钢结构立柱的焊接执行哪个规范

钢结构立柱的焊接执行哪个规范篇一：幕墙钢横梁和钢立柱的焊接问题赵西安 幕墙钢横梁和钢立柱的焊接问题 （中国建筑科学研究院 北京 100013） 提要 金属与石材幕墙工程技术规范JGJ 133-XX 是 90 年代针对铝合金型材而编制的，第条 的规定不适用于钢结构。幕墙钢结构采用焊接已有十多年历史，并经历了 XX 年汶川大地震 的考验。目前许多大型公共建筑和高层建筑的幕墙都在采用焊接钢结构。实践表明幕墙钢结构 采用焊接是没有问题的。新修订的幕墙规范已经对幕墙钢结构焊接问题作出相应规定。 关键词 幕墙规范钢结构焊接 1 问题的提出 进入二十一世纪，钢结构在幕墙工程中大量应用，这是 XX 年以前根本没估计到的。 随之而来就产生了幕墙工程中钢横梁和钢立柱可否采用焊接的现实问题。因为现行金属与 石材幕墙工程技术规范 JGJ 133-XX 第条规定“横梁应通过角码、螺钉或螺栓与立 柱连接” ，由此而来在许多工程中引发争议，被迫停工的事件也时有发生。 如何理解 JGJ 133-XX 规范中第条规定的实际含义，如何在幕墙钢结构中合理应 用焊接连接，已经成为不可回避的问题。 2 JGJ 133 规范编制的时代背景 金属与石材幕墙工程技术规范 JGJ 133-XX 颁布于 XX 年，编制于 19961997 年，是上一个世纪九十年代的产物，距离今天已经有十四五年的历史了。理解和应用 JGJ 133 规范，不能离开当时的历史背景和技术水平。 我国从上个世纪八十年代开始出现幕墙，九十年代初形成幕墙行业。但是最初进入这 一行业的并不是建筑公司，而是飞机制造公司。当时幕墙公司几乎全是军转民的飞机制造厂，它们熟悉铝合金材料，但对钢结构比较陌生。当时幕墙主要应用于办公楼和酒店，层高一般 3m4m，采用铝合金型材完全可以满足受力要求。因此幕墙行业的共识是幕墙只用铝合金 结构，不采用钢结构。当时幕墙的普遍称呼是“铝合金建筑幕墙” 、 “铝合金玻璃幕墙” 。 19931995 年编制玻璃幕墙工程技术规范 102-96 期间，经过努力，终于去掉了 “铝合金”三个字，但是在幕墙中采用钢结构并没有被行业的大多数人接受。因此 JGJ 102-96 和 JGJ 133-XX 两本规范就是针对铝合金结构编制的，仅仅因为连接件不能不涉及钢材， 所以才列入一些有关钢材的内容。正因为如此，规范许多条文的规定不适用于钢结构。 十五年前的技术条件下，铝合金结构现场焊接还很难实现；而螺栓和螺钉连接对飞机 制造厂来说轻车熟路，非常习惯。所以 JGJ 102-96、JGJ 133-XX 两本规范很自然规定“横 梁应通过角码、螺钉或螺栓与立柱连接” 。这对当时的铝合金结构是万无一失的可靠作法，自然得到幕墙厂家的肯定。 十五年前编制 JGJ 133 规范时，并没有幕墙设计审查制度，对黑体字条文的理解是 “强调、提醒、着重” ，提醒幕墙厂家“无特殊理由不要违反” 。那时谁也没有预料到后来 会出现审查单位，会演变成今天的按条审查， “一条否决” 。所以黑体字的强制性条文列得比较多，为了引起重视，甚至连一些并非唯一的具体做法也写成黑体字，产生了后来强制性 条文管得过宽的结果。 十五年过去了，客观现实已经发生了巨大变化，完全不同于上一个世纪的情况。但是 规范一直没有修订，已经远远滞后于当前的技术水平，也不适应当前的技术管理制度。这就 是问题和矛盾产生的历史原因。 3 钢结构设计规范是幕墙钢结构设计的基本依据 既然 JGJ 102 、JGJ 133 规范是针对铝合金结构编制的，不完全适用于钢结构，那 么在规范的新修订版本颁布之前，幕墙钢结构设计的基本依据就应该是现行国家标准钢结 构设计规范 GB 50017-XX。 钢结构设计规范GB 50017 适用于主体钢结构和围护钢结构。幕墙钢结构是钢结 构的一部分，是处于钢结构设计规范的适用范围。GB 50017 规范对普遍适用的钢结构焊接作出了详细明确的规定，幕墙钢结构是钢 结构的一部分，当然可以采用焊接。 时代在发展，技术在进步。十五年前铝合金结构现场难以焊接的问题现已经不再 是不可解决的困难。新颁布的铝合金结构设计规范GB 50429 对铝合金结构的焊接作出 了明确的规定。现在，即使是铝合金型材也不是非要螺栓连接不可，也可以采用焊接了。 4 幕墙钢结构采用焊接已经有十多年历史 规范 JGJ 133 是在 1996 年开始编制的，由于它是针对铝合金型材编制，所以没 有涉及钢结构如何设计的问题。于是九十年代有一些工程不接受规范 JGJ 133 的约束，直接 按照钢结构设计规范 JGJ 17-87 的规定，设计和建造了钢结构支承的幕墙，而且是采用 焊接。 19961998 年间，笔者参与了广州的广东省公安厅、广东省交通大厦、广东省建设银 行大厦幕墙工程，其石材幕墙部分均采用了焊接钢结构（图 1） 。至今已经十多年过去，中 间还经历了多次强台风的考验，使用情况一直良好。 广东省公安厅（1997） 广东交通大厦（1998）广东省建行大厦（1998） 图 1 石材幕墙采用焊接钢结构支承 最令人难忘的是发生在 1998 年的关于幕墙采用焊接钢结构的大辩论。四川成都地区在九十年代初期已经采用焊接钢结构建造了大批铝板和石材幕墙，1998 年金属与石材幕 墙工程技术规范 JGJ 133 进入送审阶段，送审稿传到四川后，根据第条关于应采用 螺栓连接的规定，省里有关部门下令全部拆除钢横梁立柱焊接的已建幕墙，这引起成都市有 关部门的激烈反对，双方展开了长时间的争论。钢横梁与钢立柱能不能焊接，现有大批幕墙 要不要拆除成为针锋相对的焦点问题。最后吵到了北京，会议上双方都拍了桌子。在从事钢 结构的技术人员的劝和下，这批幕墙幸存了下来，静静地度过了整整十年。谁也没有想到，1998 年双方都不服的“技术诉讼” ，终于在十年后由 XX 年汶川大地震给出了判决。 5 实践证明幕墙完全可以采用焊接钢结构 幕墙钢结构采用焊接不仅符合钢结构设计规范的规定，而更重要的是，十多年的 科学试验和工程经验都表明：幕墙钢结构不许采用焊接是毫无道理的。 实践是检验真理的唯一标准。 十多年来，我国已建的采用焊接钢结构支承的铝板和石材幕墙，从未因采用焊接钢结 构而发生过安全事故；广州、深圳等地的这类工程甚至经历了多次 12 级到 14 级强台风的吹 袭而完好无损。 十年来，国内进行过多次石材幕墙的振动台试验，仅笔者参与的实验就有五个。为了 挑战极限，支承结构都采用了柔性的焊接钢结构 ，试验地震加速度大大超过设防烈度 7、8 度，达到相当于 9 度，甚至 10 度。幕墙试件的位移角达到 1/701/50。在这样的位移下， 实际房屋的主体结构早已倒塌；而而幕墙试件的焊接钢结构和面板都保持完好。这些振动台 试验结果表明：幕墙采用焊接钢结构完全可以满足抗震要求。 XX 年 5 月 12 日发生了汶川大地震，成都地区的幕墙经历了空前的大考验。1998 年备受争议、但幸运地得以保存达十年之久的焊接钢结构幕墙，如同那些螺接钢结构幕墙一 样，在 7 度区的成都、8 度区的德阳、9 度区的都江堰、绵阳都保持完好。震害调查表明： 采用焊接钢结构的金属和石材幕墙具有优良的抗震性能。 我们可以列举大量例子证明幕墙采用焊接钢结构是安全的，但是谁又能举出例子，说 明仅仅是因为支承钢结构采用了焊接就发生安全事故，哪怕举出一个工程也行！ 经历了如此大范围、如此严酷的考验，在实践这个真理的标准面前，还有什么理由不许 幕墙采用焊接钢结构呢？ 6 现在大量幕墙工程采用焊接钢结构 进入二十一世纪，钢结构大量应用于幕墙骨架，焊接自然成为许多工程支承钢结构 的连接方式。尽管有人反对，但是“青山挡不住，毕竟东流去” ，幕墙钢结构采用焊接是不 可能阻挡的。 XX 年建成的青岛大剧院石材幕墙 4 万平方米，外形复杂多变，装饰线脚和造型非 常多，全部钢骨架采用焊接（图 2） 。XX 年建成的广州新白云机场，候机楼的点支玻璃幕 墙由方钢管梁柱支承，不但梁柱本身焊接，而且幕墙整个骨架直接焊在主结构上（图 3） 。 图 2 青岛大剧院（XX）和石材幕墙焊接钢结构 图 3 广州新白云机场（XX）点支玻璃幕墙的焊接骨架 XX 年建成的北京首都机场 T3 航站楼，玻璃幕墙双夹胶中空，板块尺寸，由跨度为的钢铝组合梁支承。钢梁通过焊接牛腿连接到幕墙的竖向钢桁架（图 4） 。同样宁夏银川机场候机楼的玻璃幕墙由方钢管横梁和立柱组成的焊接结构支承（图 5） 。 图 4 首都机场 T3 航站楼（XX） 图 5 银川机场候机楼（XX） 不仅大型公共建筑，而且许多高层建筑的幕墙也采用焊接钢结构。天津地铁大厦洞石幕墙高达 175m，采用了焊接钢骨架（图 6） 。中国建筑科学研究院办公楼的观光电梯高 90m，处于室外环境，方钢管一通到顶，不分段；梁柱全部焊接；与主体结构也是焊接，整个结构没有一个螺栓（图 7、图 8） 。 图 6 天津地铁大厦洞石幕墙的焊接骨架（XX） 图 7 中国建筑科学研究院办公楼，室外电梯 90m 高整体焊接钢结构广州银行大厦花岗岩幕墙高度，是目前国内第二高的石材幕墙，采用方钢管立 柱和角钢横梁 ，横梁与立柱焊接（图 8、图 9） 。 XX 年新建的广东图书馆采用花岗岩石板凹凸不平墙面，形成这非平面幕墙骨架的 钢结构，采用焊接（图 10、图 11） 。 XX 年上海世博会的世博轴上有 6 个玻璃的阳光谷，为高度、直径 90m97m 的大喇叭花，玻璃幕墙和采光顶总面积达31500m2（图 12） 。采用全焊 接方钢管单层网壳结构。三向布置的方钢管杆件30738 根，长度，截 面高度 180mm550mm；大部分采用焊接箱形 6 牛腿节点，少量采用实心铸钢 6 牛腿节点；杆件与节点构件采用全熔透一级焊缝连接（图 13、图 14） 。 XX 年正在施工的北京凤凰传媒中心是一座面包圈形的钢结构（图 15） ， 篇二：钢结构 H 型钢梁柱连接节点分析及施工质量控制 钢结构 H 型钢梁柱连接节点分析及施工质量控制 【摘要】分析了钢结构 H 型钢梁柱刚性连接节点分析的受力特性,针对钢结构施工中材料检验、焊接和高强螺栓连接等重要工序的施工质量提出了控制措施和检验标准。 【关键词】：钢结构连接节点高强螺栓焊接施工质量 一、引言 钢结构具有强度高、韧性好、抗震性能优良的优点，在工业和民用建筑上广泛应用。近来年，随着钢结构工程量的增加，施工中存在有许多不规范操作，如：各构件连接结构不按图施工；焊接工艺执行不规范，角焊缝长度及腰高不符合设计和规范要求，对接焊缝无损检测比例低；以及高强螺栓摩擦面处理达不到设计要求的抗滑移系数，螺栓紧固扭矩不符合设计和规范要求等等。这些施工质量缺陷会形成钢结构连接节点的薄弱环节影响其安全和使用寿命。 二、H 型钢梁柱连接节点 钢结构梁柱节点连接形式设计原则是传力可靠、结构受力简单明确，满足强度和抗震性能要求，并兼顾施工方便。从受力特性而言，节点连接分为柔性连接（铰接） 、半刚性连接、刚性连接等三种形式，其中，刚性连接具有具有较高的强度和刚度，在工业装置承重框架及民用建筑高层框架中最为常见，刚性连接根据受力特性又分为全焊接连接和栓焊连接、高强螺栓连接三种形式，如图 1 当柱为 H 型钢或工字钢时，梁与柱的刚性连接又分为柱墙轴方向连接和柱弱轴方向连接，强轴和弱轴连接都需在梁翼缘的对应位置设置水平加强肋。 全焊接连接（图 1-a）：梁翼缘与柱采用坡口全焊透焊接，梁腹板与柱采用双面角焊缝。为保证焊透，施焊时梁翼缘下面需设置小衬板，衬板反面与柱翼缘相接处宜用角焊缝补焊。为施焊方便梁腹板还要切去两角。节点结构强度和刚度最高，无滑移，传力最充分，避免了螺栓钻孔对梁截面的削弱，在同等强度下最经济。但焊接结构存在较大的焊接残余应力和变形，长期抗疲劳性较差。 焊接连接图（1-b）：梁翼缘与柱采用坡口全焊透焊接，梁腹板与柱上焊接的连接板采用高强螺栓连接，梁翼缘的连接传递全部弯矩，腹板的连接只传递剪力。施工时一般采用先栓后焊，并在设计时考虑焊接热影响导致的高强螺栓顶拉力的损失。节点结构能同时承受拉力和剪力，在设计和施工上具有焊接和高强螺栓的优点，因此，在民用高层建筑框架上应用最多。 篇三：幕墙钢横梁和钢立柱的焊接问题赵西安 幕墙钢横梁和钢立柱的焊接问题 （中国建筑科学研究院 北京 100013） 提要 金属与石材幕墙工程技术规范JGJ 133-XX 是 90 年代针对铝合金型材而编制的，第条的规定不 适用于钢结构。幕墙钢结构采用焊接已有十多年历 史，并经历了 XX 年汶川大地震的考验。目前许多 大型公共建筑和高层建筑的幕墙都在采用焊接钢结 构。实践表明幕墙钢结构采用焊接是没有问题的。 新修订的幕墙规范已经对幕墙钢结构焊接问题作出 相应规定。 关键词 幕墙规范钢结构焊接 1 问题的提出 进入二十一世纪，钢结构在幕墙工程中大量应用，这是 XX 年以前根本没估计到的。随之而来就产生了幕墙工程中钢横梁和钢立柱可否采用焊接的现实问题。因为现行金属与石材幕墙工程技术规范 JGJ 133-XX 第条规定“横梁应通过角码、螺钉或螺栓与立柱连接” ，由此而来在许多工程中引发争议，被迫停工的事件也时有发生。 如何理解 JGJ 133-XX 规范中第条规定的实际含义， 如何在幕墙钢结构中合理应用焊接连接，已经成为不可回避的问题。2 JGJ 133 规范编制的时代背景 金属与石材幕墙工程技术规范 JGJ 133-XX 颁布于 XX 年，编制于 19961997 年，是上一个世纪九十年代的产物，距离今天已经有十四五年的历史了。理解和应用 JGJ 133 规范，不能离开当时的历史背景和技术水平。 我国从上个世纪八十年代开始出现幕墙，九十年代初形成幕墙行业。但是最初进入这一行业的并不是建筑公司，而是飞机制造公司。当时幕墙公司几乎全是军转民的飞机制造厂，它们熟悉铝合金材料，但对钢结构比较陌生。当时幕墙主要应用于办公楼和酒店，层高一般 3m4m，采用铝合金型材完全可以满足受力要求。因此幕墙行业的共识是幕墙只用铝合金结构，不采用钢结构。当时幕墙的普遍称呼是“铝合金建筑幕墙” 、 “铝合金玻璃幕墙” 。 19931995 年编制玻璃幕墙工程技术规范 102-96 期间，经过努力，终于去掉了“铝合金”三个字，但是在幕墙中采用钢结构并没有被行业的大多数人接受。因此 JGJ 102-96 和 JGJ 133-XX 两本规范就是针对铝合金结构编制的，仅仅因为连接件不能不涉及钢材，所以才列入一些有关钢材的内容。正因为如 此，规范许多条文的规定不适用于钢结构。十五年前的技术条件下，铝合金结构现场焊接还很难实现；而螺栓和螺钉连接对飞机制造厂来说轻车熟路，非常习惯。所以 JGJ 102-96、JGJ 133-XX 两本规范很自然规定“横梁应通过角码、螺钉或螺栓与立柱连接” 。这对当时的铝合金结构是万无一失的可靠作法，自然得到幕墙厂家的肯定。 十五年前编制 JGJ 133 规范时，并没有幕墙设计审查制度，对黑体字条文的理解是“强调、提醒、着重” ，提醒幕墙厂家“无特殊理由不要违反” 。那时谁也没有预料到后来会出现审查单位，会演变成今天的按条审查， “一条否决”。所以黑体字的强制性条文列得比较多，为了引起重视，甚至连一些并非唯一的具体做法也写成黑体字，产生了后来强制性条文管得过宽的结果。 十五年过去了，客观现实已经发生了巨大变化，完全不同于上一个世纪的情况。但是规范一直没有修订，已经远远滞后于当前的技术水平，也不适应当前的技术管理制度。这就是问题和矛盾产生的历史原因。 3 钢结构设计规范是幕墙钢结构设计的基本依据 既然 JGJ 102 、JGJ 133 规范是针对铝合金结构编制的，不完全适用于钢结构，那么在规范的新修订版本颁布之前，幕墙钢结构设计的基本依据就应该是现行国家标准钢结构设计规范 GB 50017-XX。钢结构设计规范GB 50017 适用于主体钢结构和围护钢结构。幕墙钢结构是钢结构的一部分，是处于钢结构设计规范的适用范围。 GB 50017 规范对普遍适用的钢结构焊接作出了详细明确的规定，幕墙钢结构