滑動支座在鋼結構中的應用研究

吳藝 徐彥彬

摘要：在鋼結構連廊施工中，采用剛性連接作用力強，不利于連接塔樓的整體抗震，滑動支座在鋼結構工程中使用的越加普遍，本文結合工程實例，介紹滑動支座的結構形式、建筑功能及安裝施工。

關鍵詞：鋼結構，滑動支座，連廊

1 前言

常規的鋼結構焊接連接或者栓焊連接的形式，連廊和主體結構在完全剛接的情況下，再加上連廊為懸空設計，遇到地震作用，連廊與主體結構的動力特性相互影響，連接處應力變化大且復雜，極容易造成連接節點破壞或者連廊整體位移過大，從而整體坍塌情況。因此在鋼結構的發展過程中，為解決這個現象，采用了一端鉸接或者剛接連接，另一端滑動支座的柔性連接，可以在較大的動力何在下，通過連廊和主體之間產生相對位移以此減輕兩者之間的相互作用力。滑動支座在施工過程中也有安裝便捷，施工工期短的優點，現結合工程實例，介紹滑動支座在鋼結構中的應用研究。

2 工程概況

本工程為商業綜合體，地下三層，T1塔樓地上十四層，T2塔樓地上十八層，其中塔樓為鋼框架+混凝土核心筒結構。

3滑動支座設置方案

本工程T1、T2塔樓的是獨立的單體，在中間設置鋼連廊作為連通道，為降低兩棟塔樓上部結構的地震反應，隔離向塔樓結構傳遞的地震能量，減少兩棟塔樓整體結構的水平地震作用。鋼連廊須提供必要的阻尼、豎向承載力及側向剛度，則在鋼連廊與塔樓連接處設置防震層，在有效的減少地震能量向塔樓結構輸入的同時延長了塔樓結構的自振周期，保證了建筑物的安全可靠，滿足了規范規定的抗震設防要求，達到良好的隔震效果。

本工程隔震裝置采用滑動支承類隔震裝置，一般內部設有滑動截面，上部結構可在此滑動界面上產生滑動，可避免地震力大于最大靜摩擦力時，劇烈的下部結構運動向上部結構傳輸，常見的有水平摩擦活動隔震支座、滾動隔震裝置和摩擦擺隔震支座。

本工程采用的是彈性球型鋼支座，其主要特點為：1）支座通過球面耐磨板傳力，下部結構反力比較均勻，承載力高，傳力可靠，不出現力的縮頸現象;2）支座通過球面耐磨板的滑動實現支座的轉動過程，轉動靈活，轉動力矩小，允許位移量大，能夠滿足支座大轉角的需要，且轉動力矩與支座轉角大小無關，只與球面耐磨板的摩擦系數有關，設計轉角達0.035rad;3）支座采用MHP高度耐磨板材，可以有效控制支座尺寸，節省支座和整體結構本身的成本;4）支座不使用橡膠承壓，安裝方便，耐久性好，保證支座西能不受橡膠老化的影響。

4 施工工藝

4.1 施工工藝流程

施工準備→連廊鋼柱安裝→測量定位、放線→滑動支座吊裝及臨時固定→吊裝鋼梁→支座與鋼柱牛腿焊接→支座與鋼梁焊接→鋼結構防腐防火涂料涂裝→打開限位開關→維護保養

4.2 連廊鋼柱安裝

鋼柱吊裝前，以鋼柱頂為基準面測量出鋼柱標高線，并作出標記，同時做出柱身中心線，以便于鋼柱找正時使用，安裝臨時爬梯，保證爬梯綁扎牢靠。利用鋼柱的臨時連接板作為吊點，吊點必須堆成，確保鋼柱吊裝時成垂直裝。構件起吊時必須平穩，不得使構件在地面上拖拉現象，離地后立即停留一分鐘;回轉時，需要有一定的高度。起鉤、旋轉、移動三個動作交替緩慢進行，就位緩慢下落，防止構件大幅度擺動和震蕩。

滑動支座坐落在鋼柱牛腿上 ，且下支座板需與牛腿進行焊接固定，故在焊接前需對牛腿頂面進行清理表面浮漿、銹跡，以免影響焊接質量。

4.3 測量定位、放線

鋼柱吊裝完成后，對鋼柱牛腿定位進行復測，根據《工程測量規范》，鋼柱牛腿的偏差在±5mm。復測在偏差范圍內后，使用全站儀運用現場已有的三級測量控制點，在牛腿頂面定位滑動支座中線并做標記，根據滑動支座的下板尺寸確定安裝位置。

4.4 滑動支座吊裝及臨時固定

使用汽車吊將滑動支座吊至牛腿的安裝面，支座順橋方向的中心線應與梁的順橋方向中心線平行或重合。滑動支座要對準牛腿頂面放樣定位尺寸邊線安放，之后進行人工微調，下支座板四角用鋼楔塊調水平，并使下支座底面高出牛腿頂面20～50mm，支座支撐平面四角高度差不得大于2mm;找正支座縱橫下中心線位置，使滑動支座尺寸位置正好與設計尺寸一致。為防止后續工序吊裝安裝鋼梁時碰撞滑動支座使其產生滑動或傾覆，所以將滑動支座下板與牛腿頂面進行點焊臨時固定。

4.5 吊裝鋼梁

在鋼梁吊裝之前，在滑動制作與鋼柱之間，采用防撞橡膠墊填充，防止鋼梁誤碰撞主體結構，安裝前清理干凈滑動支座上板面，保證表面平滑、無銹蝕及雜物。

在鋼梁吊裝的前設置安全繩，清理鋼梁摩擦面，根據鋼梁的長短情況，在鋼梁的重心的兩側合適的距離設置吊點。使用汽車吊起吊鋼梁時，在兩端掛置溜繩，鋼梁吊裝時緩慢起鉤，為保證安全，吊裝周圍設置吊裝警戒區，在鋼梁吊裝至設計位置以上時，開始就位鋼梁，在鋼梁兩端位置設有兩名安裝工，分別用手扶住鋼梁上翼緣，將鋼梁緩慢移至設計位置，在接近安裝位置時，緩慢放下以免碰到滑動支座，使滑動支座產生位移。

4.6 支座與結構焊接

鋼梁安裝完成后，測量定位結束后，為防止后續工序施工時產生較大的荷載及撓動，需及時將滑動支座與牛腿及鋼梁進行焊接。現場焊接采用CO2氣體保護焊，并按照材料管理工作程序進行驗收、檢驗。焊接必須對四邊坡口處進行滿焊。

4.7 防腐防火涂料涂裝

鋼結構滑動支座與牛腿鋼梁焊接完成檢測合格后，進行打磨除銹，在隱蔽驗收后，最后進行防腐、防火涂料涂裝。

4.8 打開限位開關

待滑動支座安裝就位并最終焊接固定后，再拆除支座臨時固定的措施，使滑動支座能自由滑動。

4.9 維護保養

滑動支座在使用期間，按照固定時間段進行檢查及養護。檢查內部零件是否有老化、損壞。檢查滑動支座相對位移是否均勻，逐個記錄支座位移量。校核并定點檢查支座高度變化。當支座高度變化超過規范要求時，拆除密封圈，對內部進行檢查修復，并定期進行油漆防銹處理。

5結束語

本工程所采用的彈性球型鋼支座解決了鋼連廊與塔樓主體結構剛性連接導致抗震能力較弱的問題，這種弱連接的方式，使連廊的受力會比較簡單，不用協調兩個塔樓之間的變形，只需承受自身重力作用和地震作用，塔樓之間互相不影響。在施工過程中，方便快捷，有效縮短施工工期，且作為鋼連廊與結構的連接支撐，更是達到了安全可靠的作用。

參考文獻

[1] GB 50011-2010，建筑抗震設計規范[S]

[2] GB/T 32836-2016，建筑鋼結構球型支座[S]

[3] GB/T 17955-2009，橋梁球型支座[S]

[4] GB 50017-2003，鋼結構設計規范[S]

[5] GB 50755-2012，鋼結構施工規范[S]