屈曲约束支撑安装施工工法;
(1) 施工适用范围广,可完整运用于有抗震要求的各类型建筑。(2) 施工质量可靠,能有效确保安装准确度,可以保证屈曲约束支撑抗震性能的发挥。(3) 施工实用便利,可实用性强,施工速度快,施工成本低。
适用范围;本工法适用于各类新建工程及改建加固工程中屈曲约束支撑的安装。
工艺原理;屈曲约束支撑做为成品构件,自身性能需经试验抽检满足规范要求后,方可在工程中安装使用。现场施工时,根据特定工程中屈曲约束支撑自身性能及构造特点要求,通过采用焊接连接、高qiang螺栓连接或销轴连接,以及不同的组合方式连接,使屈曲约束支撑与主体结构连接节点部位可靠连接,并通过工程检验,保证连接质量达到规范要求,确保屈曲约束支撑在主体结构中有效发挥自己的作用。
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屈曲约束支撑产品的构造及性能
支撑是芯材(Steel Core),为避免芯材受压时整体屈曲,即在受拉和受压时都能达到屈服,芯材被置于一个钢套管(Steel Tube)内,然后在套管内灌注填充材料,该填充材料具有一定的强度,又有较好的密实性,且耐久性优越。为减小或去掉芯材受轴力时传给填充材料的力,而且由于泊松效应,芯材在受压情况下会膨胀,因此在芯材和砂浆之间设有一层无粘结材料或狭小的空气层(Gap)。屈曲约束支撑在日本应用较多,在美国、加拿大和我国中国台湾地区也有使用,我国大陆地区也在推广这种支撑体系,并且在北京、上海、西安等在建建筑中已经开始使用。
屈曲约束支撑的发明解决了普通钢支撑的失稳破坏的问题,使钢结构支撑在受拉和受压时候性能一致(如图2所示),从而**提高了钢材的利用率。屈曲约束支撑成为了结构的耗能元件,起到结构“保险丝”的作用。屈曲约束支撑结构延性性能好,耗能能力增强,且屈曲约束支撑施工方法与普通钢结构支撑相同,施工进度快,质量可靠。
当结构采用屈曲约束支撑后,建筑物经强烈地震后,主体结构将不会破坏,从而保护建筑物内人员和财产得到保障。
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屈曲约束支撑两端销轴型支撑图;
屈曲约束支撑作为位移型阻尼器,其屈服位移约为1-8mm,传统的销轴连接技术中销轴比孔径小2mm,即精度为2mm,这将使得屈曲约束支撑在2mm的变形量内无法发挥其耗能作用,对此销轴连接时采取以下措施:
材料上:与支撑相连接的连接板从普通Q345钢改为使用低合金高qiang度钢(主要为Q390/Q420)。
精度上:连接板需要与支撑耳板配套加工,全部由屈曲约束支撑生产单位加工,销轴插入耳孔后的活动间隙由原来的2-2.2mm增加到0.3-0.5mm,精度增加了5-6倍,构件受力性能得到增加。
与主体结构连接上:主体结构梁柱在屈曲约束部位都伸出一块接头板,然后与屈曲约束支撑节点板焊接。
屈曲约束支撑现场准备;
为了便于工程文明施工管理,同时结合本工程现场条件,将生产区、办公区与生活区严格分开,各区根据自身特点制定不同的管理制度,一定把工地建设成为“文明工地”,施工平面布置内容为:施工总平面布置、施工临时设施平面布置、构件堆场及运输路线。
施工总平面布置原则:施工总平面布置合理与否,将直接关系到施工进度的快慢和文明施工管理水平的高低,为保证现场施工顺利进行,现场施工总平面布置需要遵循以下原则:1、在满足施工的条件下,尽量节约施工用地;2、在满足施工需要和文明施工的前提下,尽可能减少临时建设的投资;3、在保证场内交通运输畅通和满足施工对材料要求的前提下,超大限度的减少场内运输,特别是减少场内二次搬运;4、符合施工现场卫生及技术要求和防火规范。
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减震概念设计及主要参数设置;
比如某项目,我们定义的等效截面为箱型截面(B×H=100mm×100mm,壁厚为49mm,轴线长度约为5600mm),其计算满足刚度要求。经查询其内力设计值为1500kN,除以其承载力抗震调整系数为0.75,所得为2000kN,则该屈曲约束支撑屈服承载力大于2000kN即可满足小震下强度要求,由经验估计屈曲约束支撑净长度为4000mm左右,则参考附录A.1,在满足支撑轴向刚度要求的前提下该支撑屈服承载力取2000kN,采用Q235B芯材时,其支撑的外观尺寸为250mm×250mm。
弹塑性分析时的软件模拟
当对带有屈曲约束支撑的结构进行弹塑性分析时,屈曲约束支撑采用杆件单元或连接单元(Truss),其弹塑性滞回曲线模型可以采用如下的双线性模型。
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