築龍網zhulong.com3、屈曲约束支撑高精度销轴连接技术;传统的销轴连接技术中销轴比孔径小2mm,使得屈曲约束支撑无法发挥其耗能作用,严重影响到筑结构的抗震性能。高精度销轴连接技术采用各块连接板整体加工,整体安装,能最大程度发挥屈曲约束支撑的效果以及作用。4、屈曲约束支撑与混凝土结构连接技术:现有的支撑与混凝土结构连接技术仍需进一步研究,本技术提出了一种新型的腹板开孔H型钢预埋件节点形式。采用数值模拟→试验验证→修正数值模型一→参数分析→提出设计公式的技术路线对该类节点进行了大量理论分析与试验研究,结论是该种连接形式是安全可靠的。5、屈曲约束支撑与既有结构连接技术:屈曲约束支撑在既有筑结构抗震加固、改造等工程中使用时还没有可供直接使用的方法,178C NE本研究根据屈曲约束支撑的特点,结合传统筑结构加固方法,提出了外包钢板连接节点,内框钢架连接两种方法。这些技术的采用解决了屈曲约束支撑的连接问题,又能使得既有结构与新增加的屈曲约束支撑有效共同工作,发挥抗震性能优越的特征。6、屈曲约束支撑与填充墙连接技术:本技术避免了填充墙直接作用在屈曲约束支撑上,保证了其承载力和减震耗能性能的充分发挥。解决了屈曲约束支撑与填充墙连接的难点。在工程实施过程中,设、设计、监理、施工和产品生产厂家等参单位的工程技术人员,严格控制施工质量,根据工程实际情况,积极创新、优化施工方案、改进工艺、提高生产效率、降低施工成本,取得了显著质量、工期、经济和社会综合效益。磊网2.2心.E
築龍網zhulong.com屈曲约束支撑施工技术可行性报告1.课题立项背景1.1课题名称“屈曲约束支撑施工工法”技术创新课题的研究。1.2课题目的综合业务楼工程为带支撑的超高层纯钢框架结构,结构设计采用屈曲约束支撑数量890根,最高安装标高达到148m,根据前期的调研,国内从事过屈曲约束支撑安装的企业有50家,每家企业安装的屈曲约束支撑数量最多不超过200根,且最高安装高度不超过100m。而在设计要求中,屈曲约束支撑产品、连接等焊缝要求工厂焊缝为一级焊缝,现场焊缝为二级焊缝,板厚达到50mm,还有一半的焊缝为仰焊。因而不管是在工程规模还是在工程难度上,本工程的屈曲约束支撑客装的难度都是国内最大?然而,国内屈曲约束支撑的施工工艺尚无成型的法,造成厅屈油约策支撑安装和施土难度很犬。因此,本课题的目的就是:解决屈曲约束支撑安装施工中确保安装质量的技术难题。1.3课题的意义和必要性中国是地震多发国家,近100年来,发生的强烈地震有:1920年海原地震(死亡24万人)、1927年古浪地震(死亡4万人)、1932年昌马地震(死亡7万人)、1933年叠溪地震(死亡2万人)、1950年察隅地震(死亡4千人)、1966年邢台地震(死亡8千人)、1970年通海地震(死亡1.5万人)、1975年海城地震(在预报成功后仍死亡1.3千人)、1976年唐山大地震(死亡24.2万人)、2008年汶川地震(死亡6.9万人)、2010年玉树地震(2.2千人),每次地震都带来了大量的人员伤亡和财产损失。在地震中房屋的倒塌是造成人员伤亡的主要原因,因而提高筑物的抗震能力,切实保证筑物在强烈地震下不倒塌,甚至能做到地震时,室内比室外更安全是减少地震中人员伤亡财产损失的有效办法。提高结构抗震能力主要有两种方法,一种为提高承载构件的延性和抗震能力,磊网2.2心.E1
築龍網zhulong.com一种为附加耗能减震设备。第一种方法造价较低、且施工质量容易保证,但技术实现难度较大:第二种方法概念清晰,技术上易于实现,但因为附加的耗能减震设备并不能提高结构承载能力,往往会增加结构造价。寻求一种结构构件,既能提高结构承载力又能作为耗能减震构件,已经成为广大筑抗震工作者的追寻目标。有鉴于此,国外一些研究者开发出一种受压时没有屈曲发生的构件,称为屈曲约束支撑,把它们作为阻尼器使用在高层筑结构中。屈曲约束支撑通过对普通钢支撑采取约束措施,可以完全避免受压屈曲,为效率很高的结构构件:同时屈曲约束支撑在压力和拉力作用下均屈服,且滞回曲线饱满,又为性能优越的耗能减震器。综合业务楼工程属于超高层筑,结构体系为带支撑的纯钢框架结构,该结构形式虽然具有较好的经济性,因为支撑是一种可大大提高框架结构抗侧刚度和承载力的结构构件,但普通钢支撑在地震作用下很容易发生受压屈曲破坏,故往往需要加大支撑的断面以符合设计需求,这将带来诸多问题:1)支撑截面加大导致结构刚度增加,从而地震作用变大,整体结构用钢量增加:2)支撑截面热大导致核心筒区域实际应用画积降低影响筑功能:3)即便加大截面,当遭遇比8度设防烈度更高地震作用时,支撑还是会发生屈曲失稳破坏,结构抗震性能将会极大降低。在美国北岭地震、日本神户地震以及我国唐山地震和汶川地震中均证明这一点。因而,屈曲约束支撑是一种经济、安全的选择。本工程采用了890根屈曲约束支撑,总重量达到1020吨,最长达5.79m。人民日报社报刊综合业务楼是截至目前,国内在工程中采用屈曲约束支撑数量最多,涵盖种类最全的工程项目。这也是我国屈曲约束支撑发展过程中具有里程碑意义的重大工程项目。根据前期的调研,国内单个工程安装的屈曲约束支撑数量最多不超过200根,且最高安装高度不超过100m。而人民日报社报刊综合业务楼工程中屈曲约束支撑数量890根,最高安装标高达到148m,设计要求中,屈曲约束支撑产品、连接等焊缝要求工厂焊缝为一级焊缝,现场焊缝为二级焊缝,板厚达到50mm,还有一半的焊缝为仰焊。因而不管是在工程规模还是在工程难度上都是国内最大。然而,国内屈曲约束支撑的施工工艺尚无成型的工法,造成了屈曲约束支撑安装和施工难度很大。因此如何在屈曲约束支撑安装施工中确保安装质量是本工程需要重点攻克的施工技术难题。磊网足.2心.E1
築龍網zhulong.com本课题可弥补上述空白,为保证屈曲约束支撑抗震技术的正确应用,确保工程应用中屈曲约束支撑产品的质量,保障与人民生命和财产息息相关的工程抗震安全,有十分重大的意义。2.课题所属领域在国内外研究开发的现状和发展趋势屈曲约束支撑的研究在国际上已有30多年的历史,90年代后在美国、日本、我国台湾等国家和地区每年都有数以百计的工程应用。根据课题组调研,我国从2003年已开始在实际筑物中采用屈曲约束支撑,截止至2011年12月,从事屈曲约束支撑的研究单位有十余家,已有100项工程采用了屈曲约束支撑,涉及数千亿元的工程项目,例如上海世博中心、上海虹桥枢纽磁浮车站、京沪高铁一天津西站站房、山西省图书馆、山东郯城县医院病房楼、甘肃云天大酒店,以及大量的校安工程、历史筑的加固改造、医院筑的抗震加固等与人民生命和财产息息相关的重要工程项目。尤其,屈曲约束支撑在高层筑钢结构中得到了相当广泛的应用,根据在日本的调查研究,屈典约枣支撑在钢结构,特别是超高层钢结构中得到了广泛的应用。日本的高层筑高构都使角各种各样的阳尼器来分担部分的水平荷载,根据统计分析,1995年到1999年的5年屈曲约束支撑所占的比例达到45%,在1996年它高达60%。美国在1994年Northridge地震以后,对于屈曲约束支撑的钢结构体系也进行了研究,并且在一些新的钢结构中进行了应用,同时,美国对屈曲约束支撑钢结构体系制订了相应的规定(1999),2000年成了美国第一栋使用屈曲约束支撑做为抗侧力构件的筑,到目前为止,已经成或正在造的使用屈曲约束支撑的结构达30余栋。加拿大早在1999年就有了将屈曲约束支撑用于一栋四层楼房加固的应用介绍。我国台湾在屈曲约束支撑的研究和使用方面也取得了很多成果。在大陆地区,已有100项工程采用了屈曲约束支撑技术,是目前屈曲约束支撑发展最为迅猛的地区。我国除西藏、贵重、广西、江西、东北三省以外,其他省市都有工程项目采用了屈曲约束支撑技术。屈曲约束支撑不仅可以用于新结构,而且还可以用于己有结构的抗震加固和改造。1995年日本神户地震以后,多个筑的抗震加固选用的就是屈曲约束支撑。1999年台湾集集地震以后,正在设中的台中县政府大楼就进行了重新的抗震验算,最后采取给结构中增加屈曲约束支撑来提高结构的抗震等级。屈曲3磊网足.2心.E1
築龍網zhulong.com约束支撑对已有结构的抗震加固并不仅仅局限于钢结构体系,对于混凝土结构加固中使用屈曲约束支撑的文章报告也很多。随着国民经济的进一步发展以及构和谐社会的要求,确保强烈地震下筑物不倒塌,保证人民生命财产安全将成为我国筑结构发展的重要任务。而屈曲约束支撑在国际上的广泛应用,以及历经地震后的良好表现,必将会越来越多的应用于高层筑结构中。但是在我国目前尚无统一的设计依据、施工方法和验收标准,因而急需设计、施工等单位展开此方向的研究,使这一有广阔前景的结构体系早日在我国成熟并得到推广和使用。3.课题现有工作基础3.1课题组以对屈曲约束支撑在国内外科研及工程应用情况进行了调研。3.2已经委托第三方(同济大学质检站)完成部分屈曲约束支撑抗震性能的破坏性试验。3.3为保证屈曲约束支撑安装的稳妥可行,成立了屈曲约束支撑科研组织机构,并已同济大学东南大堂筑设计研究院及相关李领域专家进行了数次专题研讨.與高筑2,SCN3.4已和上海蓝科钢结构技术开发有限责任公司初步达成了屈曲约束支撑的科研合作意向。3.5己编制了《TJ型屈曲约束支撑安装施工方案》。3.6同济大学、上海蓝科钢结构技术开发有限责任公司在2011年已经编制完成了国内第一本地方标准《TJ屈曲约束支撑应用技术规程》(DBJ/CT105-2011)。4.主要研究的内容4.1主要解决的问题4.1.1屈曲约束支撑是一种集抗侧力和耗能两种作用于一体的新型构件,小震下需要确保其处于弹性状态,而其在中震和大震时候,屈曲约束支撑与位移型阻尼器工作原理相同。本工程中屈曲约束支撑最小屈服位移仅2.3mm,而本工程属于超高层筑,累计施工误差、沉降等导致的结构变形将会超过屈曲约束支撑允许屈服位移。因而如何确保屈曲约束支撑在超高层筑安装过程中既能保证小震弹性,中震不屈服的设计目标,需要通过本课题研究解决。4磊网2.2心.E1
築龍網zhulong.com4.1.2屈曲约束支撑尚未在超过100m的超高层筑中得到应用。在超高层筑中,屈曲约束支撑构件的安装考虑到结构沉降、变形等因素,无法随结构一起施工。因而,在屈曲约束支撑按照设计要求可以施工时,现场构件运输条件往往受到很大限制,单根屈曲约束支撑最重3.4t、最长5.79m,现场水平和垂直运输难度大,危险性也大。所以合理的选择、布置和安装运输设备需要通过本课题研究解决。4.1.3普通的钢支撑构件随结构施工,不存在仰焊的问题。本工首先在国内在工程中采用屈曲约束支撑数量最多,而且不能随结构一起施工,因此,屈曲约束支撑后安装时,上部节点均需要现场仰焊施工,产生了仰焊量大、质量控制难度高的问题,所以如何保证屈曲约束支撑的焊接质量需要通过本课题研究解决。4.1.4屈曲约束支撑的结构连接形式分为:两端焊接、两端销轴、两端螺栓、一端焊接一端销轴和一端焊接一端螺栓等。而在高层筑中往往采用的是两端焊接的连接形式,销轴连接形式尚不成熟。而焊接连接形式操作复杂,需消耗大量人工和时间,因此,探索、应用销轴连接形式是需要本工程主要研究的问题。4.2睡筑4.2.1以中国新兴设开发总公司为主,同济大学和上海钢结构技术开发有限责任公司参与,共同对本科研课题进行研究,最后编制屈曲约束支撑施工工法,并积极申请国家级工法。工法内容包括:1、前言(主要介绍屈曲约束支撑的的原理及编制单位、编制内容及编制人)2、特点(介绍屈曲约束支撑与普通支撑不同之处)3、适用范围(说明适合采用屈曲约束支撑的结构)4、材料(主要介绍屈曲约束支撑的各种芯材及芯材的性能指标)5、工具设备要求(介绍吊装设备、垂直运输设备、水平运输设备及安装设备)6、人力组织要求7、屈曲约束支撑安装流程(包括两端焊接型屈曲约束支撑安装、两端销轴型屈曲约束支撑安装、两端螺栓型屈曲约束支撑安装、一端焊接一端销轴型屈曲约束支撑安装)8、质量验收要求9、文明安全施工要求10、工程应用实例。4.2.2技术措施4.2.2.1安装顺序:本工程采用逐层安装的方法进行安装:由下至上逐层安装。5磊网2.2心.E1
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