淺談BRB屈曲約束支撐安裝施工技術

曾懷福

(甘肅第六建設集團股份有限公司，甘肅 蘭州 730030)

BRB屈曲約束支撐中包含芯板、約束芯板屈曲的套管以及處在芯板與套關鍵的無粘結材料、填充材料等，能夠支撐一定的拉力與壓力。屈曲約束型支撐中，只有芯板和其他構件進行了連接，所有荷載都是芯板來承擔，外套管與填充材料中只有約束芯板會被因為壓力出現屈曲，讓芯板在承受拉力、壓力的時候都能夠進入到屈服狀態。施工人員應及時更新并學習先進的屈曲約束支撐安裝施工技術，擯棄傳統的支撐模式，嚴格按照BRB屈曲約束支撐的施工機理，確保其支撐效果能夠與自身承載力相互分離后，應用相關技術保護施工建筑結構的安全性和穩定性。

1 項目概況

某世貿中心項目包括1幢54層、265m高的超高層酒店辦公樓,2幢40層高級住宅樓與1棟38層公寓式酒店及鄉層裙房，地下3層連接成為一體，已知其總建筑面積達到52萬m2。超高層酒店是組合結構形式，施工方決定在22層,35層,47層3個避難層布設BRB屈曲約束支撐，本工程為本市首個城市綜合體項目。

2 BRB屈曲約束支撐的工藝原理

BRB屈曲約束支撐芯材使用的是低屈服點鋼材，因為在軸向力的影響下會產生較大塑性變形，基于塑性變形實現耗能目標。為了規避芯材承受壓力時出現整體屈曲，將其安置在鋼材質的套管中，之后于套管中進行灌漿操作。為了能夠降低或者消除芯材受到軸向力時向砂漿、混凝土傳導，基于泊松效應，芯材在承受壓力的時候會產生膨脹，所以，芯材與砂漿之間有一個空氣層，在承受壓力的時候能夠實現完全屈服，讓支撐受壓、受拉的承載力相當，規避傳統支撐方式在受力時候會產生屈曲的不足，對支撐承載力進行提升，讓支撐有更為飽滿的滯回曲線，強化提升結構抗震的能力[1]。

BRB屈曲約束支撐實際上就是基于八字撐的形式置于建筑物鋼框架之上，通過三角形穩固定理與杠桿原理等，強化提升建筑物本身的抗側剛度屬性。

本工程項目的支撐外觀是正方形，尺寸最大達到350mm×350mm，屈服承載力最大值是3 500kN，配合應用焊接技術和主體結構實現可靠連接。結合項目的有福安設計文件，試件逐一在1/300，1/200，1/150，1/100支撐長度的拉伸和壓縮反復進行3次，并且于設計位移幅值下重復循環30圈以后，滯回曲線達到穩定飽滿，沒有出現拉斷、失穩及連接開裂等異常狀況。

3 BRB屈曲約束支撐應用中的技術工藝流程

在進行BRB屈曲約束支撐施工應用的時候，先要進行施工準備工作，完成準備工作之后安裝BRB屈曲約束支撐，并且進行有效焊接，檢測BRB屈曲約束支撐的絎縫，確保其不存在漏洞，處理BRB屈曲約束支撐的節點位置。

3.1 施工準備時期

3.1.1 進場驗收

BRB屈曲約束支撐在進入到施工現場之后，要求相關部門組織專業技術工作者予以驗收，以免因為路上顛簸等諸多因素致使其產生意外損壞的情況，一定要嚴格把控其質量，同時選派專門工作者、設置專門的倉庫，對其進行妥善保管[2]。

BRB屈曲約束支撐的現場安裝作業中，對精度方面有著較高的要求，預留的緩沖尺寸比較小，可是由于現場的情況比較復雜，可以對鋼框架中預留出來的連接件實施現場修整，以此來保證支撐的質量。BRB屈曲約束支撐實際安裝以前，需要檢查支撐連接的梁柱節點，要求其符合設計以及規范中的相關要求。

3.1.2 鋼框架

BRB屈曲約束支撐的主體構件與實際施工中進行穿插操作，同BRB屈曲約束支撐的鋼框架。伴隨主體結構的施工而進行施工，鋼結構的深化設計中，其節點分別同鋼柱、梁、鋼框進行焊接。

在鋼柱、梁以及BRB屈曲約束支撐相關構件出廠以前，需要實施預拼裝的檢測，確保構件的幾何尺寸、連接質量等都滿足設計相關要求之后才能夠運往施工現場進行實際安裝。在進行現場安裝與焊接的時候，要求專業測量工作者對鋼框的各個節點位置、垂直度、標高以及軸線等進行校正及監管，確保BRB屈曲約束支撐的后期安裝精準度。

3.2 安裝BRB屈曲約束支撐

3.2.1 前期準備工作

在即將要進行BRB屈曲約束支撐施工作業的樓層中，需要清理樓頂面以及樓地面，同時要求具備安裝作業面。在主框架梁以及框架柱上邊預留出對應BRB屈曲約束支撐連接板的復核、清理位置，進行各個定位線的彈放，為后續BRB屈曲約束支撐的實際安裝做好充分準備。

在本項目施工時，嚴格按照進度計劃安排各類構件，要在正式開工前2d內被運輸到工程現場指定地點，并在局部做好相應標識。一定要確保堆放區域整潔，堆放環節盡量將其安放在狀態穩定的枕木以上，依照設計圖紙安裝次序分開堆放，以防后續施工過程中二次倒運。在施工現場內運輸構件時，一定要提前選好合理的運輸路線，督導工人堅持安全、便捷、經濟的原則。可以使用手推叉車將構件運輸到具體的安裝現場。

3.2.2 制作與安裝上部節點板

因為本工程上部節點板規格繁多且不必唯一，尺寸大小存在著較大的差異，重量范圍80kg～160kg，組織工人嚴格按照圖紙現場加工制造上部節點板，按照設計位置進行編號，制作結束后指派專人檢查其質量，確認合格以后使用人力拖板車將其運輸至擬安裝施工的框架周邊，采用吊車把其和屈曲約束支撐構件共同吊運到卸料平臺，配合使用托舉裝置將節點板托舉到梁底，微調位置及水平度，規范的進行點焊處理，經校審確定精準無誤以后焊接節點板與預埋件。

3.2.3 手拉葫蘆的安裝

在安裝BRB屈曲約束支撐的樓層主要框架之前需要先安裝好兩臺規格為5T的手拉葫蘆，基于卡具將手拉葫蘆和鋼梁固定好，以便后續的起重與吊裝。經過驗收且驗收質量達標的BRB屈曲約束支撐，依據類別準備好，將其從臨時存儲倉庫中倒運到塔式起重機的下方位置上。在倒運BRB屈曲約束支撐的時候需要使用塔式起重機械進行垂直起升，同時要求起重機械遵照專業的起重機作業規范進行實際操作。在使用塔式起重機對BRB屈曲約束支撐進行實際提升的時候，鋼絲繩連接BRB屈曲約束支撐，在BRB屈曲約束支撐上邊有兩個專門的吊耳，鋼絲繩通過專用卸扣和吊耳進行連接，吊耳上需要先安裝兩個專門使用的卸扣，這樣處在樓層位置的時候，起重機可以將其順利地吊裝起來[3]。在將BRB屈曲約束支撐吊裝到距離作業樓層地面1.3m位置的時候暫停，在其停穩之后，通過人力把BRB屈曲約束支撐上邊預留出的兩根纜風繩拉入室內，緩慢、平行地將其拉入室內，同時把纜風繩兩端固定在室內的主體結構之上。之后把BRB屈曲約束支撐斜著拉到室內，但是先不要將其落到地面上，保持塔式起重機吊裝的狀態，之后把兩臺規格為5T的手拉葫蘆鋼絲繩分別同支撐兩個吊點上的卸扣進行固定。緩慢地對手拉葫蘆進行拉動，讓其鋼絲繩能夠實現完全受力，這時把塔式起重機械的鋼絲繩松開，也就完成了BRB屈曲約束支撐的起升作業，此BRB屈曲約束支撐吊裝需要使用到兩根手拉葫蘆。使用手拉葫蘆進行高度不易的提升，需要先就位支撐的上端，使用合理有效的措施予以臨時固定，之后對支撐的下端進行臨時固定，在節點焊接完成之后進行上端節點的焊接，至此BRB屈曲約束支撐的吊裝作業完成，但是需要對其平面位置實施校正，如果有偏位產生，平面不允許超過節點位置板材最大厚度的1/3，如果其超過允許的偏差，需要使用液壓千斤頂予以及時糾正與校正，完成糾正與校正之后才能夠開始進行焊接作業。這個時候，BRB屈曲約束支撐的安裝作業正式完成，其他的BRB屈曲約束支撐安裝作業流程也都相同。

3.3 焊接BRB屈曲約束支撐

基于二氧化碳氣體保護焊接、強對接熔透焊縫手段進行構件焊接，通常情況下其構件、鋼框節點所使用的鋼板厚度、材質都相同，且焊絲規格也是相同的。對BRB屈曲約束支撐和上不鋼板之間存在的縫隙進行檢查，如果間隙大于2mm，需要使用千斤頂將其同上部鋼板頂緊，之后進行固定與焊接，保證焊接作業的質量與成效。

同時對BRB屈曲約束支撐的兩端進行焊接操作，確保BRB屈曲約束支撐兩側不會由于焊接而產生不一樣的變形，讓BRB屈曲約束支撐有均勻、飽滿的焊縫。

實際焊接中需要有專職工作者對構件的軸線位置進行檢測，如果發現焊接位置偏位需要及時進行調整，以免構件焊接之后出現結構變形。焊接坡口的位置需要將其清理干凈，實際焊接中函數一定要平穩、勻速，對焊接電流進行有效管控，如果是在冬季進行焊接作業，需要在焊接操作以前進行提前預熱，焊后坡口位置需要進行相應的保溫處理。完成焊接之后，相關工作者要將焊縫表面熔渣、飛濺物等清理干凈，對焊縫位置的外觀與質量進行檢查。滿足相關標準之后遵照要求留下焊工鋼印。

3.4 節點處理

BRB屈曲約束支撐完成焊接作業之后，需要及時對焊縫進行打磨以及拋光等處理，如果出現返修的部位，需要把表面修磨成和原來焊接縫基本相同的樣子，盡量保持圓環過度，以提升其抗裂能力[4-6]。如果構件存在熱處理的情況，需要在熱處理之前進行返修，或者是在返修以后重新實施熱處理。返修之后的焊縫需要依據原來的要求重新檢查外觀與內在質量，無損的探傷檢查操作非常關鍵和必要。

3.5 約束支撐的防火層施工

在本工程現場施工時，為了進一步提高防火涂料與屈曲約束支撐構件基層兩者的黏結強度，建議把少許的水性膠粘劑添加至底層的漿料內。噴涂操作時，要維持噴槍與被噴鋼構件表面兩者成角90°，維持噴槍運行速度穩定，嚴禁在同一各位置停留時間過久，以防出現涂料堆積和流淌等不良情況。噴涂工藝應用過程中，物料調配及向噴涂機中加料操作均要連續，不可出現停留情況。在確認底層涂料表面徹底干燥以后，才可以組織工人對面層涂料進行噴涂施工，針對那些顯著凹凸不平的位置，建議配合應用抹刀進行抹平處置，借此方式保證涂層表層的均勻度、光潔性均符合設計要求。

4 BRB屈曲約束支撐技術的注意事項

為了確保施工工程項目的順利進行，在積極引進先進的屈曲約束處理技術時應注意以下幾點。首先，工程項目管理人員一定要到施工現場進行實地考察，在充分了解建設場地地質情況、外界自然環境因素以及加工產品實際尺寸的基礎上，統籌規劃焊縫的具體長度，在協調各個施工支撐環節的同時，方可進行安裝處理。其次，應全面考慮屈曲約束支撐技術的特殊性和實用功能，妥善處理人字形支撐、單斜桿支撐以及V字形支撐架構。最后，施工建筑企業的管理部門不應為了謀取個人私利而采購一些低劣的機械處理設備，應投入適當建設資金，購買先進的處理設備后，對施工作業人員具體的支撐安裝方法進行專業指導，確保施工建設工作順利進行。

5 結 語

屈曲約束支撐集承載和耗能優勢為一體，在工程施工中不僅要確保構件的承載力符合設計要求，也要使構件的減震阻尼處于較高水平。建筑工程在應用了BRB屈曲約束支撐以后，其結構的抗扭剛度得以強化提升，結構的抗扭剛度、位移等都能夠對設計要求進行有效滿足，同時能夠壓縮鋼材的使用量，強化提升結構的耗能能力，更能夠減少地質災害影響下結構的位移反應。基于對BRB屈曲約束支撐的深入探析，了解和掌握BRB屈曲約束支撐相關的設計、生產、安裝作業等內容，為建筑行業的創新發展累積更多寶貴經驗，更是被諸多相關部門所認可和推廣，能夠為企業帶來更為良好的效益。