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某中學(xué)教學(xué)樓屈曲約束支撐加固施工技術(shù)研究

文檔作者：吳克川1 2 陶忠卜2，胡大柱3，韋光蘭1 文檔來源： 1．昆明理工大學(xué)土木工程系 2．昆明理工大學(xué)X-程抗震研究所 3．同濟大學(xué)土木．T-程學(xué)院，		點擊數(shù)：	更新時間： 2025年09月28日
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上一篇：某住宅樓工程內(nèi)外墻體滲漏原因剖析

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蛋
施工技術(shù)
CONSTRUCTION TECHNOLOGY
2015年8月下
第“卷第16期
DOI：10．7672／sgjs2015160008
某中學(xué)教學(xué)樓屈曲約束支撐
加固施工技術(shù)研究木
吳克川1’2，陶忠卜2，胡大柱3，韋光蘭1
(1．昆明理工大學(xué)土木工程系，云南昆明650500；2．昆明理工大學(xué)X-程抗震研究所，
云南昆明650500；3．同濟大學(xué)土木．T-程學(xué)院，上海200092)
[摘要]屈曲約束支撐是一種新型的耗能支撐，克服了傳統(tǒng)支撐受壓屈曲的缺點，其滯回曲線飽滿，具有較好的抗
震性能，用于結(jié)構(gòu)抗震加固更是優(yōu)勢明顯。云南省玉溪一中教學(xué)樓采用屈曲約束支撐加固，整個加固改造施工過
程充分考慮了經(jīng)濟性、施工工期、結(jié)構(gòu)平立面布置特點等方面的要求，并詳細介紹了整個加固方案及施工方法，在
此基礎(chǔ)上說明了屈曲約束支撐在加固施工過程中的常見難點問題及相應(yīng)的解決方法。
[關(guān)鍵詞]加固；屈曲約束支撐；抗震加固；施工技術(shù)；安裝
[中圖分類號】TU746．3 [文獻標(biāo)識碼]A [文章編號]1002—8498(2015)16-0008-04
Construction Technology Research to Seismic Reinforcement with
Buckling Restrained Braces of a Middle School
Wu Kechuanl一，Tao Zhon91一，Hu Dazhu3，Wei Guanglanl
(1．Civil Engineering Institute，Kunming University of Science and Technology，Kunming，Yunnan 650500，China；
2．Earthquake Engineering Institute，Kunming University of Science and Technology，Kunming，Yunnan 650500，China；
3．College of Civil Engineering，Tongji University，Shanghai 200092，China)
Abstract：Buckling restrained brace is a kind of new energy dissipater．Because of the ideal hysteresis
curve and ability to avoid the risk of buckling faced by traditional braces under pressure，it is of good
seismic performance and has potential to be widely used in structural seismic reinforcement．A case study
is carried out in which buckling restrained braces(BRB)are applied in Yuxi No．1 middle school
teaching building．The entire construction process takes account of the requirements such as economy，
construction period，structure and facade layout features etc．The details of reinforcement program and
construction methods have been introduced，including common difficulties and solutions during the
process of reinforcement construction，which act as a reference for future buckling restrained brace
reinforcement in Yunnan province．
Key words：strengthening； buckling restrained braces(BRB)； seismic strengthening；
construction：installation
國務(wù)院實施新一輪校安工程以來，對中小學(xué)校
舍建筑安全等級提出更高要求。在此基礎(chǔ)上，云南
省繼續(xù)大力推進校安工程，在全省范圍內(nèi)進一步對
中小學(xué)校舍建筑展開全面的鑒定與加固工作。同
時，《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》GB50011—2010的修訂同
樣對云南省部分地區(qū)提出更高的抗震要求。玉溪
一中教學(xué)樓在此背景下采用屈曲約束支撐進行加
+國家科技支撐計劃項目(2013BAKl3BOO)
【作者簡介】吳克川，博士研究生，E-mail：452969980@qq．corn
【收稿日期】2015-02-03
固設(shè)計，以改善結(jié)構(gòu)的抗震性能。屈曲約束支撐的
研究最先起源于美日等發(fā)達國家，是一種新型的耗
能減震構(gòu)件，既可用于新建工程，也能用于結(jié)構(gòu)加
固。屈曲約束支撐加固結(jié)構(gòu)體系在國內(nèi)外得到廣
泛應(yīng)用，一些典型工程有?：美國加利福尼亞州地
中海司法郡公民中心大廳(3層混凝土結(jié)構(gòu)，帶有地
下室，建筑面積約為125 000ft2，共采用了132根屈
曲約束支撐)，美國鹽湖城Wallace F．Bermett綜合
管理服務(wù)聯(lián)合大廈(8層混凝土結(jié)構(gòu)，建筑面積約為
300 000ft2，共采用了344根屈曲約束支撐)、上海恒
萬方數(shù)據(jù)
吳克川等：某中學(xué)教學(xué)樓屈曲約束支撐加固施工技術(shù)研究9
豐中學(xué)教學(xué)樓、合肥市包河區(qū)柏莊小學(xué)教學(xué)樓等。
屈曲約束支撐在我國的工程應(yīng)用尚處于起步階段，
加之，過去很長一段時間內(nèi)我國均未頒布相應(yīng)的關(guān)
于屈曲約束支撐施工、驗收的規(guī)范或規(guī)定，而新頒
布的《建筑消能減震技術(shù)規(guī)程》JGJ297--2013也只
僅僅開始實施幾個月，因此，有必要對屈曲約束支
撐的施工安裝工藝進行研究和探討。本文通過玉
溪一中屈曲約束支撐加固工程，主要討論和說明了
加固施工過程中的技術(shù)難點及相應(yīng)的解決方法。
1加固方案概況
云南省玉溪一中高中部教學(xué)樓建于20世紀(jì)90
年代。整個教學(xué)樓由A，B，C 3段建筑單體組成，且
均為單跨混凝土框架結(jié)構(gòu)，各單體結(jié)構(gòu)分別為5層、
4層和3層，總體呈z字形布置。該教學(xué)樓共采用
62根TJⅡ型屈曲約束耗能型支撐加固，根據(jù)設(shè)計要
求，屈曲約束支撐加固平立面布置如圖1，2所示
(未給出支撐布置的軸線布置方式同圖2)，同時對
部分未能滿足規(guī)范構(gòu)造措施要求的支撐連接柱及
角柱進行額外的加強處理，其處理方式如圖3所示。
由于A段單體⑧軸上布有梯梁，屈曲約束支撐無法
直接在其上布置，因而在⑧軸框架柱處增設(shè)了外邊
柱，外邊柱緊貼框架柱，并與框架柱形成可靠連接，
連接形式如圖4所示。屈曲約束支撐的安裝施工均
為平行流水施工作業(yè)。
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圖1支撙平面布置
Fig．1 BRB plan layout
2 屈曲約束支撐施工安裝工藝及技術(shù)要點
2．1錨固件連接技術(shù)
屈曲約束支撐通過節(jié)點板與錨固件相連的方式
與框架協(xié)同工作，因此，屈曲約束支撐錨固節(jié)點的設(shè)
計與構(gòu)造是其能否在地震作用下充分發(fā)揮效能的關(guān)
鍵。常用的節(jié)點錨固連接形式如表1所示¨1。
由于本工程為加固改造項目，在考慮支撐設(shè)計
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圖2支撐立面布置
Fig．2 BRB elevation layout
表1 常用節(jié)點錨固連接形式
Table 1 Connection form of used anchorage joint
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萬方數(shù)據(jù)
10 施工技術(shù)第44卷
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LJ形箍原有箍筋焊接
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圖4外邊柱連接
Fig．4 Ecto-column connection graph
承載力的基礎(chǔ)上，支撐與梁柱節(jié)點的連接采用植入
化學(xué)錨栓與節(jié)點板連接的形式(見圖5)，首先根據(jù)
施工圖紙的要求進行鉆孔軸線定位與孔距確定，緊
接著植入化學(xué)錨栓，在此過程中應(yīng)特別注意孔洞清
灰處理與化學(xué)膠凝固時間的控制，常溫下，化學(xué)膠
凝固時間宜控制在20～30rain，待凝固時間滿足要
求后，安裝上錨板，擰緊螺栓。但由于A段單體⑧
軸新增外邊柱為現(xiàn)澆混凝土柱，在此榀框架上，錨
固件連接形式采用預(yù)埋錨筋節(jié)點(見圖6)，預(yù)埋錨
固件為類似于腹板開孔的H型鋼，制作方便快捷，
適合在工廠預(yù)制或現(xiàn)場焊接，其條狀腹板寬度與間
距可根據(jù)混凝土梁柱箍筋的布置靈活調(diào)整。一菌圖5植化學(xué)錨栓型節(jié)點
Fig．5 Joint for grafting chemical anchorage suppository
2．2節(jié)點板焊接技術(shù)及質(zhì)量保證措施
節(jié)點板的焊接安裝精度直接影響到屈曲約束
支撐的受力狀態(tài)，要保證支撐軸向拉壓屈服，要求
支撐中心線通過梁柱截面形心。節(jié)點板與錨板間
采用雙面角焊縫的連接形式，焊縫及焊腳尺寸應(yīng)滿
足相關(guān)規(guī)范要求，焊接前應(yīng)現(xiàn)場校核節(jié)點與施工圖
圖6預(yù)埋錨固件型節(jié)點
Fig．6 Joint for pre-embedded anchor
的偏位以及調(diào)整節(jié)點板的尺寸偏差，直至符合施工
精度要求，焊接時，應(yīng)先采用氣焊預(yù)熱，然后對稱施
焊，以減小焊接應(yīng)力和變形。節(jié)點板在施工過程
中，平面偏移不得超過節(jié)點處最厚板板厚的1／3，當(dāng)
超過時，應(yīng)采取相應(yīng)措施予以糾正，矯正后方可進
入下道工序，同時應(yīng)檢查調(diào)整節(jié)點板的平整度。31。
2．3屈曲約束支撐臨時固定技術(shù)
屈曲約束支撐在最終安裝固定前應(yīng)采取臨時
固定措施，目前采用的臨時固定技術(shù)主要有焊接鋼
片法和安裝螺栓法，本工程采用焊接鋼片法進行支
撐的臨時固定。焊接鋼片法臨時固定技術(shù)施工工
藝如下：屈曲約束支撐水平運輸及垂直運輸一搭設(shè)
支架_+構(gòu)件尺寸復(fù)核一節(jié)點板修正_屈曲約束支
撐吊裝一焊接鋼片臨時固定及校正。為充分保證
施工過程的安全性及可靠性，可采取如下技術(shù)措
施：①臨時固定前對支撐進行受力分析，計算所需
鋼片規(guī)格及焊縫尺寸；②應(yīng)挑選具有執(zhí)業(yè)資格證書
及經(jīng)驗豐富的焊工進行施焊；③對臨時固定過程中
可能出現(xiàn)的安全隱患應(yīng)采取相應(yīng)保護措施。
2．4屈曲約束支撐焊接連接技術(shù)
在上述施工工序逐一完成后，對臨時固定的屈
曲約束支撐進行調(diào)整與校正，對校正完畢后的支撐
按照先焊接上端節(jié)點，后焊接下端節(jié)點的施焊順序
進行最終固定。屈曲約束支撐與節(jié)點板的焊接連
接主要由支撐彈性端頭、節(jié)點板和加勁肋組成，其
主要工序為：節(jié)點板與加勁肋提前焊接完畢一加勁
肋與彈性端頭對接焊接一節(jié)點板與彈性端頭對接
焊接。在此施工過程中的重點與難點在于防止焊
接部位的焊接變形，其主要應(yīng)對措施有：①在滿足
支撐受力要求的情況下，可采用較小的焊縫截面
積，并采用對稱且尺寸較小的坡口；②焊接前進行
適當(dāng)預(yù)熱，盡可能采用熱輸入較小的焊接方法，如
CO：氣體保護焊等；③宜采用雙面對稱坡口進行對
稱施焊以避免應(yīng)力集中現(xiàn)象。
2．5屈曲約束支撐與填充墻連接及門窗洞口處理
措施
屈曲約束支撐與填充墻連接，以往的做法是直
萬方數(shù)據(jù)
吳克川等：某中學(xué)教學(xué)樓屈曲約束支撐加固施工技術(shù)研究
接將砌體砌筑在鋼支撐上，由于屈曲約束支撐為軸
向拉壓屈服耗能構(gòu)件，此種做法會使屈曲約束支撐
產(chǎn)生豎向應(yīng)力及變形，很大程度上影響其耗能減震
性能，甚至可能會對主體結(jié)構(gòu)造成安全隱患。此次
加固改造項目，屈曲約束支撐與填充墻的連接處理
措施為：屈曲約束支撐上方焊接薄鋼板支撐一設(shè)置
橫向通長拉接筋一填充墻砌筑一薄鋼板與屈曲約
束支撐間間隙填縫(見圖7)。此種連接技術(shù)措施簡
單方便，可有效避免支撐在豎向應(yīng)力及變形作用下
對其減震性能的不利影響。在門窗洞口處，設(shè)置滿
足設(shè)計要求的拉接筋，以承擔(dān)門窗洞口上方的砌體
質(zhì)量。安裝有屈曲約束支撐的框架處，窗戶可采用
異形窗或窗戶外移的構(gòu)造做法。本工程采用外移
法來設(shè)置安裝有屈曲約束支撐框架處的窗戶。
圖7填充墻處理措施
Fig．7 Treatment measure for filling wall
2．6屈曲約束支撐防火處理
屈曲約束支撐投入使用后，應(yīng)具有良好的環(huán)境
特性、耐氣候、耐腐蝕等。其耐火等級及耐火極限
應(yīng)符合相關(guān)規(guī)范規(guī)定，在火災(zāi)發(fā)生時應(yīng)與結(jié)構(gòu)共同
工作，可采用涂刷防火涂料的方法來保證屈曲約束
支撐的上述性能，但在涂刷防火涂料前，支撐表面
應(yīng)做除銹處理且防銹底漆涂刷應(yīng)滿足相關(guān)規(guī)范規(guī)
定，當(dāng)屈曲約束支撐套筒內(nèi)填充材料為具有隔熱性
能的不燃燒材料時，自由伸縮段和封頭板必須做防
火保護，套筒可不做防火處理。屈曲約束支撐的免
維修使用年限應(yīng)達到50年。
2．7屈曲約束支撐施工質(zhì)量驗收
為保證項目施工質(zhì)量，待支撐安裝施工完成
后，應(yīng)檢查各階段施工質(zhì)量，并復(fù)核是否符合施工、
設(shè)計、監(jiān)理單位制定的相關(guān)驗收計劃及國家相關(guān)規(guī)
范標(biāo)準(zhǔn)要求，本工程按照國家相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)對以下
項目進行施工質(zhì)量檢查驗收，如表2所示H1。
3 屈曲約束支撐施工流程小結(jié)”刮
根據(jù)以上屈曲約束支撐施工工藝的介紹與解
析，將其安裝施工流程總結(jié)如下：開始工程-+標(biāo)記
一鋼筋檢測一準(zhǔn)備工作一到達現(xiàn)場一產(chǎn)品驗證一
錨固件安裝一連接件安裝一支撐安裝一密封、油漆
一質(zhì)量驗收_結(jié)束。整個施工流程中，首先應(yīng)制定
表2質(zhì)量驗收項目及標(biāo)準(zhǔn)
Table 2 Project of quality acceptance items and standard
完善的施工計劃，施工管理人員根據(jù)該計劃，研究
并完成施工計劃書，在此基礎(chǔ)上結(jié)合現(xiàn)場實際情況
制定最終施工方案。同時，施工管理人員應(yīng)在施工
前先熟悉施工圖紙、各種節(jié)點構(gòu)造及相關(guān)施工要
求，并對施工操作人員進行技術(shù)指導(dǎo)，以使施工操
作人員明確每道施工工序操作流程及相關(guān)工作要
求，準(zhǔn)備好所有可能要用到的施工器具及設(shè)備，并
在指定位置就位，在施工過程中，應(yīng)特別注意屈曲
約束支撐構(gòu)件的保管、養(yǎng)護等。
4 結(jié)語
本文著重介紹了云南省玉溪一中教學(xué)樓屈曲
約束支撐抗震加固的施工工藝及技術(shù)要點，并分析
了屈曲約束支撐施工安裝的常見難點問題及應(yīng)對
辦法，屈曲約束支撐在該加固工程中的應(yīng)用增加了
耗能減震加固技術(shù)的工程應(yīng)用實例。
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萬方數(shù)據(jù)

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