屈曲約束支撐在常德財鑫投融資服務中心項目中施工質量監理檢查和驗收要點

◎楊永志

一、工程概況

常德財鑫投融資服務中心一期工程項目位于湖南省常德市朗州北路以西、月亮大道以北地塊，為公共高層建筑，總建筑面積約95376.00㎡，框架剪力墻結構，地下一層、地下室面積約22125.00㎡，地上24層，建筑面積約73251.00㎡，建筑總高度為99.8m。其建筑體型為L型，為解決結構的扭轉剛度和建筑功能要求，在建筑平面的外圍布置了220根屈曲約束支撐，其屈服承載力為2100kN～3000kN，該項目由常德財鑫廣場投資開發有限公司投資，湖南大學設計研究院有限公司設計，常德市建筑設計院有限責任公司負責勘察，常德市懷德建設監理有限公司監理，湖南德成建設工程有限公司負責總包施工，上海史狄爾建筑減震科技有限公司專業分包施工。

二、屈曲約束支撐介紹

屈曲約束支撐一般由耗能芯材、抑制芯材發生屈曲的鋼套管、無粘結材料以及芯材與鋼套管之間的塑性填充物等材料組成的一種鋼制屈曲約束支撐。結構在彈性工作范圍內，屈曲約束支撐與普通鋼支撐具有同樣的抗側向力作用，可為結構提供較大的側向剛度。在強震作用下，屈曲約束支撐進入塑性后，其軸向的拉壓塑形變形可耗散地震輸入結構的能量，既能有效保護主體結構在強震作用下結構不受或減少可能受到的破壞，也可以大大增加了結構的阻尼，有效地減小了主體結構的水平位移。

屈曲約束支撐不僅可以廣泛地應用于大型新建高層建筑主體結構，還可廣泛地應用于既有建筑主體結構加固，特別適用于高烈度地震的大型高層鋼筋混凝土和鋼結構建筑結構體系。屈曲約束支撐作為一種新型的耗能支撐構件，在日本、美國和臺灣等抗震地區都得到了廣泛的發展應用。1995年日本神戶市大地震后，屈曲約束支撐在日本等地得到廣泛應用，迄今已在300多幢建筑中得到應用。2008年的汶川地震后，我國進行了新型屈曲約束支撐結構體系的關鍵技術研發與推廣應用。目前，有上千個建筑結構中已采用屈曲約束支撐。如上海東方體育中心、上海世博中心、上海市虹橋樞紐磁浮列車站、陜西省圖書館、北京環球國際時代廣場、北京銀泰中心、上海古北財富中心等。

三、施工工藝流程及操作要點

1.工藝流程。

施工準備→預埋件安裝（混凝土結構）→節點板安裝→支撐運輸→支撐臨時安裝固定→支撐連接→連接點檢測→防腐涂裝→與墻體連接（支撐位置有填充墻的）

2.施工準備。

對于不同類型的屈曲約束支撐安裝采用不同的方法，承載型屈曲約束支撐安裝時與主體同步安裝并最終固定，耗能型屈曲約束支撐與屈曲約束支撐阻尼器可先臨時固定，在主體安裝完畢后再進行最終固定。本項目為小震提供剛度的情況，屈曲約束支撐安裝前，需主體結構框架已施工完成或分部安裝，本項目考慮樓層較高，采用分3步安裝，在主體施工至8層時開始安裝1-8層支撐，主體施工至16層時，開始安裝9-16層支撐，主體施工至24層時，開始安裝17-24層支撐，安裝前產品構件已進場并已合格、各種安裝設備及工具準備齊全。

3.預埋件安裝。

預埋件現場施工時，主要順序為：現場標記預埋件放置位置→預埋件吊運→預埋件放置到位→預埋件固定。在安裝過程中需要注意：

（1）預埋件安裝時應先根據深化圖紙標記預埋件安裝位置，預埋件腹板應與節點板對齊，預埋件在同一平面內的；

（2）預埋件現場采用塔吊吊運，放置到位后再進行鋼筋綁扎；做好臨時固定措施，防止預埋件發生移位；鋼筋綁扎完后，再次復核預埋件位置，無誤后進行混凝土澆筑；

（3）混凝土澆筑時，預埋件位置處應振搗密實，可配合使用鐵釬搗實，振搗時不要碰到預埋件；根據現場需求，可在預埋件上開排氣口，保證振搗密實。

對于混凝土結構，屈曲約束支撐是通過預埋件與梁柱框架連接的，預埋件的可靠性是保證屈曲約束支撐發揮作用的基礎。針對屈曲約束支撐的連接需荷載大、剛度大的特點，工程中采用梁柱均設置預埋件共同承擔荷載，錨筋也設置端頭錨板或橫向鋼筋，用來限制錨筋滑移或防止錨筋拔出。本工程中錨筋采用HRB400級鋼筋，錨板采用Q345鋼材。預埋件錨板最終尺寸由結構深化設計根據構件內主筋的分布情況確定。預埋件錨筋須采用穿孔塞焊，錨板需按要求鉆孔，鉆孔及焊接要求按《混凝土結構設計規范》（GB50010-2010）執行。為確保支撐安裝到位，盡量減小偏差，在安裝預埋件時就要嚴格控制好定位軸線，比如柱形心線、底梁形心線、頂梁形心線以及框架中心線。在實際操作過程中，使用現場對中放線的方法，保證預埋件中心處于垂直且在同一平面內，最大限度地實現支撐軸線、節點板中心線通過框架形心線交點的設計意圖，是屈曲約束支撐的傳力更加合理。

屈曲約束支撐與混凝土框架的連接一般需在混凝土梁、柱內預埋型鋼或鋼板錨固件，如圖1和圖2所示。另外，為保證構件安裝，需在構件的梁頂設置吊鉤，在澆筑梁混凝土前預埋。

圖1 預埋件布置方式（梁節點處）

圖2 預埋件布置方式（梁柱節點處）

4.節點板安裝。

本項目中，屈曲約束支撐的連接方式為銷軸節點板，節點板現場施工順序為：現場標記節點板放置位置→節點板吊運→節點板臨時固定→校正→節點板最終固定。在安裝過程中需要注意：

（1）按照深化圖紙的定位尺寸焊接節點板，使節點板平面內及平面外的偏差在允許范圍內，保證屈曲約束支撐的安裝長度和安裝垂直度。

（2）節點板吊運設備為葫蘆吊，根據單個節點板最大自重選定葫蘆吊型號；吊運到位后，采取點焊或者加勁板等方法臨時固定。

（3）校正節點板位置，無誤后進行焊接固定。要保證屈曲約束支撐軸心受力并不對框架產生附加彎矩，要求屈曲約束支撐中心線通過梁柱截面形心。節點板的具體尺寸由結構設計并依據《鋼結構設計規范》（GB50017-2017）制作完成。節點板與預埋件的連接在現場施工，采用雙面貼角焊縫，焊縫長度和焊腳尺寸根據《鋼結構設計規范》（GB50017-2003）計算得出，根據深化設計圖紙確定。另外為了加強節點板的剛度，在節點板上焊接加勁肋，詳見深化設計圖紙。

5.屈曲約束支撐運輸與安裝。

（1）安裝總體要求。

屈曲約束支撐的安裝由下至上逐層安裝。采用塔式起重機或汽車吊將屈曲約束支撐運至安裝樓層，如距離較遠，用鋼管或鋼滾輪將構件移至安裝位置，再采用倒鏈葫蘆將構件吊起。構件就位后用鋼板在鋼梁連接節點與屈曲約束支撐端點連接作臨時固定點，調整校正后作最終固定。

安裝流程為：施工前檢查→垂直運輸（水平運輸）→構件吊裝→誤差取消→臨時固定→校正→最終固定。

（2）安裝步驟。

①安裝前檢查。

屈曲約束支撐安裝前應對支撐連接的上、下梁柱節點進行位置檢查，主要檢查內容包括節點與施工圖的偏位。節點板在施工過程中出現的出平面偏移。圖中實線為屈曲約束支撐設計位置，虛線為可能出現的偏差位置。平面偏移不得超過節點處最厚板的板厚；當超過上述偏差時，應采取相應措施予以糾偏，校正后方可開始屈曲約束支撐的安裝。

②垂直運輸。

本工程單根屈曲約束支撐最大質量約為2.5噸，考慮到樓層高，垂直運輸設備采用塔吊吊運。垂直運輸必須將構件上所有吊耳捆扎牢固，嚴禁單點起吊。吊耳的位置在設計時應考慮到支撐的角度，吊裝狀態應按照圖紙設計呈一定角度，而不是水平吊運。

③水平運輸。

水平運輸設備可采用鋼管、鋼滾輪小車及其他可運輸設備。2t以下的構件可直接在樓面運輸。

四、工程質量檢查和驗收

1.驗收的依據。

目前國內沒有對新型屈曲約束支撐的施工質量檢驗相關標準，對于監理工程師如何對新型屈曲約束支撐的施工質量進行監理檢查和監理驗收，必須定期做好資料匯總和經驗總結。目前，與新型屈曲約束支撐施工有關的檢驗標準主要有：《建筑消能減震技術規程》（JGJ297-2013）、《建筑抗震設計規范》（GB50011-2010）、《建筑抗震加固技術規程》（JGJ116-2009）和《建筑消能阻尼器》（JG/T209-2012）。

2.質量驗收部門。

根據《建筑工程施工質量驗收統一標準》（GB50300-2013）和屈曲約束支撐的使用特點，參照鋼結構的子構件工程的進行細分，可將屈曲約束支撐劃分為結構主體和鋼結構子工程進行細分，細分工程可分為：鋼結構焊接、緊固件連接、鋼構件加工、屈曲約束支撐安裝、屈曲約束支撐涂裝共5個子工程。檢驗材料批次劃分可按與實際施工檢驗方法一致且同時便于進行質量風險控制的基本原則對其進行準確劃分。

3.屈曲約束支撐構件驗收。

屈曲約束支撐按標準《建筑消能阻尼器》（GB/T209-2012）第6.4、7.4、8條進行驗收。其他相關規定可按《建筑消能減震技術規程》（JGJ297-2013）進行檢驗與驗收。

（1）產品檢查。提供產品合格證書、產品使用說明書和相關產品檢驗報告。其中，產品檢驗報告中的各個試驗測量項目數值應包括：最小屈服承載力、最大屈服承載力、屈服位移、極限位移、彈性剛度、二次彈性剛度、滯回曲線。

（2）產品外觀部件質量檢驗：產品表面光滑，無任何機械部件損傷，無任何銹蝕，無任何毛刺，標記清晰；安裝有無縫焊接的各接頭零件部分，焊縫等級為一級；各接頭部件焊接尺寸高度偏差大小應完全符合國家有關標準規定，如表1所示。

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（3）見證取樣

試樣數量檢驗的合格數量標準為每個同型號或相同規格試樣總量的3%。如果多個同型號種類、同型號尺寸樣本總量相對較少時，就可以選擇采樣每個同型號種類樣品耗能器的總量的3%，但不可少于2個；試驗件不得用于主體結構。

4.施工驗收。

（1）研究批準安裝有屈曲約束支撐的專項施工方案，掌握屈曲約束支撐的安裝施工方法和安裝順序；并將其安裝作為監督、檢查和評價的重要內容。

（2）根據《鋼結構工程施工質量驗收標準》（GB50205-2020）、《鋼構焊接規范》（GB50661-2011）和《鋼結構高強度螺栓連接技術規程》（JGJ82-2011）的有關檢驗標準，定期進行階段檢驗，并嚴格滿足工程設計施工圖紙的具體要求。

（3）耐火防腐涂料的產品質量按照《鋼結構工程施工質量驗收規范》（GB50205-2009）的有關檢驗規范及要求，實施質量監督檢驗。

五、結語

屈曲約束支撐在國內外已開始大量進行了標準化推廣和應用，監理人員以及與有關工程管理者相對其的接觸不多，而有關整個施工過程質量的主要檢驗監管標準以及檢測資料也相對地欠缺，因此在本文筆者反復檢索了有關文獻以及其他國家和地區有關行業的檢驗標準后，結合檢驗監理工作經驗，以《建設工程施工質量驗收統一標準》作為主要檢驗標準，重新梳理并總結了對屈曲約束支撐整個施工過程質量的主要檢驗監理標準及其檢驗管理工作要求，希望本文能對今后屈曲約束支撐的整體施工過程、監理質量控制、檢查驗收以及驗收相關工作開展有所有的幫助。