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花样年福年广场屈曲约束支撑施工工艺

花样年·福年广场1#、2#楼避难层屈曲约束支撑施工工艺

（江苏省华建建设股份有限公司深圳分公司518034）

【摘  要】近年来，随着城市建设的高速发展，土地资源愈发紧缺，建筑商越来越会利用有限资源，向地上和地下发展，高层建筑层出不穷，出现越来越多的超高层建筑。为满足高度、空间变化和结构受力的要求，相当多的超高层建筑采用了型钢混凝土组合结构。有些建筑商为满足市场销售需要，加大楼层空间和高度，但因抗震要求，在不增大砼竖向结构的前提下采用新技术来满足业主要求，通过型钢柱、钢梁和屈曲约束支撑组合成抗震体系。新技术的应用对施工工艺也提出新的要求。本文主要针对这一新的施工技术，提出了施工现场有针对性的施工方法。【关键词】超高层；型钢混凝土组合结构；抗震；屈曲约束支撑；超大厚钢板

近年来，随着城市高速发展，土地逐渐紧张起来，建筑商越来越会利用有限资源DL／T 5540-2018标准下载，向地上和地下发展，高层建筑层出不穷，出现越来越多的超高层建筑。为满足高度、空间变化和结构受力的要求，相当多的超高层建筑采用了型钢混凝土组合结构。有些建筑商为满足市场销售需要，加大楼层空间，但因抗震要求，在不增大砼竖向结构的前提下采用新技术来满足业主要求，通过型钢柱、钢梁和屈曲约束支撑组合成抗震体系。

屈曲约束支撑通过在普通支撑外围合理设置约束机构，限制其受压屈曲而不限制其轴向变形。最终实现受拉受压全截面屈曲而支撑不屈曲的目的，屈曲约束支撑通过其自身刚度和先于结构主体屈曲产生的滞回耗能来减轻甚至避免主体在地震中损坏。

新技术的应用对施工工艺也提出新的要求。针对新的施工技术，我们采取了有针对性的施工方法。

花样年·福年广场1#、2#楼为写字楼，3层地下室，地上结构层为29层，地面以上房屋高度为158.050m，主体结构为钢筋混凝土框架——核心筒结构，在15层及29层设置伸臂桁架作为加强层，伸臂桁架由钢柱、钢梁和屈曲约束支撑组成，屈曲约束支撑有人字形支撑及V字形支撑两种形式，本工程屈曲约束支撑为V型支撑布置（图一），每个加强层有屈曲约束支撑16支，共64支，截面尺寸为400*550*2300和400*550*1500（图二），重量在2.5t以内，约束支撑长度偏差在±3mm，采用焊接连接。

图一屈曲约束支撑立面布置图

图二BRB1、BRB2屈曲约束支撑

15层屈曲约束支撑外形尺寸为BRB1(400*550*2300)，29层屈曲约束支撑为BRB2(400*550*1500)

⑴屈曲支撑是由芯材、填充料和套管组成。芯材为可屈服的材料，采用的钢材为Q345钢，可承受屈服承载力13630KN，极限承载力为18000KN，芯材钢板厚度为100mm，十字形，如图三所示：

⑵钢柱钢梁在工厂加工制作，支撑与钢梁钢柱之间的连接采用连接钢板，厚度同芯材厚度相同，为100mm。为保证钢柱钢梁中心线三线交叉共线，钢柱上连接板可再现场焊接，钢梁下层连接板、中间板可在工厂焊接，上层梁三块连接板要求全部在工厂加工焊接，如图四所示：

图四屈曲约束支撑连接板

屈曲约束支撑的安装准备阶段

安装前现在楼面将轴线弹出，并弹出钢柱安装中心和钢梁边线，然后用塔吊将钢柱吊装临时就位，用点焊将钢柱临时固定住，复核两侧钢柱中心线，并对柱进行垂直度的校正，保证两柱的中心线、垂直线在同一平面上，然后用电焊焊接牢固。

钢梁安装前先搭设临时支架，并用水准仪抄平控制好水平线。吊装钢梁前先用钢卷尺测量两钢柱之间的净距，要保证钢柱净距与钢梁净长在允许偏差范围内，满足要求后进行钢梁吊装。钢梁支放在临时支架后，先临时固定，然后进行轴线校核，保证钢梁中心线和钢柱中心线在同一平面上、偏差允许范围内，同时保证钢梁上下垂直，在满足上述要求后进行焊接固定。钢柱与钢梁在焊接完成后进行探伤检测，符合要求后进行连接板的焊接。连接板的中心线与梁柱中心线重合并保证垂直度。所有焊接完成后，进行探伤检测，全部满足设计要求后，拆除临时固定支架，进行钢筋绑扎。在钢梁钢筋绑扎及模板支撑好之后，再在屈曲支撑对应的钢梁1/3的位置预埋Φ20圆钢做吊环。如图五所示：

为保证后期安装方便，在楼面砼浇筑完成后，先将屈曲约束支撑吊装放到楼面钢梁位置上，方便后期安装。

气体保护焊机2台，氧气乙炔装置1套，3吨重手拉葫芦2台，缆风绳1根，撬棍等小型工具若干，10mm×10mm厚钢板若干（用于临时固定屈曲支撑）。

①复核钢骨梁100mm厚节点板位置，包括轴线、标高、平整度等有关尺寸。

注：实线为屈曲约束支撑设计位置，虚线为可能出现的偏差位置

②检查加工好的约束支撑尺寸，长度必须满足技术要求，如下表：

屈曲约束支撑尺寸偏差要求

L/100且≦10mm

H(d)/250且≦5mm

⑴将手拉葫芦挂在上端钢骨梁预埋好的吊点上，下端挂钩挂在屈曲约束支撑的耳板上，屈曲支撑一端绑扎缆风绳。

⑵安装工人轻轻拉动葫芦链条，边拉边观察，同时2名工人手拉缆风绳，使得屈曲支撑保持一定的倾斜幅度。如图八：

图八屈曲约束支撑吊装示意图

⑶屈曲约束支撑就位后，复核标高、轴线、平面度等尺寸，尺寸满足要求后在上下节点处采用10mm厚的钢板条焊接在屈曲约束支撑端板的侧面，每个面2块，临时固定。如图九：

图九屈曲约束支撑与连接板的固定

由于屈曲约束支撑厚度达100mm，属于超大厚钢板，如保证钢板与约束支撑之间的焊接质量，采取了双面坡口的方法。如图十：

图十屈曲约束支撑与连接板焊接节点

⑷屈曲约束支撑临时固定好后，即对支撑进行检查，复核安装质量，检查内容包括以下几个方面：

①屈曲约束支撑中心标高及同层支撑顶面的标高差，不允许超过±3mm；

②屈曲约束支撑两端的标高差不允许超过支撑长度的1/600且不大于20mm；

③屈曲约束支撑挠曲度不大于支撑长度的1/1000；

④屈曲约束支撑水平轴线偏差不大于30mm。

在所有尺寸检查完毕，满足钢结构工程施工质量验收规范要求及TJ屈曲约束支撑应用技术规程的要求后，并经过甲方、监理、屈曲约束支撑生产厂家认可后，方可进行焊接。

先对坡口处焊缝区域进行打磨清理油污、铁锈等污物，并焊好与母材同材质、同坡口的引弧板。

采用CO2气体保护焊打底，分底层、中层、面层等层次焊接，焊接电流电压U=32V，电流I=220A，焊接速度V=40cm/min，气体流量25L/min，焊丝外伸长度为15cm左右，CO2气体保护焊焊丝H08Mn2SiA,直径为1.2mm。

在屈曲约束支撑一端与节点板中间焊道打底后，再对另一端屈曲约束支撑端板与节点进行打底；

在每道焊接过程中注意观察焊缝的熔合情况，发现没有完成熔合的情况及时调整，当焊缝有缺陷时，用碳弧气刨清除，然后用角向磨光机打磨干净后再焊接；

整个焊接过程共需十道焊缝，应一气呵成，焊接过程中注意控制焊缝速度及熔合程度，随时观察焊缝外观，及时调整。

经检查焊缝表面无裂缝、夹渣、焊瘤、焊穿、弧坑、气孔等缺陷，并对焊道尺寸、焊脚尺寸、焊喉进行检查。

所有焊缝均由焊接工长100%进行目视外观检查，并记录成表。

⑶焊接完成后，对尺寸再次进行检查复核，满足要求后将节点进行打磨处理，并涂上油漆。

⑴屈曲支撑构件进场应认真做好进场检查验收工作，对检验合格的材料设备应编号登记，杜绝不合格材料设备在工程中使用。

⑵屈曲支撑材料断面、壁厚尺寸符合设计要求，管段外观表面平直、无严重锈蚀、扭曲变形现象，平整、垂直，活络端完整、无损，支撑壁拼缝焊缝饱满、完整。

⑶凡需焊接部位，必须按规范严格执行。焊缝必须满焊，宽度、高度满足设计要求，焊缝表面均匀，不准有气孔、夹渣、裂缝、肉瘤等现象。

⑷屈曲支撑安装前必须进行检算，要满足支撑围护结构的强度、刚度要求。屈曲支撑的安装应符合《建筑安装工人安全技术规程》的有关规范和要求。

⑸吊装屈曲支撑时，严禁碰撞已安装好的支撑。

⑹屈曲支撑安装严格控制支撑支座焊接质量，防止受力变形。

⑺加强量测，设专人对支承结构的变形、位移进行观测、监控，以便及时采取有效措施，确保结构和人员安全。

重庆绕城高速与江合高速江津区连接线一期工程施工阶段实施性施工组织设计⑴钢支撑的安装应符合《建筑安装工人安全技术规程》的有关规定。

⑵安装工人安全帽、安全带等保护措施应到位。

⑶严禁野蛮作业，听从指挥。

⑷起吊作业时屈曲支撑严禁碰撞节点，每根支撑要求通过钢丝绳固定在地下连续墙或柱上。

⑸手动葫芦使用过程中药检时刻检查，防止意外。

⑹施工过程中加强监测，若因侧压力造成钢管横撑轴力过大，造成横撑挠曲变形，并接近允许值时，必须及时采取增加临时竖向支撑等措施，防止横撑挠曲变形过大，保证屈曲支撑受力稳定，确保安全。

⑺安装作业为多工种立体同时作业要密切配合NB／T 31031-2019 海上风电场工程预可行性研究报告编制规程.pdf，互相联系，以确保安全生产。

目前国内的屈曲约束支撑主要用于新建高大空间建筑、原有建筑加固改造和增层扩建以及避难层的伸臂桁架等方面，连接方式为焊接型的（其他还有两端高强螺栓型、两端销轴型、一端焊接一端销轴型）屈曲约束支撑看似比较复杂，其实在施工中只要重点注意的钢梁和连接板的轴线定位控制以及超大厚钢板的焊接施工质量，认真按规范做好每一步工作，屈曲约束支撑的施工应当非常顺利。

【参考文献】　[1]中华人民共和国建设部.建筑钢结构焊接技术规程[Z].2003—01—01　[2]上海市建筑建材业市场管理总站．TJ屈曲约束支撑应用技术规程[Z]．2011—06—27