張 鑫 山西省安裝集團(tuán)股份有限公司

1 工程背景

本文所述的大跨度建筑物共五層，建筑物長(zhǎng)85.6m，寬40.6m，防屈曲支撐分布在該建筑物的一到四層，非對(duì)稱布置，按照設(shè)計(jì)圖紙要求，本工程防屈曲支撐及預(yù)埋件布置圖中的支撐大小及預(yù)埋件連接節(jié)點(diǎn)均為示意圖，需要由具備相關(guān)資質(zhì)的單位根據(jù)圖紙開展二次深化設(shè)計(jì)，并進(jìn)行結(jié)構(gòu)減震的計(jì)算，經(jīng)設(shè)計(jì)單位確認(rèn)后實(shí)施。

圖1為原設(shè)計(jì)圖紙中型鋼梁柱節(jié)點(diǎn)連接大樣圖，看似簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)卻因?yàn)榉狼晤A(yù)埋件的存在，施工變得異常艱難，如何解決預(yù)埋件焊接在型鋼柱與混凝土梁節(jié)點(diǎn)的連接是關(guān)鍵的技術(shù)難題。

圖1 型鋼梁柱節(jié)點(diǎn)連接大樣圖設(shè)計(jì)圖紙

2 工程特點(diǎn)及難點(diǎn)

如果只是單純的型鋼柱與混凝土梁的連接，按照正常的施工工藝，采用國(guó)家建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)圖集12SG904-1《型鋼混凝土結(jié)構(gòu)施工鋼筋排布規(guī)則與構(gòu)造詳圖》中的相關(guān)鋼筋構(gòu)造，就能輕松完成連接節(jié)點(diǎn)的鋼筋下料與排布。但是，因?yàn)橛辛朔狼晤A(yù)埋件的存在，使得現(xiàn)場(chǎng)施工出現(xiàn)工作空間明顯不足，鋼筋與預(yù)埋件及型鋼之間交錯(cuò)布置（見圖2），混凝土梁中上、下排鋼筋需要彎折后焊接在型鋼的腹板上，梁箍筋不僅要保證滿足設(shè)計(jì)圖中合理的間距，還必須逐一穿過防屈曲支撐預(yù)埋件條狀腹板之間所開的孔洞。

圖2 鋼筋與預(yù)埋件及型鋼之間交錯(cuò)布置

一方面防屈曲支撐預(yù)埋件是由節(jié)點(diǎn)板與預(yù)埋件焊接為一個(gè)整體，本身其重量就比較重，預(yù)埋件一端的連接鋼板需要焊接在型鋼柱的腹板上（見圖3），而連接板一側(cè)則需要臨時(shí)固定在模板上，并做好放線定位工作。

圖3 預(yù)埋件一端的連接鋼板焊接在型鋼柱腹板上

另一方面，由于防屈曲支撐預(yù)埋件與節(jié)點(diǎn)板作為一個(gè)整體，不僅重量大，而且所占空間體積也很大，給混凝土梁鋼筋排布、綁扎及焊接等工作帶來了極大的影響，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際操作過程中為了完成鋼筋的焊接連接，甚至需要將支設(shè)好的模板拆掉以完成相關(guān)操作（見圖4）。

圖4 拆卸支設(shè)好的模板

圖5為型鋼梁柱節(jié)點(diǎn)連接大樣圖，從該剖面圖不難看出，在設(shè)置有防屈曲支撐預(yù)埋件部位的梁柱節(jié)點(diǎn)處各個(gè)部件有多么的“擁擠”，操作的困難程度不言而喻。

圖5 型鋼梁柱節(jié)點(diǎn)連接大樣圖（含屈曲約束支撐預(yù)埋件）設(shè)計(jì)圖紙

另外，再結(jié)合圖6防屈曲支撐立面布置圖可以更清晰地看到，為了滿足防屈曲支撐的軸線垂直，必須保證該支撐對(duì)應(yīng)的上下兩處預(yù)埋件的定位準(zhǔn)確，這直接關(guān)系到防屈曲支撐最終在建筑物中的抗震效果。

圖6 屈曲約束支撐立面布置圖深化設(shè)計(jì)

3 操作要點(diǎn)

為了滿足這一定位精度的要求，因?yàn)樵摴こ藼RB設(shè)計(jì)為連續(xù)一～四層由下至上“之字形”布置，而且每一層的預(yù)埋件均最終與梁鋼筋一起澆筑在混凝土結(jié)構(gòu)之中，準(zhǔn)確的定位直接決定了最終的成品效果，一旦失誤幾乎無法挽救（一旦出現(xiàn)深化圖紙及施工方案中對(duì)防屈曲支撐與預(yù)埋件連接可能出現(xiàn)的偏位尺寸，且未對(duì)相對(duì)位置加以檢查、驗(yàn)收，或者驗(yàn)收合格后因施工原因造成預(yù)埋件尺寸偏移等問題），只能將混凝土全部鑿掉，對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行重新施工，這樣的代價(jià)就要求每層的防屈曲支撐預(yù)埋件定位都必須保證足夠的精度，而且還需要確保在后續(xù)混凝土澆筑施工中不發(fā)生位置偏位，尤其是一層與二層之間的預(yù)埋件定位至關(guān)重要。

本建筑跨度大，單層建筑面積超過3000m2，僅在一層頂板施工就耗費(fèi)了大量的人力、物力，在反復(fù)試驗(yàn)并進(jìn)行了大量的對(duì)比研究之后，最終確定了型鋼柱梁連接節(jié)點(diǎn)處的施工操作流程及臨時(shí)固定措施，以滿足對(duì)施工進(jìn)度及施工精度的雙重保障。

4 工藝流程

在型鋼柱位置確定的基礎(chǔ)上（務(wù)必保證型鋼柱位置的位置偏差滿足施工規(guī)范要求，否則會(huì)導(dǎo)致預(yù)埋件與型鋼柱焊接連接時(shí)出現(xiàn)偏位嚴(yán)重等影響整體抗震效果），重新確定各主軸線的位置，每一層的預(yù)埋件定位均需要按照軸線位置進(jìn)行定位確定，結(jié)合圖紙中各層柱截面的存在變截面的情況，更需要嚴(yán)格按照軸線定位的要求，而不能以相對(duì)柱的位置關(guān)系進(jìn)行簡(jiǎn)單定位。

開展梁模板的安裝，注意預(yù)留出防屈曲支撐預(yù)埋件與型鋼柱-混凝土梁節(jié)點(diǎn)處的側(cè)模板位置先不同步進(jìn)行安裝（主要是考慮到防屈曲支撐預(yù)埋件處后期梁上、下排鋼筋與型鋼柱的焊接空間）。

就是將防屈曲支撐預(yù)埋件臨時(shí)固定在支設(shè)好的梁底模板位置，對(duì)其位置準(zhǔn)確定位并復(fù)核其與型鋼柱的相對(duì)位置關(guān)系是否準(zhǔn)確，此時(shí)暫不將其與型鋼柱焊接連接。

針對(duì)梁鋼筋的布置及箍筋的綁扎，這一步難點(diǎn)在于箍筋的穿插綁扎以及與預(yù)埋件節(jié)點(diǎn)板的位置關(guān)系，既要滿足箍筋加密的間距要求，又要能夠與預(yù)埋件節(jié)點(diǎn)板協(xié)調(diào)統(tǒng)一。

最后就是將梁上、下排彎折鋼筋焊接在型鋼柱腹板上，并將防屈曲支撐連接鋼板與型鋼柱焊接連接，梁側(cè)模板最終完成整體拼接安裝。圖7為現(xiàn)場(chǎng)型鋼柱-混凝土梁節(jié)點(diǎn)實(shí)拍圖，節(jié)點(diǎn)處因?yàn)橛蟹狼晤A(yù)埋件的緣故實(shí)際施工操作過程中費(fèi)時(shí)、費(fèi)工、費(fèi)力。

圖7 現(xiàn)場(chǎng)型鋼梁柱節(jié)點(diǎn)實(shí)拍圖

5 實(shí)施效果

我項(xiàng)目在某科研生產(chǎn)基地建設(shè)項(xiàng)目試驗(yàn)檢測(cè)中心主體結(jié)構(gòu)施工時(shí)，采用此屈曲約束支撐技術(shù)，首層涉及型鋼混凝土柱與屈曲約束支撐預(yù)埋件連接部位，采用此工法技術(shù)先進(jìn)、性能可靠，提高了施工效率，方便施工，降低了造價(jià)成本。為后續(xù)同類房建、鋼結(jié)構(gòu)項(xiàng)目主體結(jié)構(gòu)施工中繼續(xù)推廣使用此技術(shù)，提供了可靠的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)。

6 社會(huì)效益

某科研生產(chǎn)基地建設(shè)項(xiàng)目試驗(yàn)檢測(cè)中心采用的防屈曲支撐，采用此成果，可延長(zhǎng)結(jié)構(gòu)使用年限，提高結(jié)構(gòu)整體性和抗震能力。避免了大量的二次返修，降低了二次施工的機(jī)械費(fèi)、人工費(fèi)、材料費(fèi)，在保證施工質(zhì)量和建設(shè)工期的同時(shí)，又節(jié)約了成本。為以后施工類似工程提供了良好的技術(shù)參考，為保證民用建筑早日竣工具有十分深遠(yuǎn)的意義。