超高层建筑中剪切型及支撑型抗震耗能器材施工技术

超高层建筑中剪切型及支撑型抗震耗能器材施工技术

赵佳柠庄道忠田卫国郭恩会韩向琴

中国建筑第六工程局有限公司海南海口570100

摘要：在超高层建筑施工过程中，为了提高建筑物的抗震性能，采用了金属剪切型阻尼器和耗能型屈曲约束支撑两种耗能减震加固方法。针对施工难点，详细介绍了金属剪切阻尼器和耗能型屈曲约束支撑的预埋件安装、节点板安装、耗能器材安装、连接点检测、防腐防火涂装等施工技术。相较于传统抗震加固方式，具有加固效果好，安全可靠，节约材料，施工方便，造价低廉等特点。

关键词：超高层建筑；框架核心筒结构；金属剪切型阻尼器；耗能型屈曲约束支撑；施工技术

Constructiontechnologyofsheartypeandsupporttypeseismic

energydissipationequipmentinsuperhigh-risebuildings.

（ChinaConstructionSixthEngineeringBureauCo.，Ltd.，HainanHaikou570100）

Abstract：Inordertoimprovetheseismicperformanceofbuildingsduringtheconstructionofsuperhigh-risebuildings，twokindsofenergydissipationreinforcementmethodsareadoptedbymetalsheartypedamperandenergydissipationtypeBRB（buckling-restrainedbrace）.Accordingtoconstructiondifficulties，theconstructiontechnologyofmetalsheartypedamperandenergydissipationtypeBRBembeddedpartsinstallation、nodalplateinstallation、energydissipationequipmentinstallation、connectionpointdetection、anti-corrosionfirecoating.Comparedwiththetraditionalseismicreinforcementmethod，ithastheadvantagesofgoodreinforcementeffect，safeandreliable，economicalmaterials，convenientconstructionandlowcost.

Keywords：super-tallbuildings；Framecorebarrelstructure；Metalsheartypedamper；Energydissipationbucklingrestrainedbracet；Theconstructiontechnology.

近年来，随着建筑工程减震隔震技术研究不断深入，越来越多框架核心筒结构的超高层建筑在高度抗震设防区应用了减震隔震技术。下面将通过海航豪庭二期C19地块项目这个工程实例，来介绍金属剪切型阻尼器和耗能型屈曲约束支撑这两种减震隔震技术在工程中的具体应用。

1工程概况

海航豪庭二期C19地块项目位于海南省海口市琼山区国兴大道南侧，总建筑面积35万㎡，1#楼地下3层，地上35层，建筑高度137.4m，框架核心筒结构，抗震设防烈度为8度，是SOHO办公楼及酒店。根据抗震设计要求，在16-34层均安装金属剪切型阻尼器，在11层和23层安装耗能型屈曲约束支撑，安装位置见图1，通过与主体结构相连，充分发挥耗能器材的抗震作用，减轻结构在地震作用下的变形和损伤，保证了房屋结构的安全性。

图1金属剪切型阻尼器及屈曲约束支撑位置示意

2抗震耗能器材作用原理

2.1金属剪切型阻尼器

金属剪切型阻尼器，简称MD，由软钢芯板和约束钢板组成。约束钢板为内部芯板提供约束，保证芯板在遭受平面内剪力的作用时平面外屈曲受到约束而只在平面内受剪屈服，得到稳定的滞回曲线，通过金属剪切板在平面内产生的塑性变形来消耗震动作用带来的能量，减轻结构的变形，保证主体结构的安全，安装立面见图2。

图2金属剪切型阻尼器安装立面

2.2屈曲约束支撑

屈曲约束支撑，简称BRB，由可屈服芯板，外套管及填充材料组成。屈曲约束支撑仅芯板与其它构件连接，所受的荷载全部由芯板承担，外套筒和填充材料仅约束芯板受压屈曲，使芯板在受拉和受压下均能进入屈服，因而，屈曲约束支撑的滞回性能优良。屈曲约束支撑一方面可以克服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，可以在结构中充当“保险丝”，使得主体结构基本处于弹性范围内。因此，屈曲约束支撑的应用，可以全面提高传统的支撑框架在中震和大震下的抗震性能，安装立面见图3。

图3屈曲约束支撑安装立面

3施工工艺

3.1金属剪切型阻尼器施工流程

预埋件安装→节点板安装→剪切型阻尼器连接→连接节点检测→防腐防火涂装

1）预埋件安装

预埋件预埋在上下型钢混凝土剪力墙内，墙内安装型钢柱上下焊接钢板，型钢与钢梁连接，上型钢与上钢梁工厂焊接，下型钢与下钢梁现场焊接，焊接质量需达到规范要求，型钢柱上工厂钻孔保障钢梁箍筋形成封闭，示意图见图4.

预埋钢板现场施工时，主要施工顺序为：现场标记预埋件放置位置→预埋件吊运→预埋件放置到位→预埋件固定。

安装要点：①预埋件安装时应先根据深化图纸标记预埋件安装位置，预埋钢板按深化图长度LW，上下剪力墙应在同一平面内；②预埋件现场采用塔吊或者汽车吊吊运，放置到位后再进行钢筋绑扎；做好临时固定措施，防止预埋件发生移位；钢筋绑扎完后，再次复核预埋件位置，无误后进行混凝土浇筑；③混凝土浇筑时，预埋件位置处应振捣密实，可配合使用铁钎捣实，振捣时不要碰到预埋件；根据现场需求，可在预埋件上开排气口，保证振捣密实。

2）节点板安装

根据剪切型阻尼器的连接方式分为焊接节点板、螺栓节点板，本工程采用焊接连接。

节点板现场施工顺序为：现场标记节点板放置位置→节点板吊运→节点板临时固定→校正节点板→最终固定。

施工要点：①应严格按照深化图纸的定位尺寸焊接节点板，确保节点板平面内及平面外的偏差在允许范围内。②节点板吊运设备为葫芦吊，根据单个节点板最大自重选定葫芦吊型号；吊运到位后，采取点焊或者加劲板等方法临时固定。③校正节点板位置，无误后进行焊接固定。

图4预埋件示意

3）剪切型阻尼器连接

剪切型阻尼器连接即耗能构件与主体构件连接，上部下部焊接连接。剪切型阻尼器牵拉到位后，对阻尼器下部临时固定，临时固定后再对阻尼器两部进行校正，校正后先焊接阻尼器的下部，再焊接上部。

4）连接节点检测

剪切板阻尼器与结构连接节点需进行检测，连接焊接的检测：对接连接焊缝进行探伤检查，并且应达到规范要求。当采用高强螺栓连接时，标记好初拧及终拧完毕的螺栓，当天安装的高强螺栓应终拧完毕，防止漏拧。

5）防腐防火涂装

剪切板阻尼器应根据约束机制的不同，设计具有不同的防火要求。当采用纯钢约束体系，则应做防火保护，且其防火等级等同于相应的普通钢阻尼器。

3.2屈曲约束支撑工艺流程

预埋件安装→节点板安装→支撑运输→支撑临时固定→支撑连接→连接节点检测→防腐防火涂

1）预埋件安装方法

预埋件现场施工时，主要顺序为：现场标记预埋件放置位置→预埋件吊运→预埋件放置到位→预埋件固定。安装要点：①预埋件安装时应先根据深化图纸标记预埋件安装位置，预埋件腹板应与节点板对齐，预埋件在同一平面内的；②预埋件现场采用塔吊或者汽车吊吊运，放置到位后再进行钢筋绑扎；做好临时固定措施，防止预埋件发生移位；钢筋绑扎完后，再次复核预埋件位置，无误后进行混凝土浇筑；③混凝土浇筑时，预埋件位置处应振捣密实，可配合使用铁钎捣实，振捣时不要碰到预埋件。注意：在梁底预埋30钢筋作为临时吊装支撑用。

2）节点板安装

根据屈曲约束支撑的连接方式分为焊接节点板、销轴节点板、螺栓节点板，其中焊接节点板有十字型、H型转接头等，十字型接头较为常见。

节点板现场施工顺序为：现场标记节点板放置位置→节点板吊运→节点板临时固定→校正节点板最终固定。施工要点：①应严格按照深化图纸的定位尺寸焊接节点板，确保节点板平面内及平面外的偏差在允许范围内，保证屈曲约束支撑的安装长度和安装垂直度。②节点板吊运设备为葫芦吊，根据单个节点板最大自重选定葫芦吊型号；吊运到位后，采取点焊或者加劲板等方法临时固定。③校正节点板位置，无误后进行焊接固定。

3）临时固定

屈曲约束支撑临时固定主要采用焊接钢片法和螺栓安装法技术。十字型接头焊接连接的屈曲约束支撑在工程中应用较为广泛，安装时常采用钢片焊接做临时固定，焊接示意见图5。

图5焊接示意图

螺栓安装法主要应用于高强螺栓型屈曲约束支撑、H型接头的焊接型屈曲约束支撑以及自身重量较大的屈曲约束支撑。对于高强螺栓型屈曲约束支撑的临时固定，即先安装部分普通螺栓，满足支撑自重起到临时固定作用；对于H型接头的焊接型屈曲约束支撑，H型接头腹板较宽，支撑接头及节点板在工厂制作时开好临时安装螺栓孔，现场安装时采用普通螺栓进行临时固定；对于自身重量较大的屈曲约束支撑，焊接钢片法不能满足时，可采用螺栓安装法。

4）支撑连接

屈曲约束支撑连接即屈曲约束支撑与主体节点板连接，节点连接形式为焊接连接，两端焊接型屈曲约束支撑焊接连接，示意图见图6：

图6节点板焊接示意

屈曲约束支撑牵拉到位后，对支撑下端临时固定，通过牵拉支撑上端以及撬动支撑前后面进行上端就位并临时固定；临时固定后再对支撑两端进行校正，校正后先焊接支撑的下端节点，再焊接上端节点。

5）连接节点检测

屈曲约束支撑与结构连接节点需进行检测，连接节点检测包括：连接焊接的检测：对接连接焊缝进行探伤检查，并且应达到规范要求。

6）防腐防火涂装

屈曲约束支撑应根据约束机制的不同，设计具有不同的防火要求。当采用纯钢约束体系，则应做防火保护，且其防火等级等同于相应的普通钢支撑。采用填充材料约束体系，且套筒内填充材料具有隔热性能的不燃烧材料时，自由伸缩段和封头板必须做防火保护，套筒可不做防火保护；当套筒内填充材料不具有隔热性能时，自由伸缩段、封头板及套筒均应作防火保护。

4结语

在国家推出的《住房城乡建设部关于房屋建筑工程推广应用减隔震技术的若干意见》中明确推广引用了减隔震技术，相较于传统依靠提升结构自身结构刚度来提升建筑抗震能力的做法，应用金属剪切型阻尼器和屈曲约束支撑的耗能型减震技术效果更加显著且降低成本及施工难度，尤其在超高层框架核心筒建筑中，能有效的提高施工效率，可以推广使用。

参考文献

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