浅谈防屈曲支撑技术在大跨度房建中的应用

张 鑫 山西省安装集团股份有限公司

1 工程背景

本文所述的大跨度建筑物共五层，建筑物长85.6m，宽40.6m，防屈曲支撑分布在该建筑物的一到四层，非对称布置，按照设计图纸要求，本工程防屈曲支撑及预埋件布置图中的支撑大小及预埋件连接节点均为示意图，需要由具备相关资质的单位根据图纸开展二次深化设计，并进行结构减震的计算，经设计单位确认后实施。

图1为原设计图纸中型钢梁柱节点连接大样图，看似简单的设计却因为防屈曲支撑预埋件的存在，施工变得异常艰难，如何解决预埋件焊接在型钢柱与混凝土梁节点的连接是关键的技术难题。

图1 型钢梁柱节点连接大样图设计图纸

2 工程特点及难点

如果只是单纯的型钢柱与混凝土梁的连接，按照正常的施工工艺，采用国家建筑标准设计图集12SG904-1《型钢混凝土结构施工钢筋排布规则与构造详图》中的相关钢筋构造，就能轻松完成连接节点的钢筋下料与排布。但是，因为有了防屈曲支撑预埋件的存在，使得现场施工出现工作空间明显不足，钢筋与预埋件及型钢之间交错布置（见图2），混凝土梁中上、下排钢筋需要弯折后焊接在型钢的腹板上，梁箍筋不仅要保证满足设计图中合理的间距，还必须逐一穿过防屈曲支撑预埋件条状腹板之间所开的孔洞。

图2 钢筋与预埋件及型钢之间交错布置

一方面防屈曲支撑预埋件是由节点板与预埋件焊接为一个整体，本身其重量就比较重，预埋件一端的连接钢板需要焊接在型钢柱的腹板上（见图3），而连接板一侧则需要临时固定在模板上，并做好放线定位工作。

图3 预埋件一端的连接钢板焊接在型钢柱腹板上

另一方面，由于防屈曲支撑预埋件与节点板作为一个整体，不仅重量大，而且所占空间体积也很大，给混凝土梁钢筋排布、绑扎及焊接等工作带来了极大的影响，现场实际操作过程中为了完成钢筋的焊接连接，甚至需要将支设好的模板拆掉以完成相关操作（见图4）。

图4 拆卸支设好的模板

图5为型钢梁柱节点连接大样图，从该剖面图不难看出，在设置有防屈曲支撑预埋件部位的梁柱节点处各个部件有多么的“拥挤”，操作的困难程度不言而喻。

图5 型钢梁柱节点连接大样图（含屈曲约束支撑预埋件）设计图纸

另外，再结合图6防屈曲支撑立面布置图可以更清晰地看到，为了满足防屈曲支撑的轴线垂直，必须保证该支撑对应的上下两处预埋件的定位准确，这直接关系到防屈曲支撑最终在建筑物中的抗震效果。

图6 屈曲约束支撑立面布置图深化设计

3 操作要点

为了满足这一定位精度的要求，因为该工程BRB设计为连续一～四层由下至上“之字形”布置，而且每一层的预埋件均最终与梁钢筋一起浇筑在混凝土结构之中，准确的定位直接决定了最终的成品效果，一旦失误几乎无法挽救（一旦出现深化图纸及施工方案中对防屈曲支撑与预埋件连接可能出现的偏位尺寸，且未对相对位置加以检查、验收，或者验收合格后因施工原因造成预埋件尺寸偏移等问题），只能将混凝土全部凿掉，对混凝土结构进行重新施工，这样的代价就要求每层的防屈曲支撑预埋件定位都必须保证足够的精度，而且还需要确保在后续混凝土浇筑施工中不发生位置偏位，尤其是一层与二层之间的预埋件定位至关重要。

本建筑跨度大，单层建筑面积超过3000m2，仅在一层顶板施工就耗费了大量的人力、物力，在反复试验并进行了大量的对比研究之后，最终确定了型钢柱梁连接节点处的施工操作流程及临时固定措施，以满足对施工进度及施工精度的双重保障。

4 工艺流程

在型钢柱位置确定的基础上（务必保证型钢柱位置的位置偏差满足施工规范要求，否则会导致预埋件与型钢柱焊接连接时出现偏位严重等影响整体抗震效果），重新确定各主轴线的位置，每一层的预埋件定位均需要按照轴线位置进行定位确定，结合图纸中各层柱截面的存在变截面的情况，更需要严格按照轴线定位的要求，而不能以相对柱的位置关系进行简单定位。

开展梁模板的安装，注意预留出防屈曲支撑预埋件与型钢柱-混凝土梁节点处的侧模板位置先不同步进行安装（主要是考虑到防屈曲支撑预埋件处后期梁上、下排钢筋与型钢柱的焊接空间）。

就是将防屈曲支撑预埋件临时固定在支设好的梁底模板位置，对其位置准确定位并复核其与型钢柱的相对位置关系是否准确，此时暂不将其与型钢柱焊接连接。

针对梁钢筋的布置及箍筋的绑扎，这一步难点在于箍筋的穿插绑扎以及与预埋件节点板的位置关系，既要满足箍筋加密的间距要求，又要能够与预埋件节点板协调统一。

最后就是将梁上、下排弯折钢筋焊接在型钢柱腹板上，并将防屈曲支撑连接钢板与型钢柱焊接连接，梁侧模板最终完成整体拼接安装。图7为现场型钢柱-混凝土梁节点实拍图，节点处因为有防屈曲支撑预埋件的缘故实际施工操作过程中费时、费工、费力。

图7 现场型钢梁柱节点实拍图

5 实施效果

我项目在某科研生产基地建设项目试验检测中心主体结构施工时，采用此屈曲约束支撑技术，首层涉及型钢混凝土柱与屈曲约束支撑预埋件连接部位，采用此工法技术先进、性能可靠，提高了施工效率，方便施工，降低了造价成本。为后续同类房建、钢结构项目主体结构施工中继续推广使用此技术，提供了可靠的技术经验。

6 社会效益

某科研生产基地建设项目试验检测中心采用的防屈曲支撑，采用此成果，可延长结构使用年限，提高结构整体性和抗震能力。避免了大量的二次返修，降低了二次施工的机械费、人工费、材料费，在保证施工质量和建设工期的同时，又节约了成本。为以后施工类似工程提供了良好的技术参考，为保证民用建筑早日竣工具有十分深远的意义。