甘肃超高层五星级酒店TJII型屈曲约束支撑施工工法

1、TJII型屈曲约束支撑施工工法工法编号：编制单位： 主要执笔人：1前言TJII型屈曲约束支撑是一种新型高效的钢结构支撑，也是一种耗能支撑。一方面可以避免普 通支撑拉压承载力差异显著的缺陷，另一方面具有金属阻尼器的耗能能力，可以在结构抗震安全 中充当“保险丝”，其耗能能力使得主体结构构件在地震下基本处于弹性范围内。甘肃会展中心 五星级酒店项目由于独特的外形设计，使核心筒不能布置在结构的质心位置，导致扭转效应明显。采用TJII型屈曲约束支撑后，增加了结构抗扭刚度，达到“小震不坏、中震可修、大震不倒”的 抗震设计原则。结合施工难点，开展技术创新，通过工程实践总结形成本工法。2工法特点2.1保证了施工

2、安全屈曲支撑的安装由人工利用手拉葫芦进行就位，安装，操作工艺成熟、可靠，减少了高空操作，施工安全隐患。2.2保证了施工进度屈曲支撑安装可在主体结构施工过程中穿插进行，不占用主体结构施工的时间，节约工期。2.3改变原设计中心普通支撑为中心屈曲约束支撑，提高了结构安全性，降低了工程造价在施工图实施前，进行抗震专项审查，根据专家组意见主体结构改为钢管混凝土框架-钢筋混凝土剪力墙筒体混合结构，且将原设计中心普通支撑改为中心屈曲约束支撑，以增强结构整体抗扭刚度，见图2.3-1、图2.3-2。修改后结构整体结构稳定性与耗能能力得到增强，运用屈曲约 束支撑即使遇到震害，主体结构仅需更换支撑构件，对结构安全性

3、及节省造价非常有利。施工图 设计中请教同济大学对整体结构进行多程序受力分析，计算结果均满足规范要求且优于初设结 果。图2.3-1屈曲支撑立面图图2.3-2屈曲支撑结构模型图3适用范围本工法适用于各类结构平面布置不对称、竖向刚度突变的超限建（构）筑物的工程施工中。4工艺原理4.1屈曲支撑构造原理TJII型屈曲约束支撑中心的芯材，是用低屈服点钢材制成的，在轴向力作用下允许有较大的 塑性变形，通过这种变形可以达到耗能的目的。为避免芯材受压时整体屈曲，即在受拉和受压时 都能达到屈服，芯材被置于一个钢套管内，然后在套管内灌注混凝土或砂浆。为减小或消除芯材 受轴力时传给砂浆或混凝土的力，而且由于泊松效应，

4、芯材在受压情况下会膨胀，因此在芯材和 砂浆之间设有一层无粘结材料或非常狭小的空气层。这样一来，此支撑在受压时亦能达到完全屈 服，使支撑受压承载力与受拉承载力相当，克服了传统支撑受压屈曲的缺点，改善了支撑的承载 能力，使支撑的滞回曲线饱满，提高了结构的抗震能力。在约束支撑的设计时，不必考虑失稳， 只计算其强度，认为支撑受拉和受压性能完全相同，在受压时不会发生屈曲。4.2屈曲支撑安装原理TJII型屈曲约束支撑在工厂制作完成并经检测合格运至施工现场，利用现场塔吊将屈曲支撑构件运至楼层内，如距离安装位置较远，用钢管或钢滚轮将构件移至安装位置，操作人员通过手 拉葫芦将屈曲支撑构件提升、安装至相应的柱间位

5、置。构件就位后，用20厚钢板在钢梁连接节点与屈曲支撑端点连接做临时固定点，调整校正后，做最终固定。5施工工艺流程及操作要点5.1施工工艺流程图5.1 TJII型屈曲约束支撑施工工艺流程图5.2施工操作要点 5.2.1施工准备屈曲约束支撑安装前应对与支撑连接的上、下梁柱节点进行位置检查，主要检查内容包括节点与施工图的偏位(图 5.2.1-1 )以及节点板在施工过程中出现的出平面偏移(5.2.1-2 )。平面偏移不得超过节点处最厚板板厚的1/3 ;当超过上述偏差时，应采取液压千斤顶进行纠偏，矫正后，方可开始屈曲约束支撑的安装。(5.2.1-1 )(5.2.1-2 )图5.2.1节点板的偏位与出平面

6、偏移注：实线为屈曲约束支撑设计位置，虚线为可能岀现的偏差位置522构件运输单根屈曲支撑最大重量较大，垂直运输设备采用塔吊吊运。 垂直运输必须将支撑上所有吊耳,见图5.2.2，捆扎牢固，严禁单点起吊。吊耳的位置在设计时，应考虑到支撑的角度，吊装状态 应按照图纸设计成一定角度，而不是水平吊运。起吊过程中必须由专人指挥。水平运输设备可采用钢管、钢滚轮小车及其它可运输设备。1t以下（含1t ）的构件可直接在楼层面运输；1t以上、5t以下（含5t ）的构件水平运输线路，均应在楼层面上铺设钢板；5t以上的构件水平运输，则应在楼面上铺设型钢导轨或走管。5.2.3构件吊装屈曲支撑采用滑行法进行吊装，起重设备采

7、用手动倒链，先在吊装处钢梁下翼缘处安装卡环，见图5.2.3，作为倒链固定端，再将另一端拉住吊耳，使用两个倒链，将屈曲支撑吊起，推移至 安装位置。5.2.4误差消除对于焊接型的屈曲约束支撑，可通过切割节点板消除误差。5.2.5临时固定支撑就位后，在支撑顶部及底部各设置两处临时固定钢板与钢柱（梁）焊接，同时将支撑与钢柱（梁）连接处进行点焊，见图5.2.5。图5.2.2屈曲约束支撑吊耳图5.2.3钢梁下翼缘固定卡环图5.2.5临时点焊固定钢板5.2.6构件校正对支撑进行临时固定后，应对支撑位置进行调整与校正。校正重点在支撑与钢柱连接节点中轴位置一致。527最终固定屈曲支撑安装校正完毕后进行点焊固定，

8、先焊接上端节点，后焊接下端节点。屈曲约束支撑与主体结构连接采用CO气体保护焊接方法，焊缝形式要求等强对接融透焊缝。对于焊接型连接，支撑位置校正完毕后应进行点焊固定，先焊接上端节点，后焊接下端节点，见 图 5.2.7-1 、图 5.2.7-2 。图5.2.7-1屈曲支撑与钢框架的连接节点效果图图5.2.7-2连接节点剖面图5.2.8构建焊接屈曲约束支撑构建采用等强对接融透焊接的方法，进行焊接连接。(1) 屈曲约束支撑构件与钢柱上的牛腿采用相同厚度、相同材质的钢板制作而成、采用相同规 格的焊丝焊接连接。(2) 屈曲支撑构件十字型对接安装完成后应保证与牛腿间留有2mm勺缝隙、采用钢板临时固定, 以便

9、熔透焊接。(3) 焊接坡口位置应清理干净、焊接过程中焊速应平稳、应控制好焊接电流、同一破口往返焊 接、焊接完成后应进行超声波及磁粉探伤检测；冬季施工，焊前应进行预热，焊后坡口应进行保 温。(4) 焊接过程中由专职测量人员进行构件轴线位置监测，若焊接过程中出现便位应及时调整， 防止构件焊后结构变形。5.2.9节点处理(1) 当交接点为砌块时，砌筑墙体时在砌块与屈曲约束支撑之间填充50厚的砂浆层，见图5.2.9-1所示，内墙粉刷时墙体与屈曲约束支撑结合处加设单层钢丝网片，外墙粉刷时墙体与屈曲约束支撑结合处加设双层钢丝网片。(2) 当为轻质龙骨墙时，其构造做法，见图529-2所示，需注意屈曲约束支撑

10、外套筒不能跟其它构造物焊接。图5.2.9-1带支撑砌块墙体砌筑示意图5.2.9-2轻质龙骨墙中支撑(3) 当屈曲约束支撑穿过构造柱或者过梁时，其施工工艺见图5.2.9-3、图5.2.9-4所示。4对.ira-ittu图5.2.9-3支撑过构造柱做法J图5.2.9-4连接夹构造图6材料与设备6.1主要材料 6.1.1安装前，应按构件明细表和进场构件检查产品合格证，按照安装顺序对构件进行编号。6.1.2在安装前，应进行抽检试验，试验抽样比例不低于总数的 2%每一种类别至少有一根试件， 构造形式和约束屈服段材料相同且屈服承载力在试件承载力的50%至150%范围内的屈曲约束支撑划分为同一类别。6.1.

11、3屈曲约束支撑依次在 1/300、1/200、1/150、1/100支撑长度的拉伸和压缩往复各3次变形。在各级变形试验下，都应该具有稳定的滞回曲线。试验过程不应发生断裂、支撑失稳或支撑端部连接的破坏。6.1.4屈曲约束支撑构件的核心单元钢板不允许有对接接头。6.2主要设备及操作工具5t手拉葫芦（倒链），2台；CQ气体保护焊焊机，2台；液压千斤顶1个；外挂吊篮，1个。7质量控制7.1应遵循的质量标准7.1.1建筑抗震设计规范（GB50011-2010）7.1.2 TJ型屈曲约束支撑设计手册（2009版）7.1.3上海蓝科TJ型屈曲约束支撑设计手册（第三版）7.2质量措施要求7.2.1支撑安装前，

12、应根据施工环境，对焊接工艺进行安装前工艺检验，工艺检验合格后，方可 进行正式焊接。7.2.2十字接头对接焊缝应在焊缝的两端设置引弧和引出板；其材料和坡口形式应与焊件相同。引弧和引出的焊缝长度：CQ气体保护焊应大于20mm焊接完毕应采用气割切除引弧和引出板，不得用锤击落，并修磨平整。7.2.3焊接完毕后，应对焊接质量外观，焊缝坡口，磨擦面的质量，焊缝探伤报告进行检查。7.2.4下雪或下雨时不得露天施焊，构件焊区表面潮湿或冰雪没有清除前不得施焊，风速超过或等于2m/s）,应采取挡风措施。8安全措施8.0.1现场施工作业人员必须掌握本工艺的技术操作流程，熟悉各工种之间的衔接配合，作业人员持证上岗，特

13、殊工种需提供特殊工种操作证。8.0.2屈曲支撑安装、焊接过程中必须做好临边防护措施。8.0.3操作人员必须遵守现场安全用电规程。8.0.4屈曲约束支撑焊接过程中，氧气、乙炔瓶必须保证安全的放置间距。9环保措施9.0.1钢构件焊接完成后，现场的焊渣必须及时清理干净。9.0.2钢构件运至现场后必须码放整齐，严禁乱堆、乱放。10效益分析10.1成本经济分析10.1.1采用逐层安装方法：屈曲支撑安装与柱梁的安装同时进行，占用塔吊吊装时间，影响钢结构的吊装进度，不易于 吊装过程中进行安全防护。10.1.2采用主体结构施工完成后的安装方法：在主体结构施工完成后，利用塔吊将屈曲支撑吊装至楼层，在有工人利用手

14、拉葫芦将屈曲支 撑就位、安装的方法，操作简单、施工中安全风险低、不占用主关键施工线路可穿插进行施工。10.2其它指标评定除经济指标分析外，其他指标评定，见表10.2。表10.2综合指标评定表序号工艺工序名称施工方法简述综合评定工期质量安全1逐层安装的方法屈曲支撑安装与柱梁的安装同时进行。影响主体结构的施工进度好可行，但安全 防护困难。2主体结构施工完成后的安装方法在主体结构施工完成后，利用塔吊 将屈曲支撑吊装至楼层，在有工人 利用手拉葫芦将屈曲支撑就位、安 装。不占用主关键线路施工时 间，结构施工过程中穿插进 行。好可行，便于防 护，安全隐患 少。11应用实例甘肃会展中心建筑群项目五星级酒店工

15、程，位于甘肃省兰州市城关区盐场堡中心滩中段。开工日期：2009年6月30 日,竣工日期：2012年6月30日结构形式：组合结构。是甘肃省规模最大、设施最完善、唯一的国际品牌五星级酒店。主楼标准层平面呈“T形、剖面呈“三阶”错台形，2结构北高南低，建筑造型新颖，寓意为黄河之水天上来。建筑面积72516.3m ;地下2层，地上36层。工程东侧为省人大办公楼、南临黄河。甘肃会展中心五星级酒店工程，由于核心筒不能布置在结构的质心位置，导致扭转效应明显。采用TJII型屈曲约束支撑后，不仅增加了结构抗扭刚度，使结构抗扭刚度以及扭转位移比都满足 设计要求，同时减少了结构用钢量，增强了结构耗能能力，减小了罕遇地震下的结构位移反应。 通过对屈曲约束支撑在安装过程研究