屈曲约束支撑施工质量控制要点浅析

尚俊田（北京兴电国际工程管理有限公司， 北京 100048）

0 引 言

为了减少地震对房屋结构的破坏，人们设计出了屈曲约束支撑，并通过不断试验对其“支撑”和“耗能”作用进行研究和优化。屈曲约束支撑由最初的墙板式逐渐演变成了由芯板、外约束体系、无粘结材料和填充层组成的型式（见图1）。同时芯板截面形式、外约束体系截面型式、无粘结材料种类和填充层材料也随着工程设计的要求发生了巨大的变化，屈曲约束支撑逐渐向轻型化、装配式和多型化发展。

图1 屈曲约束支撑构件构造图

随着屈曲约束支撑在新建工程和已有建筑的加固和改造中的广泛应用，其制作和安装施工的质量验收显得越发重要，但国家标准中其验收要求并不明确，因此需加强对屈曲约束支撑质量控制要点的研究，以提高对屈曲约束支撑施工质量的控制水平。

1 屈曲约束支撑简介

屈曲约束支撑是一种在受拉和受压时均能达到屈服而不失稳的轴力构件，屈曲约束支撑可以实现“小震经济、中震不坏、大震易修、余震不倒”，能够满足现行国家标准规定的抗震设防要求。

屈曲约束支撑根据工程应用模式的不同可分为耗能型屈曲约束支撑、屈曲约束支撑型阻尼器和承载型屈曲约束支撑三类。承载型屈曲支撑仅保证约束构件的屈服；耗能型屈曲约束支撑既能保证构件不屈服，还能保证芯板屈服后的耗能能力；屈曲约束支撑型阻尼器是一种位移相关型消能器。

屈曲约束支撑芯板由特定强度的钢板制成，常见的芯板截面形式有一字形、十字形、工字型、T形和双T形等，分别适用于不同的刚度要求和耗能需求；常见的外约束体系截面型式有矩形管、圆形管等；填充层材料有砂浆、混凝土、灌浆料或钢板节点约束固定等；无粘结可膨胀材料种类有橡胶、环氧树脂、硅胶、聚乙烯等，可以有效减少或消除芯材受约束段与填充材料之间的剪力。

屈曲约束支撑可按V型、人字型、单斜型布置；屈曲约束支撑构件与钢框架、钢筋混凝土框架的连接可采用高强度螺栓连接、铰接连接、焊接或两种连接方式组合的形式。

2 屈曲约束支撑施工工艺流程

屈曲约束支撑施工质量控制应从深化设计开始到防火验收结束。完整的屈曲约束支撑施工工艺流程如下：屈曲约束支撑深化设计→支撑构件加工→预埋件安装→节点板安装→支撑构件进场验收→连接节点纠偏→支撑构件吊装→支撑临时固定→支撑最终固定→支撑连接部位防腐→支撑防火→支撑施工验收。

3 屈曲约束支撑施工质量控制重难点分析

（1）屈曲约束支撑须专业厂家在原设计和钢结构深化设计的基础上进行深化设计，并须做相应的型式试验和构件出厂检验报告，技术性强。

（2）不同厂家的不同类型的屈曲约束支撑都有各自的专利权，并且不对外公开，不利于支持构件制作质量控制。

（3）屈曲约束支撑用材料的检验试验和制作施工质量控制由专业厂家完成，对其质量自控管理体系要求高。

（4）屈曲约束支撑施工须编制专项施工方案，明确安装、紧固和焊接施工等技术要求，并须向安装人员作书面技术交底。

（5）屈曲约束支撑构件吨位大，运输、吊装就位难度大，施工安全风险高。

（6）屈曲约束支撑布置和连接形式多样，预埋件和节点板构造复杂，构件制作、安装精度要求高，施工质量控制难度大。

（7）屈曲约束支撑施工和验收的相关国家标准规范不完善，检查和验收要求不统一。

4 屈曲约束支撑构件施工质量控制要点

屈曲约束支撑的施工质量验收国家标准并无详细要求，经查阅相关国家、行业、地方、企业标准和规范，与屈曲约束支撑施工和验收有关的技术文件主要有GB 50205—2020《钢结构工程施工质量验收标准》、JG/T 209—2012《建筑消能阻尼器》、JGJ 297—2013《建筑消能减震技术规程》、JGJ 99—2015《高层民用建筑钢结构技术规程》和DBJ/CT 105—2011《TJ屈曲约束支撑应用技术规程》等。这些标准和规范对屈曲约束支撑的施工和验收提出了相关要求，但相关内容不全面，要求不统一，工程师在工程实践中往往难以把握，也难以到对其进行全面的施工质量控制。笔者根据屈曲约束支撑构件的施工特点将其施工质量控制要点详述如下。

4.1 屈曲约束支撑构件深化设计和型式检验

屈曲约束支撑、屈曲约束支撑节点与结构梁、柱的连接、支撑与填充墙体等构件的连接构造设计应符合《建筑抗震设计规范》和《钢结构设计标准》等规范要求。屈曲约束支撑的专业生产厂家须根据设计图、钢结构深化详图及支撑产品型式试验结果，进行支撑构件深化设计，确定工程项目支撑构件连接形式和精确长度尺寸，并应经原设计确认。

屈曲约束支撑专业生产厂家须进行型式检验并提供型式检验报告，型式检验应由第三方检测单位出具。不同的屈曲约束支撑产品其检验内容有所不同，耗能型屈曲约束支撑型式检验要求和检验项目可按照《建筑消能阻尼器》要求执行。

屈曲约束支撑型式试验、支撑构件特殊低屈服强度钢材采购、产品制作等都需要较长的时间周期，设计有屈曲约束支撑的工程项目应尽早启动相关工作。

4.2 屈曲约束支撑构件材料及产品性能质量控制

鉴于屈曲约束支撑构件专业生产厂家对知识产权的保护，工程师难以对屈曲约束支撑构件制作过程进行质量控制，但应根据《钢结构工程施工质量验收标准》，要求厂家提供支撑构件所用芯材、外约束钢板和连接节点板钢材、焊接材料、高强度螺栓紧固件和防腐涂装材料的质量证明书或产品合格证及相关材料的复试报告，并提供高强度螺栓连接摩擦面抗滑移系数试验报告、焊缝焊接质量检验报告和产品出厂检验报告。

专业生产厂家应提供屈曲约束支撑构件产品合格证，构件应表面平整，无机械损伤、锈蚀和毛刺，标记清晰；构件焊缝外观、栓接节点螺栓孔等施工质量，应符合《钢结构工程施工质量验收标准》要求。屈曲约束支撑构件尺寸偏差要求，如表1所示。

表1 屈曲约束支撑构件尺寸偏差要求

屈曲约束支撑产品性能应进行出厂检验，不同标准和规范对抽检数量等规定并不相同，建议专业厂家按设计要求或按经设计同意的标准规范的要求进行检验，检测项目包括力学性能和耐久性等，检测用构件不得用于主体结构。

屈曲约束支撑构件在焊接施工、堆放和运输时需采取保护措施，防止构件发生变形和涂层破损。

4.3 预埋件、节点板安装质量控制

按照深化图纸加工预埋件和节点板，根据工程施工现场进度做好预埋件和节点板的安装施工，确保支撑构件的预埋件和节点板安装与主体结构施工同步进行。

为保证屈曲约束支撑安装施工质量，须对屈曲约束支撑连接的预埋件和节点板各种连接节点形式的施工质量进行控制。控制要点，如表2所示。

表2 屈曲约束支撑构件连接节点施工质量控制要点

4.4 屈曲约束支撑安装施工质量控制

屈曲约束支撑的安装应按专项施工方案进行，须对支撑构件运输和吊装、安装顺序、节点板纠偏等进行控制。

屈曲约束支撑运输、堆放和吊装时做好保护，防止损伤构件；吊装专用吊耳应在加工厂焊接完成，禁止现场在支撑构件上随意焊接吊耳和进行切割坡口等操作。

屈曲约束支撑构件的安装顺序应符合设计、专业厂家及施工方案相关要求。主体结构为钢结构的支撑一般采用平行安装法，平面上应从中部向四周开展，竖向应从下向上逐渐进行；主体结构为现浇混凝土结构的支撑一般采用后装法。屈曲约束支撑构件吊装就位后应采用安装螺栓或焊接钢片进行临时固定。

屈曲约束支撑安装前应对与其相连接的上、下梁柱节点板位置和平面偏差进行检查，存在偏差时可按施工方案中的措施予以纠偏，纠偏措施一般包括火焰校正、安装底座钢板、调整连接板及节点板等。当节点板偏移量超过容许偏差时，应由设计单位会同生产厂家等单位制定专项纠偏措施进行纠偏。

4.5 屈曲约束支撑连接施工质量控制

承载型屈曲约束支撑与主体结构同步安装固定，耗能型屈曲约束支撑一般先临时固定，待主体结构安装完成后再最终固定。

屈曲约束支撑在安装校正合格后方可进行连接施工，不同的屈曲约束支撑连接方式其施工质量控制要点完全不同（如表3所示）。

表3 屈曲约束支撑连接方式及质量控制要点

采用高强度螺栓连接需考虑螺栓紧固所需的操作空间且穿入方向应一致，先采用临时螺栓固定，待检查合格后方可安装高强螺栓并按照紧固顺序先初拧后终拧。

采用焊接连接固定时单个支撑构件现场焊接时先焊接一侧节点再焊接另一侧节点；十字型和王字型等复杂焊接连接节点应按施工方案确定的焊缝焊接顺序施焊，应尽量对称焊接并根据设计要求进行焊后应力消除等。

采用铰接连接则连接板与屈曲约束支撑耳板需配套加工，先安装上节点后安装下节点；栓焊混合连接一般应先栓后焊；最终固定时间根据设计要求或批准的施工方案确定。

4.6 屈曲约束支撑防腐、防火施工质量控制

屈曲约束支撑构件的防腐和防火施工质量直接影响其使用性和耐久性，其构件和现场连接节点的防腐和防火施工应符合设计要求，其施工质量控制和验收按《钢结构工程施工质量验收标准》进行。

5 结 语

本文通过对屈曲约束支撑构件的深化设计、制作和安装施工全过程进行分析，结合与屈曲约束支撑相关的标准规范，明确了屈曲约束支撑施工质量控制要点，可为相关工程技术人员开展屈曲约束支撑施工质量控制和工程验收提供参考。