淺談防屈曲支撐技術在大跨度房建中的應用

張 鑫 山西省安裝集團股份有限公司

1 工程背景

本文所述的大跨度建筑物共五層，建筑物長85.6m，寬40.6m，防屈曲支撐分布在該建筑物的一到四層，非對稱布置，按照設計圖紙要求，本工程防屈曲支撐及預埋件布置圖中的支撐大小及預埋件連接節點均為示意圖，需要由具備相關資質的單位根據圖紙開展二次深化設計，并進行結構減震的計算，經設計單位確認后實施。

圖1為原設計圖紙中型鋼梁柱節點連接大樣圖，看似簡單的設計卻因為防屈曲支撐預埋件的存在，施工變得異常艱難，如何解決預埋件焊接在型鋼柱與混凝土梁節點的連接是關鍵的技術難題。

圖1 型鋼梁柱節點連接大樣圖設計圖紙

2 工程特點及難點

如果只是單純的型鋼柱與混凝土梁的連接，按照正常的施工工藝，采用國家建筑標準設計圖集12SG904-1《型鋼混凝土結構施工鋼筋排布規則與構造詳圖》中的相關鋼筋構造，就能輕松完成連接節點的鋼筋下料與排布。但是，因為有了防屈曲支撐預埋件的存在，使得現場施工出現工作空間明顯不足，鋼筋與預埋件及型鋼之間交錯布置（見圖2），混凝土梁中上、下排鋼筋需要彎折后焊接在型鋼的腹板上，梁箍筋不僅要保證滿足設計圖中合理的間距，還必須逐一穿過防屈曲支撐預埋件條狀腹板之間所開的孔洞。

圖2 鋼筋與預埋件及型鋼之間交錯布置

一方面防屈曲支撐預埋件是由節點板與預埋件焊接為一個整體，本身其重量就比較重，預埋件一端的連接鋼板需要焊接在型鋼柱的腹板上（見圖3），而連接板一側則需要臨時固定在模板上，并做好放線定位工作。

圖3 預埋件一端的連接鋼板焊接在型鋼柱腹板上

另一方面，由于防屈曲支撐預埋件與節點板作為一個整體，不僅重量大，而且所占空間體積也很大，給混凝土梁鋼筋排布、綁扎及焊接等工作帶來了極大的影響，現場實際操作過程中為了完成鋼筋的焊接連接，甚至需要將支設好的模板拆掉以完成相關操作（見圖4）。

圖4 拆卸支設好的模板

圖5為型鋼梁柱節點連接大樣圖，從該剖面圖不難看出，在設置有防屈曲支撐預埋件部位的梁柱節點處各個部件有多么的“擁擠”，操作的困難程度不言而喻。

圖5 型鋼梁柱節點連接大樣圖（含屈曲約束支撐預埋件）設計圖紙

另外，再結合圖6防屈曲支撐立面布置圖可以更清晰地看到，為了滿足防屈曲支撐的軸線垂直，必須保證該支撐對應的上下兩處預埋件的定位準確，這直接關系到防屈曲支撐最終在建筑物中的抗震效果。

圖6 屈曲約束支撐立面布置圖深化設計

3 操作要點

為了滿足這一定位精度的要求，因為該工程BRB設計為連續一～四層由下至上“之字形”布置，而且每一層的預埋件均最終與梁鋼筋一起澆筑在混凝土結構之中，準確的定位直接決定了最終的成品效果，一旦失誤幾乎無法挽救（一旦出現深化圖紙及施工方案中對防屈曲支撐與預埋件連接可能出現的偏位尺寸，且未對相對位置加以檢查、驗收，或者驗收合格后因施工原因造成預埋件尺寸偏移等問題），只能將混凝土全部鑿掉，對混凝土結構進行重新施工，這樣的代價就要求每層的防屈曲支撐預埋件定位都必須保證足夠的精度，而且還需要確保在后續混凝土澆筑施工中不發生位置偏位，尤其是一層與二層之間的預埋件定位至關重要。

本建筑跨度大，單層建筑面積超過3000m2，僅在一層頂板施工就耗費了大量的人力、物力，在反復試驗并進行了大量的對比研究之后，最終確定了型鋼柱梁連接節點處的施工操作流程及臨時固定措施，以滿足對施工進度及施工精度的雙重保障。

4 工藝流程

在型鋼柱位置確定的基礎上（務必保證型鋼柱位置的位置偏差滿足施工規范要求，否則會導致預埋件與型鋼柱焊接連接時出現偏位嚴重等影響整體抗震效果），重新確定各主軸線的位置，每一層的預埋件定位均需要按照軸線位置進行定位確定，結合圖紙中各層柱截面的存在變截面的情況，更需要嚴格按照軸線定位的要求，而不能以相對柱的位置關系進行簡單定位。

開展梁模板的安裝，注意預留出防屈曲支撐預埋件與型鋼柱-混凝土梁節點處的側模板位置先不同步進行安裝（主要是考慮到防屈曲支撐預埋件處后期梁上、下排鋼筋與型鋼柱的焊接空間）。

就是將防屈曲支撐預埋件臨時固定在支設好的梁底模板位置，對其位置準確定位并復核其與型鋼柱的相對位置關系是否準確，此時暫不將其與型鋼柱焊接連接。

針對梁鋼筋的布置及箍筋的綁扎，這一步難點在于箍筋的穿插綁扎以及與預埋件節點板的位置關系，既要滿足箍筋加密的間距要求，又要能夠與預埋件節點板協調統一。

最后就是將梁上、下排彎折鋼筋焊接在型鋼柱腹板上，并將防屈曲支撐連接鋼板與型鋼柱焊接連接，梁側模板最終完成整體拼接安裝。圖7為現場型鋼柱-混凝土梁節點實拍圖，節點處因為有防屈曲支撐預埋件的緣故實際施工操作過程中費時、費工、費力。

圖7 現場型鋼梁柱節點實拍圖

5 實施效果

我項目在某科研生產基地建設項目試驗檢測中心主體結構施工時，采用此屈曲約束支撐技術，首層涉及型鋼混凝土柱與屈曲約束支撐預埋件連接部位，采用此工法技術先進、性能可靠，提高了施工效率，方便施工，降低了造價成本。為后續同類房建、鋼結構項目主體結構施工中繼續推廣使用此技術，提供了可靠的技術經驗。

6 社會效益

某科研生產基地建設項目試驗檢測中心采用的防屈曲支撐，采用此成果，可延長結構使用年限，提高結構整體性和抗震能力。避免了大量的二次返修，降低了二次施工的機械費、人工費、材料費，在保證施工質量和建設工期的同時，又節約了成本。為以后施工類似工程提供了良好的技術參考，為保證民用建筑早日竣工具有十分深遠的意義。