尚俊田（北京興電國際工程管理有限公司， 北京 100048）

0 引 言

為了減少地震對房屋結(jié)構(gòu)的破壞，人們設(shè)計(jì)出了屈曲約束支撐，并通過不斷試驗(yàn)對其“支撐”和“耗能”作用進(jìn)行研究和優(yōu)化。屈曲約束支撐由最初的墻板式逐漸演變成了由芯板、外約束體系、無粘結(jié)材料和填充層組成的型式（見圖1）。同時(shí)芯板截面形式、外約束體系截面型式、無粘結(jié)材料種類和填充層材料也隨著工程設(shè)計(jì)的要求發(fā)生了巨大的變化，屈曲約束支撐逐漸向輕型化、裝配式和多型化發(fā)展。

圖1 屈曲約束支撐構(gòu)件構(gòu)造圖

隨著屈曲約束支撐在新建工程和已有建筑的加固和改造中的廣泛應(yīng)用，其制作和安裝施工的質(zhì)量驗(yàn)收顯得越發(fā)重要，但國家標(biāo)準(zhǔn)中其驗(yàn)收要求并不明確，因此需加強(qiáng)對屈曲約束支撐質(zhì)量控制要點(diǎn)的研究，以提高對屈曲約束支撐施工質(zhì)量的控制水平。

1 屈曲約束支撐簡介

屈曲約束支撐是一種在受拉和受壓時(shí)均能達(dá)到屈服而不失穩(wěn)的軸力構(gòu)件，屈曲約束支撐可以實(shí)現(xiàn)“小震經(jīng)濟(jì)、中震不壞、大震易修、余震不倒”，能夠滿足現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的抗震設(shè)防要求。

屈曲約束支撐根據(jù)工程應(yīng)用模式的不同可分為耗能型屈曲約束支撐、屈曲約束支撐型阻尼器和承載型屈曲約束支撐三類。承載型屈曲支撐僅保證約束構(gòu)件的屈服；耗能型屈曲約束支撐既能保證構(gòu)件不屈服，還能保證芯板屈服后的耗能能力；屈曲約束支撐型阻尼器是一種位移相關(guān)型消能器。

屈曲約束支撐芯板由特定強(qiáng)度的鋼板制成，常見的芯板截面形式有一字形、十字形、工字型、T形和雙T形等，分別適用于不同的剛度要求和耗能需求；常見的外約束體系截面型式有矩形管、圓形管等；填充層材料有砂漿、混凝土、灌漿料或鋼板節(jié)點(diǎn)約束固定等；無粘結(jié)可膨脹材料種類有橡膠、環(huán)氧樹脂、硅膠、聚乙烯等，可以有效減少或消除芯材受約束段與填充材料之間的剪力。

屈曲約束支撐可按V型、人字型、單斜型布置；屈曲約束支撐構(gòu)件與鋼框架、鋼筋混凝土框架的連接可采用高強(qiáng)度螺栓連接、鉸接連接、焊接或兩種連接方式組合的形式。

2 屈曲約束支撐施工工藝流程

屈曲約束支撐施工質(zhì)量控制應(yīng)從深化設(shè)計(jì)開始到防火驗(yàn)收結(jié)束。完整的屈曲約束支撐施工工藝流程如下：屈曲約束支撐深化設(shè)計(jì)→支撐構(gòu)件加工→預(yù)埋件安裝→節(jié)點(diǎn)板安裝→支撐構(gòu)件進(jìn)場驗(yàn)收→連接節(jié)點(diǎn)糾偏→支撐構(gòu)件吊裝→支撐臨時(shí)固定→支撐最終固定→支撐連接部位防腐→支撐防火→支撐施工驗(yàn)收。

3 屈曲約束支撐施工質(zhì)量控制重難點(diǎn)分析

（1）屈曲約束支撐須專業(yè)廠家在原設(shè)計(jì)和鋼結(jié)構(gòu)深化設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上進(jìn)行深化設(shè)計(jì)，并須做相應(yīng)的型式試驗(yàn)和構(gòu)件出廠檢驗(yàn)報(bào)告，技術(shù)性強(qiáng)。

（2）不同廠家的不同類型的屈曲約束支撐都有各自的專利權(quán)，并且不對外公開，不利于支持構(gòu)件制作質(zhì)量控制。

（3）屈曲約束支撐用材料的檢驗(yàn)試驗(yàn)和制作施工質(zhì)量控制由專業(yè)廠家完成，對其質(zhì)量自控管理體系要求高。

（4）屈曲約束支撐施工須編制專項(xiàng)施工方案，明確安裝、緊固和焊接施工等技術(shù)要求，并須向安裝人員作書面技術(shù)交底。

（5）屈曲約束支撐構(gòu)件噸位大，運(yùn)輸、吊裝就位難度大，施工安全風(fēng)險(xiǎn)高。

（6）屈曲約束支撐布置和連接形式多樣，預(yù)埋件和節(jié)點(diǎn)板構(gòu)造復(fù)雜，構(gòu)件制作、安裝精度要求高，施工質(zhì)量控制難度大。

（7）屈曲約束支撐施工和驗(yàn)收的相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范不完善，檢查和驗(yàn)收要求不統(tǒng)一。

4 屈曲約束支撐構(gòu)件施工質(zhì)量控制要點(diǎn)

屈曲約束支撐的施工質(zhì)量驗(yàn)收國家標(biāo)準(zhǔn)并無詳細(xì)要求，經(jīng)查閱相關(guān)國家、行業(yè)、地方、企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，與屈曲約束支撐施工和驗(yàn)收有關(guān)的技術(shù)文件主要有GB 50205—2020《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)》、JG/T 209—2012《建筑消能阻尼器》、JGJ 297—2013《建筑消能減震技術(shù)規(guī)程》、JGJ 99—2015《高層民用建筑鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》和DBJ/CT 105—2011《TJ屈曲約束支撐應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》等。這些標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范對屈曲約束支撐的施工和驗(yàn)收提出了相關(guān)要求，但相關(guān)內(nèi)容不全面，要求不統(tǒng)一，工程師在工程實(shí)踐中往往難以把握，也難以到對其進(jìn)行全面的施工質(zhì)量控制。筆者根據(jù)屈曲約束支撐構(gòu)件的施工特點(diǎn)將其施工質(zhì)量控制要點(diǎn)詳述如下。

4.1 屈曲約束支撐構(gòu)件深化設(shè)計(jì)和型式檢驗(yàn)

屈曲約束支撐、屈曲約束支撐節(jié)點(diǎn)與結(jié)構(gòu)梁、柱的連接、支撐與填充墻體等構(gòu)件的連接構(gòu)造設(shè)計(jì)應(yīng)符合《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》和《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》等規(guī)范要求。屈曲約束支撐的專業(yè)生產(chǎn)廠家須根據(jù)設(shè)計(jì)圖、鋼結(jié)構(gòu)深化詳圖及支撐產(chǎn)品型式試驗(yàn)結(jié)果，進(jìn)行支撐構(gòu)件深化設(shè)計(jì)，確定工程項(xiàng)目支撐構(gòu)件連接形式和精確長度尺寸，并應(yīng)經(jīng)原設(shè)計(jì)確認(rèn)。

屈曲約束支撐專業(yè)生產(chǎn)廠家須進(jìn)行型式檢驗(yàn)并提供型式檢驗(yàn)報(bào)告，型式檢驗(yàn)應(yīng)由第三方檢測單位出具。不同的屈曲約束支撐產(chǎn)品其檢驗(yàn)內(nèi)容有所不同，耗能型屈曲約束支撐型式檢驗(yàn)要求和檢驗(yàn)項(xiàng)目可按照《建筑消能阻尼器》要求執(zhí)行。

屈曲約束支撐型式試驗(yàn)、支撐構(gòu)件特殊低屈服強(qiáng)度鋼材采購、產(chǎn)品制作等都需要較長的時(shí)間周期，設(shè)計(jì)有屈曲約束支撐的工程項(xiàng)目應(yīng)盡早啟動相關(guān)工作。

4.2 屈曲約束支撐構(gòu)件材料及產(chǎn)品性能質(zhì)量控制

鑒于屈曲約束支撐構(gòu)件專業(yè)生產(chǎn)廠家對知識產(chǎn)權(quán)的保護(hù)，工程師難以對屈曲約束支撐構(gòu)件制作過程進(jìn)行質(zhì)量控制，但應(yīng)根據(jù)《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)》，要求廠家提供支撐構(gòu)件所用芯材、外約束鋼板和連接節(jié)點(diǎn)板鋼材、焊接材料、高強(qiáng)度螺栓緊固件和防腐涂裝材料的質(zhì)量證明書或產(chǎn)品合格證及相關(guān)材料的復(fù)試報(bào)告，并提供高強(qiáng)度螺栓連接摩擦面抗滑移系數(shù)試驗(yàn)報(bào)告、焊縫焊接質(zhì)量檢驗(yàn)報(bào)告和產(chǎn)品出廠檢驗(yàn)報(bào)告。

專業(yè)生產(chǎn)廠家應(yīng)提供屈曲約束支撐構(gòu)件產(chǎn)品合格證，構(gòu)件應(yīng)表面平整，無機(jī)械損傷、銹蝕和毛刺，標(biāo)記清晰；構(gòu)件焊縫外觀、栓接節(jié)點(diǎn)螺栓孔等施工質(zhì)量，應(yīng)符合《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)》要求。屈曲約束支撐構(gòu)件尺寸偏差要求，如表1所示。

表1 屈曲約束支撐構(gòu)件尺寸偏差要求

屈曲約束支撐產(chǎn)品性能應(yīng)進(jìn)行出廠檢驗(yàn)，不同標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范對抽檢數(shù)量等規(guī)定并不相同，建議專業(yè)廠家按設(shè)計(jì)要求或按經(jīng)設(shè)計(jì)同意的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的要求進(jìn)行檢驗(yàn)，檢測項(xiàng)目包括力學(xué)性能和耐久性等，檢測用構(gòu)件不得用于主體結(jié)構(gòu)。

屈曲約束支撐構(gòu)件在焊接施工、堆放和運(yùn)輸時(shí)需采取保護(hù)措施，防止構(gòu)件發(fā)生變形和涂層破損。

4.3 預(yù)埋件、節(jié)點(diǎn)板安裝質(zhì)量控制

按照深化圖紙加工預(yù)埋件和節(jié)點(diǎn)板，根據(jù)工程施工現(xiàn)場進(jìn)度做好預(yù)埋件和節(jié)點(diǎn)板的安裝施工，確保支撐構(gòu)件的預(yù)埋件和節(jié)點(diǎn)板安裝與主體結(jié)構(gòu)施工同步進(jìn)行。

為保證屈曲約束支撐安裝施工質(zhì)量，須對屈曲約束支撐連接的預(yù)埋件和節(jié)點(diǎn)板各種連接節(jié)點(diǎn)形式的施工質(zhì)量進(jìn)行控制。控制要點(diǎn)，如表2所示。

表2 屈曲約束支撐構(gòu)件連接節(jié)點(diǎn)施工質(zhì)量控制要點(diǎn)

4.4 屈曲約束支撐安裝施工質(zhì)量控制

屈曲約束支撐的安裝應(yīng)按專項(xiàng)施工方案進(jìn)行，須對支撐構(gòu)件運(yùn)輸和吊裝、安裝順序、節(jié)點(diǎn)板糾偏等進(jìn)行控制。

屈曲約束支撐運(yùn)輸、堆放和吊裝時(shí)做好保護(hù)，防止損傷構(gòu)件；吊裝專用吊耳應(yīng)在加工廠焊接完成，禁止現(xiàn)場在支撐構(gòu)件上隨意焊接吊耳和進(jìn)行切割坡口等操作。

屈曲約束支撐構(gòu)件的安裝順序應(yīng)符合設(shè)計(jì)、專業(yè)廠家及施工方案相關(guān)要求。主體結(jié)構(gòu)為鋼結(jié)構(gòu)的支撐一般采用平行安裝法，平面上應(yīng)從中部向四周開展，豎向應(yīng)從下向上逐漸進(jìn)行；主體結(jié)構(gòu)為現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)的支撐一般采用后裝法。屈曲約束支撐構(gòu)件吊裝就位后應(yīng)采用安裝螺栓或焊接鋼片進(jìn)行臨時(shí)固定。

屈曲約束支撐安裝前應(yīng)對與其相連接的上、下梁柱節(jié)點(diǎn)板位置和平面偏差進(jìn)行檢查，存在偏差時(shí)可按施工方案中的措施予以糾偏，糾偏措施一般包括火焰校正、安裝底座鋼板、調(diào)整連接板及節(jié)點(diǎn)板等。當(dāng)節(jié)點(diǎn)板偏移量超過容許偏差時(shí)，應(yīng)由設(shè)計(jì)單位會同生產(chǎn)廠家等單位制定專項(xiàng)糾偏措施進(jìn)行糾偏。

4.5 屈曲約束支撐連接施工質(zhì)量控制

承載型屈曲約束支撐與主體結(jié)構(gòu)同步安裝固定，耗能型屈曲約束支撐一般先臨時(shí)固定，待主體結(jié)構(gòu)安裝完成后再最終固定。

屈曲約束支撐在安裝校正合格后方可進(jìn)行連接施工，不同的屈曲約束支撐連接方式其施工質(zhì)量控制要點(diǎn)完全不同（如表3所示）。

表3 屈曲約束支撐連接方式及質(zhì)量控制要點(diǎn)

采用高強(qiáng)度螺栓連接需考慮螺栓緊固所需的操作空間且穿入方向應(yīng)一致，先采用臨時(shí)螺栓固定，待檢查合格后方可安裝高強(qiáng)螺栓并按照緊固順序先初擰后終擰。

采用焊接連接固定時(shí)單個支撐構(gòu)件現(xiàn)場焊接時(shí)先焊接一側(cè)節(jié)點(diǎn)再焊接另一側(cè)節(jié)點(diǎn)；十字型和王字型等復(fù)雜焊接連接節(jié)點(diǎn)應(yīng)按施工方案確定的焊縫焊接順序施焊，應(yīng)盡量對稱焊接并根據(jù)設(shè)計(jì)要求進(jìn)行焊后應(yīng)力消除等。

采用鉸接連接則連接板與屈曲約束支撐耳板需配套加工，先安裝上節(jié)點(diǎn)后安裝下節(jié)點(diǎn)；栓焊混合連接一般應(yīng)先栓后焊；最終固定時(shí)間根據(jù)設(shè)計(jì)要求或批準(zhǔn)的施工方案確定。

4.6 屈曲約束支撐防腐、防火施工質(zhì)量控制

屈曲約束支撐構(gòu)件的防腐和防火施工質(zhì)量直接影響其使用性和耐久性，其構(gòu)件和現(xiàn)場連接節(jié)點(diǎn)的防腐和防火施工應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，其施工質(zhì)量控制和驗(yàn)收按《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)》進(jìn)行。

5 結(jié) 語

本文通過對屈曲約束支撐構(gòu)件的深化設(shè)計(jì)、制作和安裝施工全過程進(jìn)行分析，結(jié)合與屈曲約束支撐相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，明確了屈曲約束支撐施工質(zhì)量控制要點(diǎn)，可為相關(guān)工程技術(shù)人員開展屈曲約束支撐施工質(zhì)量控制和工程驗(yàn)收提供參考。