前安装屈曲约束支撑经常是设计与施工分离，以致造成质量不过关，严重的还造成返工，造成了不必要的浪费。

5)材料的特性无法充分满足。材料关没有严格按照设计要求来把控，使屈曲约束支撑的作业没有完全发挥。

4 安装注意事项

由于科学技术和建筑水平的不断发展提高，管理制度也日趋完善，原有的传统屈曲约束支撑安装方法已不能适应现在的发展需要。为了及时适应每天不断激烈的市场竞争形势，有效融合建筑市场和新型施工管理体制的需要，要具备建造现代化建筑物的先进技术实力和切实可行的方案编制与实施能力，就必须对现在的屈曲约束支撑安装方法进行改善提高。

4.1 屈曲约束支撑的各工序检验标准

在通常情况下，材料采用屈服强度为235 MPa和345 MPa，牌号分别为Q235B和Q345B钢材作为屈曲约束支撑芯板，并及时真实的对材料进行复检，复检标准如下：应具有常温下27 J冲击韧性功，伸长率应大于30%，芯材的屈强比不应大于0.8。

4.2 安装前准备

屈曲约束支撑安装前应对与支撑连接的上下梁柱节点进行校核，这种校核非常重要，校核的目的是对型钢梁柱的精准度做全面的摸底，清楚偏差的大小及方向，在安装屈曲约束支撑时就可以有针对性的进行规范内调整，使误差尽量减小，甚至无偏差，只有这样，才能把屈曲约束支撑的作业发挥到极致，使地震来时有备无患。当出现上述偏差时，不能慌，要冷静地想一想，问题到底出在什么地方，避免以后出现类似偏差，给以后施工总结经验，并应采取相应的措施予以纠偏、矫正后再进行屈曲约束支撑的安装。矫正的措施和方法应分别对待，充分合理利用现有条件，在不损害其余作业的情况下尽快尽量的矫正，切忌只顾各自施工，形成矫正时再次造成其余作业偏差。

4.3 安装方法

1)屈曲约束支撑在专业工厂按现场测量尺寸加工，现场测量后在实际尺寸的基础上应减去15 mm～20 mm的焊缝间隙，且加工时应考虑屈曲约束支撑两端坡口形式及坡口尺寸。加工完成后，应进行编号及取样试验，试验合格后运送到施工现场进行安装。

2)因屈曲约束支撑的特殊功能及性质，屈曲约束支撑的形式一般有：人字形支撑、V字形支撑、单斜杆支撑等等。

3)屈曲约束支撑吊装时应注意安全，采用稳妥保险的机械设备，一般采用电动倒链配合人工进行吊装。

4)对于焊接性屈曲约束支撑，要注意以下内容：a.屈曲约束支撑在出厂前一端开好剖口(屈曲约束支撑两端严禁切割)，与支撑上端连接的节点板对接部位开坡口。b.成品支撑构件焊有专用的吊耳(沿支撑长度有两道)，可直接穿入吊索进行吊装，用倒链葫芦吊作为吊装设备，支撑有吊耳的面朝上。c.起吊通常为两端不等高起吊，首先牵拉支撑下端到达安装部位，支撑上端可通过临时支架就位。d.支撑就位后采用钢料点焊等措施进行临时固定。e.临时固定并进行校正，这是非常关键的一步，安装质量水平的高低就看这一步，校正需与轴线等主线进行对比，校正时要多人配合，使偏差位置方向等要素同时进行。f.校正完毕后，核对支撑；两端先进行电焊固定，然后焊接支撑的下端节点，下端节点焊接完毕后，再焊接上端节点。g.焊接完成后，应对连接焊缝进行探伤检查，并且应达到设计探伤要求。h.焊接验收，采用现行国家标准《钢结构焊缝外形尺寸》的规定来检测焊接外形尺寸。采用现行国家标准《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级》的规定来进行焊接接头内部缺陷分级，焊缝质量等级及缺陷分级应符合国家标准JGJ 81—2002建筑钢结构焊接技术规程规定。

4.4 屈曲约束支撑涂装要求

通常情况下为表面处理、底漆、中间漆、面漆4个涂装程序。1)表面处理：要清理干净，不得有灰尘及杂物。2)底漆：采用无气喷涂方式喷涂锌粉含量不小于80%的环氧富锌防锈漆，干膜厚度为80 μm。3)中间漆：环氧云铁漆，采用无气喷涂方式喷涂，干膜厚度为40 μm。4)面漆：白聚氨酯面漆，采用无气喷涂方式喷涂，干膜厚度为40 μm。

5 结语

在知识经济时代，安全越来越重要，在建筑施工中，防震是安全为天的最好表现，努力发挥减震的作用，是我们当代工程师应负起的首要责任和应担当的重任，作为施工单位的一份子，传播和发扬与此有关的知识，是我现在和将来应该奋斗的不容推辞的工作，我将努力为之贡献仅有的光和热。在此我说明一下，尽管我已竭尽大部分力来写此论文，但我坚信仍有很多不足之处，望各位老师和朋友批评指正，我将不胜感激。

[1] GB 50009—2012，建筑结构荷载规范[S].

[2] GB 50017—2003，钢结构设计规范[S].

[3] GB 50010—2010，混凝土结构设计规范[S].

[4] JGJ 81—2002，建筑钢结构焊接技术规程[S].

[5] GB 50011—2010，建筑抗震设计规范[S].

[6] TJ型屈曲约束支撑设计手册[Z].

[7] CECS 260:2009，端板式半刚性连接钢结构技术规程[S].

[8] GB 50205—2001，钢结构工程施工质量验收规范[S].

本工程外纱结构分为A，B，C，D四个分区，A区与C区，B区与D区分别为旋转对称结构，根据结构分区特点，将施工分区划分为与结构分区一致，施工分区划分如图6所示。

Discussion on BRB installation construction

Chai Xiwei

(ShanxiThirdConstructionEngineeringCompany,Taiyuan030024,China)

This paper discussed the role and advantages of BRB, introduced the main types of BRB, according to encounter various problems in BRB installation, described the matters in attention in installation, in order to improve the safety of building structures under earthquake.

BRB, earthquake action, seismic performance, installation method

1009-6825(2016)32-0125-03

2016-05-28

柴喜伟(1985- )，男，工程师

TU758

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