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摘要：随着建筑行业的不断发展，防屈曲支撑技术在建筑施工中已经得到了充分的运用，特别是在高层建筑的施工中。防屈曲支撑是一种较为新型的施工技术，有着一定的特殊性。本文主要通过对防屈曲支撑在钢筋混凝土高层建筑中的安装技术进行了深入的分析，也以具体的工程为例，分析了保证防屈曲支撑安装工程的进度和质量等因素。防屈曲支撑作为一种新型的耗能减震构件，抑制了普通的支撑的压曲现象，能更多地吸收和耗散地震输入给结构的能量，提高了框架的抗震性能和能力。目前其在日本、美国、中国台湾已广泛使用，在中国大陆的研究尚处于起步阶段。本文主要介绍防屈曲支撑在超高层建筑结构伸臂桁架中的应用。
关键词：防屈曲支撑；安装技术；质量控制；高层建筑
一、前言
防屈曲支撑已经有了较为悠久的历史，在其发展的过程中，被国内外很多技术人员进行研究和分析，到目前为止，已经形成了一种较为先进的支撑形式，这种形式有钢芯等材料组成。这种技术的最大特点就是无论受到多大的压力或者拉力都会不会影响其塑性，避免受力不均或者负荷出现失衡的现象。因此很多国家的各个领域都运用了这项技术，其生产的批量化、专业化都已经近乎完善，对建筑行业的发展起到了一定的促进作用。
二、具体工程实例
1、工程概况
某大学公寓占地呈U形，东西长155m，南北长200m，总建筑面积为60744m2。建筑层数为地下2层，地上17层，局部15层，设有2层附属裙房。该建筑的高层主体建筑首层层达到4.1m，二层及二层以上层高达到3.2m，裙房层的高度为4.9m，该建筑的地下室层的高度为4.3m。根据结构的设计，该建筑的使用年限是50年，安全等级被评级为二级，其抗震设防属于丙类，且抗震设防烈度是8度。
2、支撑设计
（一）钢芯性能参数
在这一工程中选用的钢芯完全符合国际的标准。其品种采用热轧等肢角钢，并且运用两两相对的形式焊接成一个错十字形。其中的两肢形成一线，另两肢错开单肢厚的距离。钢芯的截面就是有这种错十字形的双角钢组成。这种方式的操作比价简单，另外其参数较高，且性能好，最重要的就是施工成本低，可以有效地提高经济效益。
（二）内部构造
在具体的操作过程中，如果钢芯受到应力的挤压就会受到一定的影响，对其稳定程度产生不利的影响，甚至会产生横向的膨胀。为了避免这种现象的发生需要在钢芯和混凝土之间设置合适的间隙。需要注意的是在具体的支撑过程中要在钢芯的肢尖部位、钢芯表面等多处进行柔性材料的粘贴，这样做的目的就是保证钢芯的灵活变形，减少工作时的磨损，能够保证其活动空间不受限制。最后要确保在混凝土浇筑的过程中，支撑结构不被损坏。在钢管内填入适当的混凝土主要是为了防止钢芯受到屈曲作用的损坏。
（三）连接构造
能够把防屈曲支撑和混凝土框架有效连接的部位就是与节点板的连接以及节点板与主体框架的连接这两个部位。在具体的实施过程中，为了增加安装的效率，将焊口设置成了U形，这是在原还有设计中的创新之处。在连接完成后进行了相关的测试，使结构达到一定的要求。同时在节点板和主体框架进行连接的地方运用了锚筋和锚板及穿孔塞焊，并且对其准确性进行了检测，同样也达到了设计的要求。
3、施工技术要点
防屈曲支撑主要是通过预埋件和框架进行连接的，只有预埋件的可靠性达到一定的标准，才能对整个支撑结构起到一定的促进作用。由于防屈曲支撑结构的连接需要较大的荷载力，而且其刚度也要达到一定的标准。在这个工程中采用的是梁柱均设置预埋件共同承担荷载，其中锚筋也进行了端头锚板的设置，主要是对锚筋的滑移或拔出进行有效地限制。在这个工程中，锚筋和锚板分别采用了不同类型的钢材，预埋见锚板的尺寸确定要根据主筋的分布来确定。另外预埋件锚筋采用了穿孔塞焊的方式，锚板也要按照相关的要求来钻孔。在对预埋件进行安装的时候很容易出现安装不到位或者是出现偏差的现象，因此在具体的工作中要对轴线做好定位。要想保证预埋件的中心处于垂直状态，要想使得它们在同一平面内，就必要要采用到激光放线、现场对中的方法。这样才能最大限度地实现节点板中心线、支撑的轴线等正常通过框架形心线的设想。
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三、防屈曲支撑的应用及其实例
1、 防屈曲支撑体系设计
（一）防屈曲支撑结构的概念设计
防屈曲支撑结构的概念设计通常包括以下几方面：防屈曲支撑结构适用范围和设防目标、支撑性能标准和基本要求、支撑数量预估和要求、支撑的布置原则。
（二）防屈曲支撑体系的抗震计算
防屈曲支撑体系的抗震计算包括：第一，多遇地震作用下防屈曲支撑框架结构的抗震强度与变形验算。第二，罕遇地震作用下防屈曲支撑框架结构的弹塑性位移验算。
（三）防屈曲支撑的设计
防屈曲支撑的设计主要包括：芯材断面的选取、支撑外围约束钢管的选取、连接设计、节点设计与强度校核。
2、防屈曲支撑用于新建工程的实例
（一）美国加利福尼亚大学植物与环境科学置换研究所实验室
该建筑结构总平面呈“C”字形，建筑共使用了132个防屈曲支撑，通过ETABS进行的动力分析表明，防屈曲支撑能很好的控制结构的扭转响应。
（二）北京银泰中心主塔楼
该主塔楼为63层的全钢结构，结构总高度249.5m。其设备层的伸臂桁架斜杆采用防屈曲支撑代替，有利于大震时吸收能量。
3、防屈曲支撑应用-加固工程
（一）防屈曲支撑用于加固工程的步骤
首先对对待加固结构抗震性能进行评价。此项评定应根据相关国家标准和行业规程及加固结构的性能目标要求全面、系统的检测和评定，如工作环境、材料强度和刚度退化、振动特性、结构残余寿命等。然后对防压曲支撑的设计与选择。防压曲支撑的设计与选择包括：防压曲支撑类型的选择、防屈曲支撑数量及其布置形式的确定，布置时应避免使结构出现新的薄弱层。最后对高层建筑的抗震加固综合评价。抗震加固是一个建筑的再创造过程，也要满足“安全，经济，适用”的要求。
4、防屈曲支撑用于加固工程的实例
（一）台中国泰世华国际大楼
该工程由于“9.21”集集大地震规范修订，致使原结构的短向不满足强度与刚度要求，故安装BRB构件于该方向上，共计安装80支纯钢造防屈曲支撑。
（二）美国华莱士班尼特联邦大楼
大楼加固通过10多种方案的比较，最终决定采用十字形防屈曲支撑，加固工程采用了344根支撑，并获犹他州2002年度优秀工程奖。
四、结束语
防屈曲支撑结构体系是一种非常有前景的新型结构体系，我国已具备防屈曲支撑应用的物质条件和市场需求，但还有一系列的问题亟待解决。一是加快防屈曲支撑相关规范编写：《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）虽增加了隔震和消能减震的内容，但这些原则性的条款对这种防压曲支撑以及支撑框架体系的设计和计算缺少具体的规定，产品标准尚处空白。二是加强防屈曲支撑应用于大跨、超高以及网壳等结构上的研究：随着这类结构形式的大量应用，对防屈曲支撑也提出了更高要求。而我国又是一个多地震国家，因此，加强实用新型的防屈曲支撑的研制与应用就显得格外迫切。
参考文献：
[1]杨昌民.防屈曲支撑的研究进展及其工程应用[J].建筑科学与工程学报，2015，28（4）：75-85.
[2]周云．防屈曲耗能支撑结构设计与应用[M]．北京：中国建筑工业出版社，2015.150-219．
[3]张腾龙.防屈曲支撑框架结构设计及消能减震效果分析研究[D].硕士论文.北京工业大学，2014.
论文作者:师朋勃
论文发表刊物:《基层建设》2016年4期
论文发表时间:2016/6/7
标签：屈曲论文; 结构论文; 预埋件论文; 工程论文; 框架论文; 建筑论文; 节点论文; 《基层建设》2016年4期论文;