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摘 要:随着建筑行业的不断发展,防屈曲支撑技术在建筑施工中已经得到了充分的运用,特别是在高层建筑的施工中。防屈曲支撑是一种较为新型的施工技术,有着一定的特殊性。本文主要通过对防屈曲支撑在钢筋混凝土高层建筑中的安装技术进行了深入的分析,也以具体的工程为例,分析了保证防屈曲支撑安装工程的进度和质量等因素。
关键词:防屈曲支撑;安装技术;质量控制;高层建筑
防屈曲支撑已经有了较为悠久的历史,在其发展的过程中,被国内外很多技术人员进行研究和分析,到目前为止,已经形成了一种较为先进的支撑形式,这种形式有钢芯等材料组成。这种技术的最大特点就是无论受到多大的压力或者拉力都会不会影响其塑性,避免受力不均或者负荷出现失衡的现象。因此很多国家的各个领域都运用了这项技术,其生产的批量化、专业化都已经近乎完善,对建筑行业的发展起到了一定的促进作用。
1 工程概况
某大学公寓占地呈U形,东西长155m,南北长200m,总建筑面积为60744m2。建筑层数为地下2层,地上17层,局部15层,设有2层附属裙房。高层主体建筑首层层高4.2m,二层及以上层高3.3m,裙房层高4.8m,地下室层高4.5m。结构设计使用年限为50年,安全等级为二级,抗震设防类别为丙类,抗震设防烈度为8度,采用钢筋混凝土框架剪力墙结构。为了提高结构的抗震能力,采用防屈曲支撑对结构主体部分进行加强。
2 支撑设计
2.1 钢芯性能参数
在这一工程中选用的钢芯完全符合国际的标准。其品种采用热轧等肢角钢,并且运用两两相对的形式焊接成一个错十字形。其中的两肢形成一线,另两肢错开单肢厚的距离。钢芯的截面就是有这种错十字形的双角钢组成。这种方式的操作比价简单,另外其参数较高,且性能好,最重要的就是施工成本低,可以有效地提高经济效益。
2.2 内部构造
在具体的操作过程中,如果钢芯受到应力的挤压就会受到一定的影响,对其稳定程度产生不利的影响,甚至会产生横向的膨胀。为了避免这种现象的发生需要在钢芯和混凝土之间设置合适的间隙。需要注意的是在具体的支撑过程中要在钢芯的肢尖部位、钢芯表面等多处进行柔性材料的粘贴,这样做的目的就是保证钢芯的灵活变形,减少工作时的磨损,能够保证其活动空间不受限制。最后要确保在混凝土浇筑的过程中,支撑结构不被损坏。在钢管内填入适当的混凝土主要是为了防止钢芯受到屈曲作用的损坏。
2.3 连接构造
能够把防屈曲支撑和混凝土框架有效连接的部位就是与节点板的连接以及节点板与主体框架的连接这两个部位。在具体的实施过程中,为了增加安装的效率,将焊口设置成了U形,这是在原还有设计中的创新之处。在连接完成后进行了相关的测试,使结构达到一定的要求。同时在节点板和主体框架进行连接的地方运用了锚筋和锚板及穿孔塞焊,并且对其准确性进行了检测,同样也达到了设计的要求。
3 施工技术要点
3.1 预埋件安装技术
防屈曲支撑主要是通过预埋件和框架进行连接的,只有预埋件的可靠性达到一定的标准,才能对整个支撑结构起到一定的促进作用。由于防屈曲支撑结构的连接需要较大的荷载力,而且其刚度也要达到一定的标准。在这个工程中采用的是梁柱均设置预埋件共同承担荷载,其中锚筋也进行了端头锚板的设置,主要是对锚筋的滑移或拔出进行有效地限制。在这个工程中,锚筋和锚板分别采用了不同类型的钢材,预埋见锚板的尺寸确定要根据主筋的分布来确定。另外预埋件锚筋采用了穿孔塞焊的方式,锚板也要按照相关的要求来钻孔。在对预埋件进行安装的时候很容易出现安装不到位或者是出现偏差的现象,因此在具体的工作中要对轴线做好定位。要想保证预埋件的中心处于垂直状态,并且在同一平面内,就要采用现场对中、激光放线的方法。这样才能最大限度地实现支撑的轴线、节点板中心线等通过框架形心线的设想。这就是对于预埋件的安装技术要求。
3.2 节点板安装技术
要保证防屈曲支撑轴心受力并不对框架产生附加弯矩,要求防屈曲支撑中心线通过梁柱截面形心。节点板的具体尺寸由结构设计并依据《钢结构设计规范》(GB50017-2003)制作完成。节点板与预埋件的连接在现场施工,采用双面贴角焊缝,焊缝长度和焊脚尺寸根据《钢结构设计规范》(GB 50017-2003)计算得出。在节点板适当位置设置定位螺孔,用于与防屈曲支撑连接板和钢芯的螺孔进行螺栓连接,临时固定防屈曲支撑。另外为了加强节点板的刚度,在节点板上焊接加劲肋。
3.3 防屈曲支撑安装技术
本工程采用的是焊接连接,安装支撑之前要将节点板进行现场切割,缺口的大小与支撑连接处尺寸吻合。将支撑进行定位,可用起重機或可移动平台将支撑安放在待装位置,使定位螺栓或定位缺口对齐,在校正达到允许偏差时才能进行最后固定。焊接连接时,先用气焊预热,然后对称地进行巡回焊接,以降低变形和焊接应力,并减少热量向混凝土输入,逐步将焊缝焊至设计尺寸。焊接完成后,利用气焊对称地对远离新焊缝的地方进行简易退火,消除温度焊接应力。
焊接和退火工作须由具有焊接资质的焊工完成。焊接顺序、退火顺序等应由工程师与焊接技工事先制订。
3.4 支撑的防锈及防火处理
根据《钢结构工程施工质量验收规范》(GB50205-2001)的规定,在支撑安装工程检验批的施工质量验收合格后,用钢丝轮对焊缝附近除锈,除去热损坏的底漆,刷防腐底漆。底漆干涸后,喷刷面漆。对受损漆面须进行修补,最后喷涂产品型号。在一般环境条件下,喷漆可选环氧富锌底漆、环氧云铁中间漆、氯化橡胶面漆各两遍,共150μm。
防火涂料涂装前,支撑表面除锈及防锈底漆涂装应符合设计要求和国家现行有关标准的规定。薄涂型防火涂料的涂层厚度应符合有关耐火极限的设计要求;厚涂型防火涂料层的厚度80%及以上面积应符合有关耐火极限的设计要求,且最薄处厚度不应低于设计要求的85%。
4 施工质量控制及检查
施工质量是任何一个工程都必须注意的重要问题。在这个工程中,施工人员为了最大限度地保证施工质量,对施工中可能影响到工程的精准度问题进行了深入分析,提出了在支撑制作时可以出现的最小偏差值。在对质量进行控制的时候,不可缺少的就是对质量进行检查。在这个过程中,施工单位和质量监管部门都应该参与其中,制定出符合标准的规则以及切实可行的验收计划,同时也要根据一些相关的技术条款制定验收规范。工程的检查要根据这些规则来进行,最后形成表格的形式。通常所用的检测方式是无损检测,无算检测技术包括外观检查等多方面。
结束语
本文所介绍的预埋件安装技术、节点板安装技术、防屈曲支撑安装技术、支撑的防锈防火处理技术及质量控制检验技术等,可供同类工程参考。
参考文献
[1]刘建彬.防屈曲支撑及防屈曲支撑钢框架设计理论研究[D].北京:清华大学,2005.
[2]髙向宇,等.用防屈曲支撑改进混凝土框-剪结构抗震性能的设计研究[J].建筑结构,2011(S1).
关键词:防屈曲支撑;安装技术;质量控制;高层建筑
防屈曲支撑已经有了较为悠久的历史,在其发展的过程中,被国内外很多技术人员进行研究和分析,到目前为止,已经形成了一种较为先进的支撑形式,这种形式有钢芯等材料组成。这种技术的最大特点就是无论受到多大的压力或者拉力都会不会影响其塑性,避免受力不均或者负荷出现失衡的现象。因此很多国家的各个领域都运用了这项技术,其生产的批量化、专业化都已经近乎完善,对建筑行业的发展起到了一定的促进作用。
1 工程概况
某大学公寓占地呈U形,东西长155m,南北长200m,总建筑面积为60744m2。建筑层数为地下2层,地上17层,局部15层,设有2层附属裙房。高层主体建筑首层层高4.2m,二层及以上层高3.3m,裙房层高4.8m,地下室层高4.5m。结构设计使用年限为50年,安全等级为二级,抗震设防类别为丙类,抗震设防烈度为8度,采用钢筋混凝土框架剪力墙结构。为了提高结构的抗震能力,采用防屈曲支撑对结构主体部分进行加强。
2 支撑设计
2.1 钢芯性能参数
在这一工程中选用的钢芯完全符合国际的标准。其品种采用热轧等肢角钢,并且运用两两相对的形式焊接成一个错十字形。其中的两肢形成一线,另两肢错开单肢厚的距离。钢芯的截面就是有这种错十字形的双角钢组成。这种方式的操作比价简单,另外其参数较高,且性能好,最重要的就是施工成本低,可以有效地提高经济效益。
2.2 内部构造
在具体的操作过程中,如果钢芯受到应力的挤压就会受到一定的影响,对其稳定程度产生不利的影响,甚至会产生横向的膨胀。为了避免这种现象的发生需要在钢芯和混凝土之间设置合适的间隙。需要注意的是在具体的支撑过程中要在钢芯的肢尖部位、钢芯表面等多处进行柔性材料的粘贴,这样做的目的就是保证钢芯的灵活变形,减少工作时的磨损,能够保证其活动空间不受限制。最后要确保在混凝土浇筑的过程中,支撑结构不被损坏。在钢管内填入适当的混凝土主要是为了防止钢芯受到屈曲作用的损坏。
2.3 连接构造
能够把防屈曲支撑和混凝土框架有效连接的部位就是与节点板的连接以及节点板与主体框架的连接这两个部位。在具体的实施过程中,为了增加安装的效率,将焊口设置成了U形,这是在原还有设计中的创新之处。在连接完成后进行了相关的测试,使结构达到一定的要求。同时在节点板和主体框架进行连接的地方运用了锚筋和锚板及穿孔塞焊,并且对其准确性进行了检测,同样也达到了设计的要求。
3 施工技术要点
3.1 预埋件安装技术
防屈曲支撑主要是通过预埋件和框架进行连接的,只有预埋件的可靠性达到一定的标准,才能对整个支撑结构起到一定的促进作用。由于防屈曲支撑结构的连接需要较大的荷载力,而且其刚度也要达到一定的标准。在这个工程中采用的是梁柱均设置预埋件共同承担荷载,其中锚筋也进行了端头锚板的设置,主要是对锚筋的滑移或拔出进行有效地限制。在这个工程中,锚筋和锚板分别采用了不同类型的钢材,预埋见锚板的尺寸确定要根据主筋的分布来确定。另外预埋件锚筋采用了穿孔塞焊的方式,锚板也要按照相关的要求来钻孔。在对预埋件进行安装的时候很容易出现安装不到位或者是出现偏差的现象,因此在具体的工作中要对轴线做好定位。要想保证预埋件的中心处于垂直状态,并且在同一平面内,就要采用现场对中、激光放线的方法。这样才能最大限度地实现支撑的轴线、节点板中心线等通过框架形心线的设想。这就是对于预埋件的安装技术要求。
3.2 节点板安装技术
要保证防屈曲支撑轴心受力并不对框架产生附加弯矩,要求防屈曲支撑中心线通过梁柱截面形心。节点板的具体尺寸由结构设计并依据《钢结构设计规范》(GB50017-2003)制作完成。节点板与预埋件的连接在现场施工,采用双面贴角焊缝,焊缝长度和焊脚尺寸根据《钢结构设计规范》(GB 50017-2003)计算得出。在节点板适当位置设置定位螺孔,用于与防屈曲支撑连接板和钢芯的螺孔进行螺栓连接,临时固定防屈曲支撑。另外为了加强节点板的刚度,在节点板上焊接加劲肋。
3.3 防屈曲支撑安装技术
本工程采用的是焊接连接,安装支撑之前要将节点板进行现场切割,缺口的大小与支撑连接处尺寸吻合。将支撑进行定位,可用起重機或可移动平台将支撑安放在待装位置,使定位螺栓或定位缺口对齐,在校正达到允许偏差时才能进行最后固定。焊接连接时,先用气焊预热,然后对称地进行巡回焊接,以降低变形和焊接应力,并减少热量向混凝土输入,逐步将焊缝焊至设计尺寸。焊接完成后,利用气焊对称地对远离新焊缝的地方进行简易退火,消除温度焊接应力。
焊接和退火工作须由具有焊接资质的焊工完成。焊接顺序、退火顺序等应由工程师与焊接技工事先制订。
3.4 支撑的防锈及防火处理
根据《钢结构工程施工质量验收规范》(GB50205-2001)的规定,在支撑安装工程检验批的施工质量验收合格后,用钢丝轮对焊缝附近除锈,除去热损坏的底漆,刷防腐底漆。底漆干涸后,喷刷面漆。对受损漆面须进行修补,最后喷涂产品型号。在一般环境条件下,喷漆可选环氧富锌底漆、环氧云铁中间漆、氯化橡胶面漆各两遍,共150μm。
防火涂料涂装前,支撑表面除锈及防锈底漆涂装应符合设计要求和国家现行有关标准的规定。薄涂型防火涂料的涂层厚度应符合有关耐火极限的设计要求;厚涂型防火涂料层的厚度80%及以上面积应符合有关耐火极限的设计要求,且最薄处厚度不应低于设计要求的85%。
4 施工质量控制及检查
施工质量是任何一个工程都必须注意的重要问题。在这个工程中,施工人员为了最大限度地保证施工质量,对施工中可能影响到工程的精准度问题进行了深入分析,提出了在支撑制作时可以出现的最小偏差值。在对质量进行控制的时候,不可缺少的就是对质量进行检查。在这个过程中,施工单位和质量监管部门都应该参与其中,制定出符合标准的规则以及切实可行的验收计划,同时也要根据一些相关的技术条款制定验收规范。工程的检查要根据这些规则来进行,最后形成表格的形式。通常所用的检测方式是无损检测,无算检测技术包括外观检查等多方面。
结束语
本文所介绍的预埋件安装技术、节点板安装技术、防屈曲支撑安装技术、支撑的防锈防火处理技术及质量控制检验技术等,可供同类工程参考。
参考文献
[1]刘建彬.防屈曲支撑及防屈曲支撑钢框架设计理论研究[D].北京:清华大学,2005.
[2]髙向宇,等.用防屈曲支撑改进混凝土框-剪结构抗震性能的设计研究[J].建筑结构,2011(S1).