屈曲約束支撐在常德財(cái)鑫投融資服務(wù)中心項(xiàng)目中施工質(zhì)量監(jiān)理檢查和驗(yàn)收要點(diǎn)

◎楊永志

一、工程概況

常德財(cái)鑫投融資服務(wù)中心一期工程項(xiàng)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(jié)構(gòu)，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(zhǎng)型，為解決結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)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(xiàng)目由常德財(cái)鑫廣場(chǎng)投資開(kāi)發(fā)有限公司投資，湖南大學(xué)設(shè)計(jì)研究院有限公司設(shè)計(jì)，常德市建筑設(shè)計(jì)院有限責(zé)任公司負(fù)責(zé)勘察，常德市懷德建設(shè)監(jiān)理有限公司監(jiān)理，湖南德成建設(shè)工程有限公司負(fù)責(zé)總包施工，上海史狄爾建筑減震科技有限公司專業(yè)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(fā)生屈曲的鋼套管、無(wú)粘結(jié)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(jié)構(gòu)在彈性工作范圍內(nèi)，屈曲約束支撐與普通鋼支撐具有同樣的抗側(cè)向力作用，可為結(jié)構(gòu)提供較大的側(cè)向剛度。在強(qiáng)震作用下，屈曲約束支撐進(jìn)入塑性后，其軸向的拉壓塑形變形可耗散地震輸入結(jié)構(gòu)的能量，既能有效保護(hù)主體結(jié)構(gòu)在強(qiáng)震作用下結(jié)構(gòu)不受或減少可能受到的破壞，也可以大大增加了結(jié)構(gòu)的阻尼，有效地減小了主體結(jié)構(gòu)的水平位移。

屈曲約束支撐不僅可以廣泛地應(yīng)用于大型新建高層建筑主體結(jié)構(gòu)，還可廣泛地應(yīng)用于既有建筑主體結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)建筑結(jié)構(gòu)體系。屈曲約束支撐作為一種新型的耗能支撐構(gòu)件，在日本、美國(guó)和臺(tái)灣等抗震地區(qū)都得到了廣泛的發(fā)展應(yīng)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(yīng)用，迄今已在300多幢建筑中得到應(yīng)用。2008年的汶川地震后，我國(guó)進(jìn)行了新型屈曲約束支撐結(jié)構(gòu)體系的關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)與推廣應(yīng)用。目前，有上千個(gè)建筑結(jié)構(gòu)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(shū)館、北京環(huán)球國(guó)際時(shí)代廣場(chǎng)、北京銀泰中心、上海古北財(cái)富中心等。

三、施工工藝流程及操作要點(diǎn)

1.工藝流程。

施工準(zhǔn)備→預(yù)埋件安裝（混凝土結(jié)構(gòu)）→節(jié)點(diǎn)板安裝→支撐運(yùn)輸→支撐臨時(shí)安裝固定→支撐連接→連接點(diǎn)檢測(cè)→防腐涂裝→與墻體連接（支撐位置有填充墻的）

2.施工準(zhǔn)備。

對(duì)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(shí)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(shí)固定，在主體安裝完畢后再進(jìn)行最終固定。本項(xiàng)目為小震提供剛度的情況，屈曲約束支撐安裝前，需主體結(jié)構(gòu)框架已施工完成或分部安裝，本項(xiàng)目考慮樓層較高，采用分3步安裝，在主體施工至8層時(shí)開(kāi)始安裝1-8層支撐，主體施工至16層時(shí)，開(kāi)始安裝9-16層支撐，主體施工至24層時(shí)，開(kāi)始安裝17-24層支撐，安裝前產(chǎn)品構(gòu)件已進(jìn)場(chǎng)并已合格、各種安裝設(shè)備及工具準(zhǔn)備齊全。

3.預(yù)埋件安裝。

預(yù)埋件現(xiàn)場(chǎng)施工時(shí)，主要順序?yàn)椋含F(xiàn)場(chǎng)標(biāo)記預(yù)埋件放置位置→預(yù)埋件吊運(yùn)→預(yù)埋件放置到位→預(yù)埋件固定。在安裝過(guò)程中需要注意：

（1）預(yù)埋件安裝時(shí)應(yīng)先根據(jù)深化圖紙標(biāo)記預(yù)埋件安裝位置，預(yù)埋件腹板應(yīng)與節(jié)點(diǎn)板對(duì)齊，預(yù)埋件在同一平面內(nèi)的；

（2）預(yù)埋件現(xiàn)場(chǎng)采用塔吊吊運(yùn)，放置到位后再進(jìn)行鋼筋綁扎；做好臨時(shí)固定措施，防止預(yù)埋件發(fā)生移位；鋼筋綁扎完后，再次復(fù)核預(yù)埋件位置，無(wú)誤后進(jìn)行混凝土澆筑；

（3）混凝土澆筑時(shí)，預(yù)埋件位置處應(yīng)振搗密實(shí)，可配合使用鐵釬搗實(shí)，振搗時(shí)不要碰到預(yù)埋件；根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)需求，可在預(yù)埋件上開(kāi)排氣口，保證振搗密實(shí)。

對(duì)于混凝土結(jié)構(gòu)，屈曲約束支撐是通過(guò)預(yù)埋件與梁柱框架連接的，預(yù)埋件的可靠性是保證屈曲約束支撐發(fā)揮作用的基礎(chǔ)。針對(duì)屈曲約束支撐的連接需荷載大、剛度大的特點(diǎn)，工程中采用梁柱均設(shè)置預(yù)埋件共同承擔(dān)荷載，錨筋也設(shè)置端頭錨板或橫向鋼筋，用來(lái)限制錨筋滑移或防止錨筋拔出。本工程中錨筋采用HRB400級(jí)鋼筋，錨板采用Q345鋼材。預(yù)埋件錨板最終尺寸由結(jié)構(gòu)深化設(shè)計(jì)根據(jù)構(gòu)件內(nèi)主筋的分布情況確定。預(yù)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(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50010-2010）執(zhí)行。為確保支撐安裝到位，盡量減小偏差，在安裝預(yù)埋件時(shí)就要嚴(yán)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(shí)際操作過(guò)程中，使用現(xiàn)場(chǎng)對(duì)中放線的方法，保證預(yù)埋件中心處于垂直且在同一平面內(nèi)，最大限度地實(shí)現(xiàn)支撐軸線、節(jié)點(diǎn)板中心線通過(guò)框架形心線交點(diǎn)的設(shè)計(jì)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(nèi)預(yù)埋型鋼或鋼板錨固件，如圖1和圖2所示。另外，為保證構(gòu)件安裝，需在構(gòu)件的梁頂設(shè)置吊鉤，在澆筑梁混凝土前預(yù)埋。

圖1 預(yù)埋件布置方式（梁節(jié)點(diǎn)處）

圖2 預(yù)埋件布置方式（梁柱節(jié)點(diǎn)處）

4.節(jié)點(diǎn)板安裝。

本項(xiàng)目中，屈曲約束支撐的連接方式為銷軸節(jié)點(diǎn)板，節(jié)點(diǎn)板現(xiàn)場(chǎng)施工順序?yàn)椋含F(xiàn)場(chǎng)標(biāo)記節(jié)點(diǎn)板放置位置→節(jié)點(diǎn)板吊運(yùn)→節(jié)點(diǎn)板臨時(shí)固定→校正→節(jié)點(diǎn)板最終固定。在安裝過(guò)程中需要注意：

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

（2）節(jié)點(diǎn)板吊運(yùn)設(shè)備為葫蘆吊，根據(jù)單個(gè)節(jié)點(diǎn)板最大自重選定葫蘆吊型號(hào)；吊運(yùn)到位后，采取點(diǎn)焊或者加勁板等方法臨時(shí)固定。

（3）校正節(jié)點(diǎn)板位置，無(wú)誤后進(jìn)行焊接固定。要保證屈曲約束支撐軸心受力并不對(duì)框架產(chǎn)生附加彎矩，要求屈曲約束支撐中心線通過(guò)梁柱截面形心。節(jié)點(diǎn)板的具體尺寸由結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)并依據(jù)《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50017-2017）制作完成。節(jié)點(diǎn)板與預(yù)埋件的連接在現(xiàn)場(chǎng)施工，采用雙面貼角焊縫，焊縫長(zhǎng)度和焊腳尺寸根據(jù)《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50017-2003）計(jì)算得出，根據(jù)深化設(shè)計(jì)圖紙確定。另外為了加強(qiáng)節(jié)點(diǎn)板的剛度，在節(jié)點(diǎn)板上焊接加勁肋，詳見(jiàn)深化設(shè)計(jì)圖紙。

5.屈曲約束支撐運(yùn)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(jī)或汽車吊將屈曲約束支撐運(yùn)至安裝樓層，如距離較遠(yuǎn)，用鋼管或鋼滾輪將構(gòu)件移至安裝位置，再采用倒鏈葫蘆將構(gòu)件吊起。構(gòu)件就位后用鋼板在鋼梁連接節(jié)點(diǎn)與屈曲約束支撐端點(diǎn)連接作臨時(shí)固定點(diǎn)，調(diào)整校正后作最終固定。

安裝流程為：施工前檢查→垂直運(yùn)輸（水平運(yùn)輸）→構(gòu)件吊裝→誤差取消→臨時(shí)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(yīng)對(duì)支撐連接的上、下梁柱節(jié)點(diǎn)進(jìn)行位置檢查，主要檢查內(nèi)容包括節(jié)點(diǎn)與施工圖的偏位。節(jié)點(diǎn)板在施工過(guò)程中出現(xiàn)的出平面偏移。圖中實(shí)線為屈曲約束支撐設(shè)計(jì)位置，虛線為可能出現(xiàn)的偏差位置。平面偏移不得超過(guò)節(jié)點(diǎn)處最厚板的板厚；當(dāng)超過(guò)上述偏差時(shí)，應(yīng)采取相應(yīng)措施予以糾偏，校正后方可開(kāi)始屈曲約束支撐的安裝。

②垂直運(yùn)輸。

本工程單根屈曲約束支撐最大質(zhì)量約為2.5噸，考慮到樓層高，垂直運(yùn)輸設(shè)備采用塔吊吊運(yùn)。垂直運(yùn)輸必須將構(gòu)件上所有吊耳捆扎牢固，嚴(yán)禁單點(diǎn)起吊。吊耳的位置在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮到支撐的角度，吊裝狀態(tài)應(yīng)按照?qǐng)D紙?jiān)O(shè)計(jì)呈一定角度，而不是水平吊運(yùn)。

③水平運(yùn)輸。

水平運(yùn)輸設(shè)備可采用鋼管、鋼滾輪小車及其他可運(yùn)輸設(shè)備。2t以下的構(gòu)件可直接在樓面運(yùn)輸。

四、工程質(zhì)量檢查和驗(yàn)收

1.驗(yàn)收的依據(jù)。

目前國(guó)內(nèi)沒(méi)有對(duì)新型屈曲約束支撐的施工質(zhì)量檢驗(yàn)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)于監(jiān)理工程師如何對(duì)新型屈曲約束支撐的施工質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)理檢查和監(jiān)理驗(yàn)收，必須定期做好資料匯總和經(jīng)驗(yàn)總結(jié)。目前，與新型屈曲約束支撐施工有關(guān)的檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)主要有：《建筑消能減震技術(shù)規(guī)程》（JGJ297-2013）、《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50011-2010）、《建筑抗震加固技術(shù)規(guī)程》（JGJ116-2009）和《建筑消能阻尼器》（JG/T209-2012）。

2.質(zhì)量驗(yàn)收部門(mén)。

根據(jù)《建筑工程施工質(zhì)量驗(yàn)收統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》（GB50300-2013）和屈曲約束支撐的使用特點(diǎn)，參照鋼結(jié)構(gòu)的子構(gòu)件工程的進(jìn)行細(xì)分，可將屈曲約束支撐劃分為結(jié)構(gòu)主體和鋼結(jié)構(gòu)子工程進(jìn)行細(xì)分，細(xì)分工程可分為：鋼結(jié)構(gòu)焊接、緊固件連接、鋼構(gòu)件加工、屈曲約束支撐安裝、屈曲約束支撐涂裝共5個(gè)子工程。檢驗(yàn)材料批次劃分可按與實(shí)際施工檢驗(yàn)方法一致且同時(shí)便于進(jìn)行質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)控制的基本原則對(duì)其進(jìn)行準(zhǔn)確劃分。

3.屈曲約束支撐構(gòu)件驗(yàn)收。

屈曲約束支撐按標(biāo)準(zhǔn)《建筑消能阻尼器》（GB/T209-2012）第6.4、7.4、8條進(jìn)行驗(yàn)收。其他相關(guān)規(guī)定可按《建筑消能減震技術(shù)規(guī)程》（JGJ297-2013）進(jìn)行檢驗(yàn)與驗(yàn)收。

（1）產(chǎn)品檢查。提供產(chǎn)品合格證書(shū)、產(chǎn)品使用說(shuō)明書(shū)和相關(guān)產(chǎn)品檢驗(yàn)報(bào)告。其中，產(chǎn)品檢驗(yàn)報(bào)告中的各個(gè)試驗(yàn)測(cè)量項(xiàng)目數(shù)值應(yīng)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(chǎn)品外觀部件質(zhì)量檢驗(yàn)：產(chǎn)品表面光滑，無(wú)任何機(jī)械部件損傷，無(wú)任何銹蝕，無(wú)任何毛刺，標(biāo)記清晰；安裝有無(wú)縫焊接的各接頭零件部分，焊縫等級(jí)為一級(jí)；各接頭部件焊接尺寸高度偏差大小應(yīng)完全符合國(guó)家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，如表1所示。

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（3）見(jiàn)證取樣

試樣數(shù)量檢驗(yàn)的合格數(shù)量標(biāo)準(zhǔn)為每個(gè)同型號(hào)或相同規(guī)格試樣總量的3%。如果多個(gè)同型號(hào)種類、同型號(hào)尺寸樣本總量相對(duì)較少時(shí)，就可以選擇采樣每個(gè)同型號(hào)種類樣品耗能器的總量的3%，但不可少于2個(gè)；試驗(yàn)件不得用于主體結(jié)構(gòu)。

4.施工驗(yàn)收。

（1）研究批準(zhǔn)安裝有屈曲約束支撐的專項(xiàng)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(jiān)督、檢查和評(píng)價(jià)的重要內(nèi)容。

（2）根據(jù)《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)》（GB50205-2020）、《鋼構(gòu)焊接規(guī)范》（GB50661-2011）和《鋼結(jié)構(gòu)高強(qiáng)度螺栓連接技術(shù)規(guī)程》（JGJ82-2011）的有關(guān)檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，定期進(jìn)行階段檢驗(yàn)，并嚴(yán)格滿足工程設(shè)計(jì)施工圖紙的具體要求。

（3）耐火防腐涂料的產(chǎn)品質(zhì)量按照《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》（GB50205-2009）的有關(guān)檢驗(yàn)規(guī)范及要求，實(shí)施質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)。

五、結(jié)語(yǔ)

屈曲約束支撐在國(guó)內(nèi)外已開(kāi)始大量進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化推廣和應(yīng)用，監(jiān)理人員以及與有關(guān)工程管理者相對(duì)其的接觸不多，而有關(guān)整個(gè)施工過(guò)程質(zhì)量的主要檢驗(yàn)監(jiān)管標(biāo)準(zhǔn)以及檢測(cè)資料也相對(duì)地欠缺，因此在本文筆者反復(fù)檢索了有關(guān)文獻(xiàn)以及其他國(guó)家和地區(qū)有關(guān)行業(yè)的檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)后，結(jié)合檢驗(yàn)監(jiān)理工作經(jīng)驗(yàn)，以《建設(shè)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》作為主要檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，重新梳理并總結(jié)了對(duì)屈曲約束支撐整個(gè)施工過(guò)程質(zhì)量的主要檢驗(yàn)監(jiān)理標(biāo)準(zhǔn)及其檢驗(yàn)管理工作要求，希望本文能對(duì)今后屈曲約束支撐的整體施工過(guò)程、監(jiān)理質(zhì)量控制、檢查驗(yàn)收以及驗(yàn)收相關(guān)工作開(kāi)展有所有的幫助。