淺談屈曲約束支撐安裝施工

1、淺談屈曲約束支撐安裝施工【摘要】： 為減輕地震災(zāi)害、保障建筑物與人的安全，其中結(jié)構(gòu)減震是關(guān)乎人民生命財產(chǎn)安全的重大措施，其中屈曲約束支撐能最大化滿足結(jié)構(gòu)減震，而屈曲約束支撐的安裝施工在其性能與技術(shù)中發(fā)揮著不容置疑的重要作用?，F(xiàn)就在本工程中所見所聞?wù)務(wù)勎业膸c看法，殷切希望與廣大工程界的朋友們交流，共同為建筑物結(jié)構(gòu)在地震作用下的安全保駕護航。關(guān)鍵詞 屈曲約束支撐安裝方法以及重點一、屈曲約束支撐的產(chǎn)生及優(yōu)點：1、 屈曲約束支撐的產(chǎn)生及作用1.1屈曲約束支撐在地震作用下，鋼支撐內(nèi)芯主要承擔(dān)結(jié)構(gòu)的水平地震力，而約束構(gòu)件則僅對支撐的受壓屈曲行為進行限制，從而使支撐在拉壓兩個方向都接近二力桿受力。1.2鋼

2、支撐解決了普通支撐受壓屈曲后出現(xiàn)強度和剛度退化以及容易發(fā)生疲勞斷裂等性能問題，其在拉壓兩個方向的強度和剛度基本一致。對于裝有屈曲約束支撐并經(jīng)過適當(dāng)設(shè)計的建筑物，屈曲約束支撐可在地震中先于結(jié)構(gòu)耗能，轉(zhuǎn)移結(jié)構(gòu)中的能量分布，從而充當(dāng)“結(jié)構(gòu)保險絲構(gòu)件”的角色，有效避免結(jié)構(gòu)在大震中發(fā)生嚴重損傷。2、 屈曲約束支撐技術(shù)優(yōu)點：2.1若把支撐按照大震地震力進行穩(wěn)定性設(shè)計，雖然可做到支撐不屈曲，但卻會導(dǎo)致結(jié)構(gòu)太剛太強，地震力也隨之增加，梁柱截面顯著增大，工程造價提升。因此，在當(dāng)前抗震設(shè)計中，由于經(jīng)濟性要求的限制，普通支撐僅能按小震地震力進行穩(wěn)定性設(shè)計，當(dāng)?shù)卣鹆Τ^小震而達到中震或大震水平后，普通支撐必定會受壓屈

3、曲，在地震往復(fù)作用下發(fā)生疲勞斷裂，最終在拉壓兩個方向都失去作用，即使改變支撐的布置形式也無法將破壞模式改變。2.2屈曲約束支撐只需根據(jù)強度選擇截面，采用屈曲約束支撐來調(diào)整結(jié)構(gòu)的抗扭剛度可獲得比普通支撐更好的效果。屈曲約束支撐可同時給結(jié)構(gòu)提供足夠的剛度和阻尼，無需與大型支撐配合使用，建筑空間利用率更高。在結(jié)構(gòu)體系設(shè)計時，屈曲約束支撐可簡化為二力桿模型。2.3震后只需更換屈曲約束支撐部件，主體結(jié)構(gòu)經(jīng)過小修后便可立即投入使用，減少震后修復(fù)的時間和經(jīng)濟損失。2.4屈曲約束支撐采用拉壓屈服的耗能方式，比傳統(tǒng)的彎曲、剪切或扭轉(zhuǎn)屈服形式的耗能能力更高。屈曲約束支撐的耗能金屬部分一般不出現(xiàn)焊接，抗疲勞斷裂性能

4、進一步提高，不易在地震中發(fā)生金屬斷裂。二、屈曲約束支撐的分類，屈曲約束支撐主要有以下兩種：1、組合鋼管混凝土式屈曲約束支撐1.1基本構(gòu)造：一字型內(nèi)芯，雙預(yù)制鋼管混凝土組合作為約束構(gòu)件，節(jié)點采用焊接。1.2優(yōu)點：全拼接組裝更簡便，預(yù)制件施工速度更快，避免繁瑣的脫離粘結(jié)工序，預(yù)制混凝土方式質(zhì)量更易控制、品質(zhì)更保證，生產(chǎn)周期短，無焊接屈服段低周疲勞性好，鋼管混凝土作約束構(gòu)件穩(wěn)定性好。1.3抗震性能系數(shù)：進行了大量組合鋼管混凝土式屈曲約束支撐的低周往復(fù)試驗，支撐最大應(yīng)變?yōu)?.6%，累積塑性變形能力約為屈服位移的600倍，軸性剛度理論值與設(shè)計值相差小于5%，受壓承載力調(diào)整系數(shù)小于1.3。2、組合角鋼式屈

5、曲約束支撐：2.1基本構(gòu)造：四角鋼組合作為十字形內(nèi)芯，雙角鋼組合作為約束構(gòu)件，節(jié)點采用焊接方式。2.2優(yōu)點：內(nèi)芯屈服段無焊接組裝技術(shù)可提升低周疲勞性能，減少殘余變形，全拼接組裝速度快，端部套筒可提高節(jié)點穩(wěn)定性。2.3抗震性能：進行了大量組合角鋼式屈曲約束支撐的低周往復(fù)試驗，支撐最大變形為3%，累積塑性變形能力為屈服位移的1068倍，軸向剛度理論值與設(shè)計值相差小于5%，受壓承載力調(diào)整系數(shù)小于1.3。三、屈曲約束支撐在安裝時遇到的難點與不足：1.安裝人員的素質(zhì)不過關(guān) 1.1目前所掌握的施工技術(shù)等資源得不到很好的應(yīng)用，特別是其中的智力資源，這一方面安裝屈曲約束支撐人員自身水平和經(jīng)驗不足造成的；另一方

6、面是傳播通道無法做到全部暢通所致。對安裝方法缺少創(chuàng)新，起不到加快進度及節(jié)約合理資源的作用。 1.2.有的屈曲約束支撐安裝人員只有很少的理論知識，經(jīng)驗極少，不能及時掌握工程特點及針對性強。 2、構(gòu)件的獨特單一性：由于屈曲約束支撐一般在不規(guī)則大跨度框架建筑內(nèi)使用，因此每個工程安裝不可同日而語。 3.高精度的要求達不到：3.1安裝屈曲約束支撐作為施工作業(yè)，主要注重施工進度而花少時間考慮施工質(zhì)量，形成誤差，給后期工序造成不必要的麻煩，逐漸導(dǎo)致嚴重偏差的形成。 3.2前期的型鋼梁柱在混凝土中的預(yù)埋位置偏差過大，鋼柱方向扭轉(zhuǎn)過大，導(dǎo)致屈曲約束支撐與其連接時存在錯位。4、設(shè)計與施工協(xié)調(diào)性不足目前安裝屈曲約束

7、支撐經(jīng)常是設(shè)計與施工分離，以至造成質(zhì)量不過關(guān)，嚴重的還造成返工，造成了不必要的浪費。5、材料的特性無法充分滿足材料關(guān)沒有嚴格按照設(shè)計要求來把，使屈曲約束支撐的作業(yè)沒有完全發(fā)揮。4、 未來趨勢及安裝注意事項1、未來趨勢由于科學(xué)技術(shù)和建筑水平的不斷的發(fā)展提高，管理制度也日趨完善，原有的傳統(tǒng)屈曲約束支撐安裝方法已不能適應(yīng)現(xiàn)在的發(fā)展需要。為了及時適應(yīng)每天不斷激烈的市場競爭形勢，有效融合建筑市場和新型施工管理體制的需要，要具備建造現(xiàn)代化建筑物的先進技術(shù)實力和切實可行的方案編制與實施能力，就必須對現(xiàn)在的屈曲約束支撐安裝方法進行改善提高。2、安裝注意事項2.1屈曲約束支撐的各工序檢驗標準 在通常情況下，材料

8、采用屈服強度為235MPa和345MPa，牌號分別為Q235B和Q345B鋼材作為屈曲約束支撐芯板，并及時真實的對材料進行復(fù)檢，復(fù)檢標準如下：應(yīng)具有常溫下27J沖擊韌性功，伸長率應(yīng)大于30%，芯材的屈強比不應(yīng)大于0.8。2.2 安裝前準備 屈曲約束支撐安裝前應(yīng)對與支撐連接的上下梁柱節(jié)點進行校核，這種校核非常重要，校核的目的是對型鋼梁柱的精準度做全面的摸底，清楚偏差的大小及方向，在安裝屈曲約束支撐時就可以有針對性的進行規(guī)范內(nèi)調(diào)整，使誤差盡量減小，甚至無偏差，只有這樣，才能把屈曲約束支撐的作業(yè)發(fā)揮到極致，使地震來時有備無患。當(dāng)出現(xiàn)上述偏差時，不能慌，要冷靜地想一想，問題到底出在什么地方，避免以后出

9、現(xiàn)類似偏差，給以后施工總結(jié)經(jīng)驗，并應(yīng)采取相應(yīng)的措施予以糾偏、矯正后屈曲約束支撐的安裝。矯正的措施和方法應(yīng)分別對待，充分合理利用現(xiàn)有條件，在不損害其余作業(yè)的情況下盡快盡量的矯正，切忌只顧各自施工，形成矯正時再次造成其余作業(yè)偏差。2.3 安裝方法 2.3.1 屈曲約束支撐在專業(yè)工廠按現(xiàn)場測量尺寸加工，現(xiàn)場測量后實際尺寸的基礎(chǔ)上應(yīng)減去15-20mm的焊縫間隙，且加工時應(yīng)考慮屈曲約束支撐兩端坡口形式及坡口尺寸。加工完成后，應(yīng)進行編號及取樣試驗，試驗合格后運送到施工現(xiàn)場進行安裝。 2.3.2 因屈曲約束支撐的特殊功能及性質(zhì)，屈曲約束支撐的形式一般有：人字形支撐、V字形支撐、單斜桿支撐等等。 2.3.3

10、屈曲約束支撐吊裝時應(yīng)注意安全，采用穩(wěn)妥保險的機械設(shè)備，一般采用電動倒鏈配合人工進行吊裝。 2.3.4 對于焊接性屈曲約束支撐，要注意以下內(nèi)容： 2.3.4.1 屈曲約束支撐在出廠前一端開好剖口（屈曲約束支撐兩端嚴禁切割），與支撐上端連接的節(jié)點板對接部位開坡口。 2.3.4.2 成品支撐構(gòu)件焊有專用的吊耳（沿支撐長度有兩道），可直接穿入吊索進行吊裝，用倒鏈葫蘆吊作為吊裝設(shè)備，支撐有吊耳的面朝上。 2.3.4.3 起吊通常為兩端不等高起吊，首先牽拉支撐下端達到安裝部位，支撐上端可通過臨時支架就位。 2.3.4.4 支撐就位后采用鋼料點焊等措施進行臨時固定。 2.3.4.5 臨時固定并進行校正，這是

11、非常關(guān)鍵的一步，安裝質(zhì)量水平的高低就看這一步，校正需與軸線等主線進行對比，校正時要多人配合，使偏差位置方向等要素同時進行。 2.3.4.6 校正完畢后，核對支撐；兩端先進行電焊固定，然后焊接支撐的下端節(jié)點，下端節(jié)點焊接完畢后，再焊接上端節(jié)點。 2.3.4.7 焊接完成后，應(yīng)對連接焊縫進行探傷檢查，并且應(yīng)達到設(shè)計探傷要求。 3.3.4.8 焊接驗收，采用現(xiàn)行國家標準鋼結(jié)構(gòu)焊縫外形尺寸的規(guī)定來檢測焊接外形尺寸。采用現(xiàn)行國家標準鋼焊縫手工超聲波探傷方法和探傷結(jié)果分級的規(guī)定來進行焊接接頭內(nèi)部缺陷分級，焊縫質(zhì)量等級及缺陷分級應(yīng)符合國家標準建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)規(guī)程JGJ81-2002規(guī)定。2.4 屈曲約束支

12、撐涂裝要求：通常情況下為： 表面處理、底漆、中間漆、面漆 4個涂裝程序。 2.4.1表面處理：要清理干凈，不得有灰塵及雜物 2.4.2 底漆：采用無氣噴涂方式噴涂鋅粉含量不小于80%的環(huán)氧富鋅防銹漆，干膜厚度為80m。 2.4.3 中間漆：環(huán)氧云鐵漆，采用無氣噴涂方式噴涂，干膜厚度為40m。 2.4.4 面漆：白聚氨酯面漆，采用無氣噴涂方式噴涂，干膜厚度為40m。五、結(jié)束語在知識經(jīng)濟時代，安全越來越重要，在建筑施工中，防震是安全為天的最好表現(xiàn)，努力發(fā)揮減震的作用，是我們當(dāng)代工程師應(yīng)負起的首要責(zé)任和應(yīng)擔(dān)當(dāng)?shù)闹厝?，作為施工單位的一份子，傳播和發(fā)揚與此有關(guān)的知識，是我現(xiàn)在和將來應(yīng)該奮斗的不容推辭的工作，我將努力為之貢獻僅有的光和熱。在此我說明一下，盡管我已竭盡大部分力來寫此論文，但我堅信仍有很多不足之處，望各位老師和朋友批評指正。我將不勝感激。 參考文獻： 1、建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范（GB 50009-2012，2012版） 2、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范（GB50017-2003） 3