CN105952229A - 耗能型屈曲约束支撑安装施工方法 - Google Patents

耗能型屈曲约束支撑安装施工方法 Download PDF

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李阳
彭勇
张翼
胡申林
王兰敏
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    • E04—BUILDING
    • E04H—BUILDINGS OR LIKE STRUCTURES FOR PARTICULAR PURPOSES; SWIMMING OR SPLASH BATHS OR POOLS; MASTS; FENCING; TENTS OR CANOPIES, IN GENERAL
    • E04H9/00—Buildings, groups of buildings or shelters adapted to withstand or provide protection against abnormal external influences, e.g. war-like action, earthquake or extreme climate
    • E04H9/02—Buildings, groups of buildings or shelters adapted to withstand or provide protection against abnormal external influences, e.g. war-like action, earthquake or extreme climate withstanding earthquake or sinking of ground
    • E04H9/021—Bearing, supporting or connecting constructions specially adapted for such buildings

Abstract

本发明公开的是建筑工程领域的一种耗能型屈曲约束支撑安装施工方法，该方法包括预埋件安装、节点板安装、支撑连接、墙体填充等步骤，其中预埋件采用腹板开孔H型钢板，节点板和支撑的安装都采用高精度的焊接方式，墙体填充后设置镀锌钢丝网，防止墙面开裂，本发明的有益效果是：采用本施工方法进行耗能型屈曲约束支撑的安装，安装方便快捷，既能充分发挥出支撑的抗震性能，又便于操作和施工，扩大了屈曲约束支撑在建筑工程中的应用范围，可以保证结构抗震性能，确保工程质量，提高整体工程抗震水平，在遇到轻微地震时墙面不易出现开裂，保证了建筑的美观性，同时耗材较少，具有良好的社会效益和较强的推广应用价值。

Description

耗能型屈曲约束支撑安装施工方法
技术领域
本发明涉及建筑工程领域，尤其涉及一种耗能型屈曲约束支撑安装施工方法。
背景技术
我国国土幅员辽阔，同时也是各种自然灾害频发的国家，地震灾害就是其中之一。随着社会的不断进步和国民经济的发展，人们对提高公共建筑物抵抗地震灾害的能力、减少地震中人员伤亡及财产损失的要求越来越高。在提高结构抗震能力的方法中，屈曲约束支撑是能将承载构件和耗能减震构件合二为一的高效、经济、高技术含量的新型结构构件，通过对普通钢支撑采取约束措施，可以完全避免受压屈曲，结构效率大大提高，同时屈曲约束支撑在达到其屈服强度极限状态时受压和受拉均可进入屈服状态，能起到良好的耗能减震的作用。
屈曲约束支撑种类繁多，有承载型屈曲约束支撑、耗能型屈曲约束支撑以及屈曲约束支撑阻尼器等，其中耗能型屈曲约束支撑抗震效果最明显，应用最广泛，但其安装难度较大，精度要求高，很多支撑没有达到理想的抗震效果，一些安装了支撑的墙面还容易出现裂纹或墙体剥落等情况。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种能提高耗能型屈曲约束支撑的安装精度，使支撑起到良好的抗震效果，并且保证墙体稳定不开裂的施工方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
耗能型屈曲约束支撑安装施工方法，包括以下步骤：
a、预埋件安装：预埋件采用腹板开孔H型钢板，预埋件作为耗能型屈曲约束支撑的底部支撑，需要在新建混凝土立柱时将其设置在的混凝土框架中；
b、节点板安装：节点板用于连接预埋件和耗能型屈曲约束支撑，节点板预先通过焊接的方式固定在预埋件上，焊接时需保证各节点板处于同一平面内；
c、支撑连接：采用吊装的方式先将耗能型屈曲约束支撑牵拉到安装位置附近，然后对支撑下端临时固定，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，临时固定后再对支撑两端进行校正，校正后先焊接支撑的下端节点，再焊接上端节点；
d、墙体填充：支撑焊接固定后采用普通多孔砖或加气混凝土砌块进行墙体填充，填充之前需设置横向拉结筋，并在支撑周围设置至少80mm的水泥砂浆。
进一步的是，预埋件的位置应尽量处于同一平面内，确定预埋件位置无误后再进行混凝土浇筑，浇筑时，预埋件位置处应振捣密实，可配合使用铁钎捣实，振捣时不要碰到预埋件，根据现场需求，可在预埋件上开排气口，保证振捣密实。
进一步的是，在预埋件H型钢板的内侧并且与节点板相邻接的位置处设有冷却水管，冷却水管采用迂回的方式设置，冷却水管的两端超出混凝土墙柱。
进一步的是，在预埋件上焊接节点板时应采用多个工位循环施焊或间歇焊接的方式，确保每遍施焊后能释放一定热量，避免温度应力过大导致混凝土破坏。
进一步的是，支撑与节点板焊接时采用十字型接头焊接，焊接的顺序为，弹性头与节点板定位、加强板与节点板焊接、加强板与弹性头焊接、弹性头与节点板焊接。
进一步的是，支撑焊接完成后需对焊缝进行探伤检查，并对整个支撑涂抹防腐防火材料。
进一步的是，墙体填充好后进行墙体粉刷时，在支撑部位做一层镀锌钢丝网，镀锌钢丝网用镀锌钢丝及射钉与墙体固定，确保墙体粉刷不开裂。
本发明的有益效果是：采用本施工方法进行耗能型屈曲约束支撑的安装，安装方便快捷，既能充分发挥出支撑的抗震性能，又便于操作和施工，扩大了屈曲约束支撑在建筑工程中的应用范围，可以保证结构抗震性能，确保工程质量，提高整体工程抗震水平，在遇到轻微地震时墙面不易出现开裂，保证了建筑的美观性，同时耗材较少，具有良好的社会效益和较强的推广应用价值。
附图说明
图1是预埋件结构示意图。
图2是支撑焊接结构示意图。
图3是支撑与节点板焊接的放大示意图。
图中标记为，1-节点板，2-耗能型屈曲约束支撑，3-加强板，4-冷却水管，S1-腹板宽度，S2-开孔宽度，tb1-翼缘宽度，tb2-腹板厚度。
具体实施方式
以下通过具体实施方式对本发明作进一步描述，但不应理解为是本发明的限定。本领域普通技术人员根据上述方案，还可以做出各种形式的修改、替换、变更。凡是基于上述技术思想所作的修改、替换和变更都属于本发明的范围。
耗能型屈曲约束支撑安装施工方法，包括以下步骤：
a、预埋件安装：预埋件采用腹板开孔H型钢板，预埋件作为耗能型屈曲约束支撑的底部支撑，需要在新建混凝土立柱时将其设置在的混凝土框架中；
b、节点板安装：节点板用于连接预埋件和耗能型屈曲约束支撑，节点板预先通过焊接的方式固定在预埋件上，焊接时需保证各节点板处于同一平面内；
c、支撑连接：采用吊装的方式先将耗能型屈曲约束支撑牵拉到安装位置附近，然后对支撑下端临时固定，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，临时固定后再对支撑两端进行校正，校正后先焊接支撑的下端节点，再焊接上端节点；
d、墙体填充：支撑焊接固定后采用普通多孔砖或加气混凝土砌块进行墙体填充，填充之前需设置横向拉结筋，并在支撑周围设置至少80mm的水泥砂浆。
预埋件的结构形状如图1所示，其条状腹板宽度S1与开孔宽度S2可以灵活调整，以配合混凝土梁、柱箍筋的布置，预埋件的翼缘宽度tb1、腹板厚度tb2可以根据预埋件的设计承载力要求调整，保证预埋件具有足够的强度和耐冲击性。预埋件设置好后便进行节点板1的安装，对于耗能型屈曲约束支撑一般采用焊接的方式连接，焊接前可采取点焊或者加筋板等方法临时固定，确定位置无误后再进行焊接。耗能型屈曲约束支撑2的连接是最关键的一步，连接的质量好坏直接影响到支撑的抗震性能，所以要保证足够的精度，临时固定就显得特别重要，可以采用预先在节点板上设置定位缀条的方式。支撑焊接完成后一般需要进行墙体填充，既将支撑埋在墙体中，填充前需在支撑周围设置至少80mm的水泥砂浆，以保证支撑与墙体的紧固连接，墙体横向拉结筋施工及构造柱施工时，使用连接夹与支撑两侧拉结筋连接，保证拉结筋通长，钢筋碰到上节点时，可将构造柱钢筋直接焊接在节点板的端面加强板上，防止在抗震过程中出现砖体脱落等情况。
由于预埋件作为耗能型屈曲约束支撑的主要承载件，因此预埋件必须具有足够的精度和稳定性，预埋件的位置应尽量处于同一平面内，确定预埋件位置无误后再进行混凝土浇筑，浇筑时，预埋件位置处应振捣密实，可配合使用铁钎捣实，振捣时不要碰到预埋件，以免预埋件出现受损或移位，根据现场需求，可在预埋件上开排气口，保证振捣密实，从而保证预埋件的稳定性。
在预埋件H型钢板的内侧并且与节点板相邻接的位置处设有冷却水管4，冷却水管4采用迂回的方式设置，冷却水管4的两端超出混凝土墙柱。设置冷却水管4的目的是为了在焊接节点板时可以对H型钢板进行冷却，防止H型钢板因受热发生变形，影响混凝土结构。
通常情况下节点板都较厚，施焊量较大，为防止在施焊过程中埋设在钢筋混凝土结构中的预埋件连续集中受热引发剧烈膨胀，破坏混凝土结构，在预埋件上焊接节点板时应采用多个工位循环施焊或间歇焊接的方式，确保每遍施焊后能释放一定热量，避免温度应力过大导致混凝土破坏。
为了保证支撑与节点板焊接的稳定性，焊接时采用十字型接头焊接，焊接的顺序为，首先对支撑的弹性头与节点板进行定位点焊，然后用加强板与节点板进行焊接，加强板包括两块，分别焊接在节点板的两侧，然后再进行加强板3与支撑的弹性头焊接，最后进行弹性头与节点板的焊接，按照这个顺序进行焊接能够尽量减小支撑与节点板出现错位变形，保证支撑的安装精度。
支撑焊接完成后需对焊缝进行探伤检查，一般使用超声波探伤，使焊接达到规范要求，随后还需对整个支撑涂抹防腐防火材料，屈曲约束支撑应根据约束机制的不同，设计具有不同的防火要求，当采用纯钢约束体系，应做防火保护，且其防火等级等同于相应的普通钢支撑；采用填充材料约束体系，且套筒内填充材料具有隔热性能的不燃烧材料时，自由伸缩段和封头板必须做防火保护，套筒可不做防火保护；当套筒内填充材料不具有隔热性能时，自由伸缩段、封头板及套筒均应作防火保护。
最后，墙体填充好后进行墙体粉刷时，可在支撑部位做一层镀锌钢丝网，镀锌钢丝网用镀锌钢丝及射钉与墙体固定，确保墙体粉刷不开裂，使墙面光滑整洁。
实施例：
某项目工程，总建筑面积206089m2，结构类型为框架-剪力墙结构、框架-核心筒及框架结构，由A、B塔楼及裙楼组成。A塔楼地上23层，高99.8m，B塔楼地上21层，高88.5m，裙楼地上7层，高36.8m，地下室4层。采用了BRB耗能型屈曲约束支撑，共计应用了56根，其中单根构件最大重量约为4.5t，最大屈服承载力3500Kn，长度7743mm，布置在裙楼一至七层楼梯间及其他有刚度要求部位。
支撑安装过程中预埋件规格要求如下：
表1预埋件规格
节点板安装精度要求如下表所示：
表2节点板偏移量允许范围
节点板厚t(mm) 上下节点板净距偏差a(mm) 上下节点板平面外偏移b(mm)
t≤20 ±3mm ±５mm
２0≤t≤50 ±3mm ±5mm
50≤t ±5mm ±10mm
采用耗能型屈曲约束支撑与传统结构支撑产生的经济效益对比如下表所示：
表3耗能型屈曲约束支撑经济效益
注：n为汽车泵出场次数，t为混凝土超过100m3用量
如上表所示，要达到近似结构刚度，使用耗能型屈曲约束支撑相比传统混凝土结构至少可节省造价50.45万元。在提高了楼体的抗震性能的同时还具有良好的经济效益，具有较强的推广应用价值。

Claims (7)

1.耗能型屈曲约束支撑安装施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
a、预埋件安装：预埋件采用腹板开孔H型钢板，预埋件作为耗能型屈曲约束支撑的底部支撑，需要在新建混凝土立柱时将其设置在的混凝土框架中；
b、节点板安装：节点板用于连接预埋件和耗能型屈曲约束支撑，节点板预先通过焊接的方式固定在预埋件上，焊接时需保证各节点板处于同一平面内；
c、支撑连接：采用吊装的方式先将耗能型屈曲约束支撑牵拉到安装位置附近，然后对支撑下端临时固定，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，临时固定后再对支撑两端进行校正，校正后先焊接支撑的下端节点，再焊接上端节点；
d、墙体填充：支撑焊接固定后采用普通多孔砖或加气混凝土砌块进行墙体填充，填充之前需设置横向拉结筋，并在支撑周围设置至少80mm的水泥砂浆。
2.如权利要求1所述的耗能型屈曲约束支撑安装施工方法，其特征是：预埋件的位置应尽量处于同一平面内，确定预埋件位置无误后再进行混凝土浇筑，浇筑时，预埋件位置处应振捣密实，可配合使用铁钎捣实，振捣时不要碰到预埋件，根据现场需求，可在预埋件上开排气口，保证振捣密实。
3.如权利要求2所述的耗能型屈曲约束支撑安装施工方法，其特征是：在预埋件H型钢板的内侧并且与节点板相邻接的位置处设有冷却水管，冷却水管采用迂回的方式设置，冷却水管的两端超出混凝土墙柱。
4.如权利要求3所述的耗能型屈曲约束支撑安装施工方法，其特征是：在预埋件上焊接节点板时应采用多个工位循环施焊或间歇焊接的方式，确保每遍施焊后能释放一定热量，避免温度应力过大导致混凝土破坏。
5.如权利要求1所述的耗能型屈曲约束支撑安装施工方法，其特征是：支撑与节点板焊接时采用十字型接头焊接，焊接的顺序为，弹性头与节点板定位、加强板与节点板焊接、加强板与弹性头焊接、弹性头与节点板焊接。
6.如权利要求5所述的耗能型屈曲约束支撑安装施工方法，其特征是：支撑焊接完成后需对焊缝进行探伤检查，并对整个支撑涂抹防腐防火材料。
7.如权利要求1所述的耗能型屈曲约束支撑安装施工方法，其特征是：墙体填充好后进行墙体粉刷时，在支撑部位做一层镀锌钢丝网，镀锌钢丝网用镀锌钢丝及射钉与墙体固定，确保墙体粉刷不开裂。
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