防屈曲约束支撑施工质量控制注意事项

朱庆丰

(福建同辉建设发展有限公司，福建 莆田 351100)

1 防屈曲支撑概述

防屈曲支撑(简称BRB)通过特殊构造可解决支撑受压防屈曲问题，具有很好的滞回性能。超高层建筑和大跨度公共建筑越来越多地使用防屈曲支撑构件，如上海中心大厦。在福州市应用的工程有厦航福州基地飞机维修库、福建医科大学附属协和医院新门诊楼心血管病房大楼等。

防屈曲约束支撑作为一种抗震耗能构件，在多遇的地震作用下其处于弹性工作状态，与普通支撑相似，其为结构提供抗侧刚度[1]。在罕遇的地震作用下进入塑性工作状态，通过支撑芯材轴向伸缩变形来耗散地震输入能量，起到一定的保险丝作用。不仅可以保护主体结构在罕遇地震作用下不受或少受损坏，同时增大了结构阻尼，有效减少结构位移，实现“小震经济、中震不坏、大震易修、余震不倒”抗震设防目标。按照功能类型不同，防屈曲支撑分为耗能型、承载型和阻尼器三种类型[2]。当防屈曲约束支撑既要用于提高结构抗侧刚度及承载力，又要用作结构的耗能构件，为耗能型防屈曲约束支撑；当支撑仅用于提高结构的刚度及承载力，则为承载型防屈曲约束支撑；约束支撑型阻尼器类似位移型阻尼器，为阻尼型防屈曲约束支撑。

2 防屈曲约束支撑设计

某工程防屈曲约束支撑为承载型，芯材的屈强比<0.8，伸长率>30%并有明显的屈服台阶，具有常温下27 J冲击韧性功。防屈曲约束支撑外观为矩形，外观尺寸最大为350 mm×350 mm，芯板厚度最大为30 mm，屈服承载力最大为2 300 kN。

防屈曲约束支撑部件应能表现出稳定、可重复的滞回性能，要求依次在1/300、1/200、1/150、1/100支撑长度的拉伸和压缩往复各三次变形下，支撑有稳定饱满的滞回曲线。并在1/150防屈曲约束支撑长度位移幅值下往复循环30圈后，防屈曲约束支撑的主要设计指标误差和衰减量<15%，且没有明显的低周疲劳现象。防屈曲约束支撑应具有良好的环境特性、耐气候、耐腐蚀。防屈曲约束耐火等级为二级，耐火极限为2 h，在火灾时应与结构共同工作，防屈曲约束支撑正常维护使用年限50年。设计中提出防屈曲约束支撑制造商应对产品进行力学性能试验并提供相关的检测试验报告，产品的抽样比例为2%且每种支撑类别至少有一个试件，且必须为足尺试件，试验中对试件进行的支撑长度的拉伸和压缩往复各3次，试件必须满足《TJ防屈曲约束支撑应用技术规程》(DBJ/CT 105—2011)要求方为合格。防屈曲约束支撑连接方式采用焊接连接。

3 防屈曲约束支撑深化设计内容与注意事项

根据设计蓝图，结合工厂制作条件、运输条件，考虑现场拼装、安装方案、设计分区及土建条件来深化防屈曲约束支撑部分的图纸。深化图纸内容包括整套图纸的封面、目录、防屈曲约束支撑深化设计总说明、支撑平面布置图、支撑立面布置图、支撑节点详图、支撑外观尺寸图等方面。

深化设计首先应选定专业厂家，根据厂家提供的防屈曲约束支撑的参数选定型号，然后根据该型号的支撑结合图纸的各个尺寸进行深化设计，根据框架跨度和层高主要深化芯材和套管的长度、两端十字型钢板与连接钢板焊接方法、预埋在梁端与柱头的连接钢板厚度及连接钢筋的钢筋数量及规格、焊缝长度和质量，无粘结材料及填充材料在选型时已经按照参数确定。

深化设计主要注意事项有：①预埋在梁端与柱头的连接钢板厚度及连接钢筋的钢筋数量及规格要考虑梁端和柱头的配筋，主要考虑钢板的连接钢筋要躲开主筋，因为大跨度框架梁柱的主筋和连接钢筋比较大，一般规格在φ22 mm以上，两者在垂直方向位置互相冲突会影响安装，影响梁柱主筋的应有位置，不能使主筋紧挨一起；②预埋的连接钢板是否影响梁柱的保护层，若是，应与原结构设计单位相关技术人员商妥；③最后的深化设计结果需经原结构设计单位复核及认可。

4 节点连接钢板现场预埋存在的问题与控制

预埋在梁两端或跨中、柱头上下的连接钢板的质量要求是：①连接钢板与连接钢筋焊接质量符合要求；②连接钢筋不能影响梁柱主筋位置和加密箍筋位置；③同一个框架内的预埋钢板必须在同一立面内，左右偏差要求在20 mm内，否则会影响后续的防屈曲支撑的安装。

在现场的预埋实际操作中很难实现图纸和规范的要求，首先因为预埋钢板坡口钻孔位置决定连接钢筋与主筋位置互相交叉影响，不可避免导致钢板偏位，引起同一个框架内的预埋钢板必须在同一立面内。其次是预埋钢板与连接钢筋的焊接受梁或柱钢筋安装而后焊的影响，或某个焊缝只能使用仰焊形式，不能做到双面焊而影响连接质量。

预埋连接钢板的质量控制注意事项有：①钢板坡口取孔位置应根据梁或柱的主筋位置避开；②配合梁柱钢筋绑扎预埋，梁底的连接钢板应先定位预埋在梁底模板上，此梁底的预埋钢板的连接钢筋事先要焊接合格，梁的主筋和箍筋在每根连接钢筋中间穿过和绑扎；③要适当加长预埋钢板的连接钢筋下料长度，以超过梁面标高50 mm为宜，目的是克服由于梁筋安装不到位(上浮)引起连接钢筋长度不足不能穿过梁面预埋钢板开孔而影响焊接。柱预埋钢板注意事项与梁的预埋类似。

5 防屈曲约束支撑节点现场焊接拼装与控制

安装防屈曲约束支撑施工前，应检查与支撑连接的上下梁柱节点预埋钢板位置，主要检查内容包括节点与施工图的偏位以及节点钢板在施工过程中出现的平面横向偏移。平面横向偏移不得超过节点处预埋钢板宽度的1/3；当超过上述偏差时应采取相应的加固措施予以纠偏，矫正后方可开始安装防屈曲约束支撑。出现平面横向偏移一般是在预埋时的钢板连接钢筋与梁柱主筋出现交叉引起。

防屈曲约束支撑现场组装主要是两端十字型与预埋钢板之间的焊接，包括临时固定和最终固定。临时固定通常是先将支撑下端临时固定，吊装葫芦不能撤出，支撑下端临时固定后，再通过牵拉支撑上端以及撬动支撑前后面进行上端就位并临时固定，临时固定通常采用点焊固定。临时固定后应再对支撑两端进行校正，校正后进行焊接固定，先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。

防屈曲约束支撑节点现场焊接拼装的控制：①临时固定前两端十字型钢板与过渡钢板的焊接需要坡口焊的钢板坡口应在吊装前加工好，临时固定前过渡钢板与预埋钢板之间的焊接需要坡口焊的坡口也要提前加工好；②两端十字型钢板与过渡钢板的焊接不可避免出现仰焊，焊接前要提前做好焊工的技术交底，避免焊缝出现流坠、夹渣、气孔等不合格情况，避免出现返工割伤母材等更严重的质量问题；③在防屈曲约束支撑吊装前应再次校核上下节点板间净距，若存在误差应即时采取措施进行消除，避免防屈曲约束支撑吊装不能就位。正偏差可通过切割过渡节点钢板消除，存在负偏差可通过补焊缝消除，对于负误差较大时则应重新制作节点板，保证防屈曲约束支撑安装长度。

6 防屈曲约束支撑防腐涂装

防屈曲约束支撑在涂装有厂家预制成品和现场安装后节点涂装。厂家涂装工艺为喷砂→除锈，现场安装焊接节点涂装施工为基面清理→油漆涂装。

主要是控制现场安装后节点涂装，在涂装前先检查制作是否验收合格，根据焊缝设计等级按照规范要求验收。本工程设计要求的焊接连接检测：焊接完成后，应对连接焊缝进行探伤检查(超声波探伤)，并且达到二级探伤要求。涂刷前将需清理涂装部位的铁锈、焊缝药皮、焊接飞溅、油污、尘土等杂物。

7 结束语

本文对防屈曲约束支撑施工质量控制进行了研究，防屈曲约束支撑在今后的高层超高层建筑和大跨度公共建筑工程实践中会不断遇到和应用，对质量控制重点提出以下注意事项。

1)防屈曲约束支撑的图纸深化设计，要使用BIM技术调整梁柱预埋板的连接钢筋位置，重点考虑预埋钢板的连接钢筋与梁柱主筋的错开，原则上以梁柱主筋位置不动为主，适当调整预埋钢板连接钢筋的位置，使预埋钢板的位置不受影响而偏位，主要是克服横向偏位。

2)防屈曲约束支撑由专业制造商加工完成，其规格尺寸是工程量身定做的产品，是所谓的“非标”产品，也不是专业制造商批量产品，所以产品的检测不能是形式检验，必须进行“见证”取样检验，力学性能试验是在所有构件加工后现场随机抽取且必须为足尺试件，同一规格和型号的产品在事前应根据试验数量要求的提前增加生产，以满足现场安装要求。

3)防屈曲约束支撑位置有砌体的部位在支撑套管钢板上横向适当位置要增加拉结筋，目的是提高砌体的侧向稳定性。

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