《建筑钢结构焊接技术规程》(JGJ81)修订简介.pdf

编者按：我国 20 余部工程建设设计和施工规范经过比较重大的修订后，已于 2002 2003 年正式颁布实施，学习规范、执行规范将是广大工程技术人员关注的热点。同时，我 国工程建设经验证明，规范的管理应是一个动态的过程。为此，本刊“标准与规范”栏目将 陆续刊出有关对钢结构设计和施工规范进行讨论的系列文章， 欢迎广大读者踊跃投稿加入到 “标准与规范”栏目的讨论中来，为促进我国钢结构标准规范的不断完善献计献策。 建筑钢结构焊接技术规程(JGJ81)修订简介 周文瑛 苏 平 刘景凤 (中冶集团建筑研究总院北京 100088) 摘 要 阐述该规程修订时所确定的丰富内容、提高技术水平、扩大适用范围、加强可操作 性的原则、指导思想和与国际先进同类规范接轨的目标；全面介绍该规程修订本在总则、基 本规定、材料、焊接节点构造、焊接工艺评定、焊接工艺、焊接质量检查、焊接补强与加固、 焊工考试各章中的主要技术内容以及规程的适用范围； 指出该规程作为对钢结构施工和质量 验收等规范的补充、 配套和深化 其实用性及其对保证建筑钢结构工程施工质量的重要作用。 关键词 建筑钢结构 焊接 规程 修订 BRIEF INTRODUCTION TO REVISION OF“TECHNICAL SPECIFICATION FOR WELDING OF STEEL STRUCTURE OF BUILDING” (JGJ81) ABSTRACT Zhou Wenying Su Ping Liu dingfeng (Central Research Institute。 f Building and Construction of MCC Group Beijing 100088) The principles and guiding thinking of enriching contents improving technology， enlarging applicable scope and enhancing operability，and targets conforming with the advanced international codes of the same sorts are expounded when revising this specification. An overall introduction to the following main technical respects and the scope of the specification is also given in the revised version：generals， basic requirements，materials，structure of welding joint，evaluation。f welding process，technique of welding，inspection of welding quality，welding strengthening and welders examination. It is pointed out that the practicality and the importance for ensuring construction quality of steelwork of building when this specification is used as a supplement，mating and deepening of the codes for steelwork construction and quality acceptance，etc KEY WORDS steel structure of building welding specification revision 近十几年来， 我国工业与民用建筑钢结构工 程迅猛发展，其中，既有全钢结构，也有劲 性混凝土和钢管混凝土结构；既有重型、大 跨度钢结构，也有高层、超高层钢结构。在 设计、制作、安装和焊接施工中需要有与之 相适应的专业技术规程， 以保证施工顺利进 行，确保工程质量。 l 规程修订的原则和指导思想 在修订过程中，编制组制订了修订大 纲，明确了全面修订的原则和指导思想：1) 扩大规程的适用范围； 2)全面丰富规程的内 容，提高规程的技术水平；3)提高规程的可 操作性；4)符合建筑钢结构发展的趋势，与 国际先进标准接轨；5)保证规程的编写水 平。根据以上指导思想，编制组进行了广泛 的调查研究，编成征求意见稿发送科研、设 计、施工等 80 多个单位和 20 多位专家，逐 条归纳整理了 40 多个单位及专家返回的意 见 360 余条。 期间多次召开编委会和专题讨 论会并与正在修订中的有关钢结构设计、 施工验收规范进行了协调。 为了验证规程有 关内容的成熟性， 编制组还委托中建三局钢 结构公司、 北京双园监理公司对部分章节进 行工程试用。 全面修订后的规程共有 9 章：总则、基 本规定、材料、焊接节点构造、焊工工艺评 定、焊接工艺、焊接质量检查、焊接补强与 加固、焊工考试。另外，还有 5 个附录。 2 规程修订的技术内容 本规程修订的目标为：使本规程与国际 先进同类规范接轨， 并能在建筑钢结构工程 尤其是重大工程中应用， 以改变目前国内重 大工程中通常执行美国及其他国外先进焊 接规范的现状。为此，对各章节进行了相应 修改。 2.1 扩大规程的适用范围 将原规程第一章“总则”中规定适用范围为 “工业与民用钢结构”修改为“桁架或网 架(壳)式钢屋盖、多层和高层梁一柱框 架结构以及各种钢构筑物” 。 适用的焊接 方法在原来 4 种之外增加了自保护焊、 气电焊、栓钉焊。充分体现出建筑钢结 构焊接技术发展的时代特征。 2.2 全面丰富规程的技术内容， 提高整 体技术水平 1)在一般的规程中，“重要工程、 重大工程”之词经常出现，如何评估、 定义并不明确，规程可操作性不强，在 新增第二章“基本规定”中提出了建筑 钢结构工程焊接技术难易程度分为一 般、较难和难三种情况的区分原则，施 工单位在承担钢结构焊接工程时应具备 与焊接难易程度相适应的技术条件，以 便在保证工程质量的前提下，尽可能降 低工程成本。 增加了以下几方面的内容：施工单 位资质和焊接质量管理体系要求；施工 企业焊接工装设备、检验、试验设备的 要求；企业焊接规程、工法、作业指导 书等技术软件要求；采用新钢种、新工 艺的特殊钢结构所需的焊接工艺试验室 及试验人员的规定；焊接及检验专业技 术责任人员资质、职责规定；设计图和 施工图中应标明对焊接方法、 焊材类型、 焊缝坡口形式和尺寸、 焊缝质量等级(有 特殊要求时应标明抽查百分比)的规定。 2)原规程第二章“钢材及焊接材 料”改为第三章“材料” ，其中增加了大 型、重型及特殊钢结构采用的焊材应按 生产批号进行复验及新材料鉴定的规 定；在焊接 T 形、十字形、角接接头时， 当翼板厚度40mm时， 宜根据结构类型、 受力状态及板厚选用不同等级 z 向钢的 规定；经调研搜集，按新颁国家标准全 面修订规程中所列钢材、焊材的标准； 取消原规程中对碳当量O.45的限 定，以适应于目前国内广泛使用的进口 和国产建筑钢材的碳当量。 3)对原规程第三章“焊接构造和接 头设计”进行全面补充和修订后改为第 四章“焊接节点构造” 。 接头形式增加了管材 T、K、Y 形特 殊接头形式；经修订组反复研讨，综合 借鉴了 AWS D1.1(美国)及 JASS6(日本) 的有关规定，对接头坡口形式和尺寸进 行了全面修改， 其内容包括手工电弧焊、 气体保护焊、自保护焊、埋弧焊全焊透 及部分焊透焊接接头坡口形式和尺寸共 6 个表，这些坡口形式和尺寸已在国内 外相关工程中广泛采用，具有焊缝填充 量小，产生残余应力小、收缩变形小等 特点。 在本章中参照AWS D1.1归纳了各种 节点形式的对接、角接、斜角接、角对 接、管子相贯形接头的焊缝计算厚度规 定，这对施工详图的设计和确保钢结构 工程安全可靠是至关重要的。 增加了组焊构件焊接节点一般规 定，塞、槽、角焊的最小及最大尺寸规 定，以避免热输入量过小或过大对母材 脆化的影响。 通过对国内外钢结构工程实践经验 的总结，增加了 5 种适合于建筑钢结构 施工应用的角接、T 形接头防止板材层 状撕裂的节点优化形式。 通过对国内外钢结构工程设计图的 归纳，增加了工程中已广泛应用的构件 制作及安装节点形式， 其中包括 H 型柱、 梁和箱型柱、梁的纵向角焊接头，钢管 柱对接接头， 箱型柱与隔板的连接接头， 空心球的焊接接头，箱型柱、圆管柱、H 型及箱型梁的安装拼焊节点，框架柱与 主梁安装节点，管一球、管一管焊接节 点形式等。这些节点形式基本包括了第 一章规定的适用结构类型所常用的接 头。 增加了承受动载与抗震焊接节点形 式，明确杆件直接承受垂直于焊缝轴向 的动载拉应力时，不得采用部分焊透焊 缝；直接承受动荷载时塞焊、槽焊、断 续的坡口焊和角焊缝、焊脚小于 5 mm 的 角焊缝的禁用规定，角对接焊缝加强高 度的规定；板厚、板宽不同时，不论应 力的种类均要求平缓过渡，其坡度1： 2.5 的规定。 参照美国、日本分别针对洛杉矶、 坂神大地震后钢结构破坏形态进行分析 总结后对 AWS D1.1 和 JASS6 所做的相应 修改， 全面修订的规程特别增加了对柱- 梁翼缘角对接焊缝加强平缓过渡，梁下 翼缘单面焊时清根、封焊，垫板切割、 打磨以及引弧板、引出板、垫板的定位 焊缝不得在坡口外母材处施焊的规定。 4)对原规程第五章“焊接工艺试 验”进行了全面补充修订后调整为第五 章“焊接工艺评定” 。总结了修订组成员 单位近年来的工程实践，编入了适用于 建筑钢结构焊接工艺评定的整套内容， 在“一般规定”中规定了应进行焊接工 艺评定的情况、完成时间、进行程序、 施焊参数选取原则；施焊设备、人员、 焊接方法、钢材类型、试件接头形式、 施焊位置、报告格式要求。 在焊接工艺评定规则中规定了各种 情况下的互代关系。参照了 AWS D1.1 及 钢制件熔化焊工艺评定(JBT6963 93)， 制订了需重新进行工艺评定的规 定。 特别考虑了今后材料选用的多样化， 如钢材碳当量、强度级别变化，提出了 对焊接性试验的要求。 对试件、试样的制备、试验与检验 方法、合格评定标准作了全面规定，并 参照压力容器相关规程，在附录 B 中提 供了全套规范化报告格式，具有很强的 可操作性。 5)对原规程第四章进行修改后调整 为第六章“焊接工艺” ， 其中删除了一般 工艺方法的说明及焊接、切割工艺参数 表，代之以一般工艺规定，按照现行相 关国家标准，列出了 3 种焊接方法、不 同强度级别钢材的焊材选配原则。 增加了对焊前预热及后热消氢处理 的规定，对屈服强度等级不超过 345MPa 的钢材制订了按板厚确定的预热温度 值，并说明其热输入量、焊缝扩散氢量 的适用范围、预热方法、加热区范围、 测温点规定。 增加了 5 条适用于建筑钢结构施工 时防止层状撕裂的工艺措施规定。 根据工程实践经验，以 5 条控制焊 接变形的工艺规定替代原规程附录中焊 接反变形、焊接收缩余量表。 增加了焊后消除应力的相关规定。 保留各种焊接方法特有的一些工艺 规定。 增加并细化了熔化焊缝缺陷返修方 法的规定。 6)第七章“焊接检查”在原规程第 六章的基础上进行了修改。 增加了检查人员的资质及职责规 定。 增加了焊缝质量检查方案的编制要 求、抽样检查的方法规定和批量合格判 定及不合格处理办法。 焊缝外观检验部分基本未做修改， 只增加了一般以及直接承受动载的角对 接组合焊缝焊脚尺寸规定，以便与相关 施工验收规范协调一致。 在原规程基础上明确各种结构构件 无损探伤方法及执行的现行国家标准， 并补充了已经国内多项重大工程实践应 用的箱型柱隔板电渣焊和圆管 T、K、Y 形节点焊缝的超声波探伤方法，取消原 规程中已编制了国家标准的超声波探测 角焊缝和 T 形焊缝、磁粉探伤技术、渗 透探伤试验方法。 7)第八章“焊接补强与加固”为原 规程的第七章，本章由原编写单位重新 改写，增加了钢结构在气相腐蚀作用下 钢材强度的计算方法；承载状态下焊缝 补强与加固的规定增加了承受动荷载构 件名义应力与钢材强度设计值之比值 80.4 的规定；考虑焊接瞬时受热造成 构件局部力学性能降低以及采取相应的 支护、焊接工艺措施的规定。 对钢结构在各种缺损、裂纹、变形 等情况下的焊接补强加固方法做了修订 和补充，增加了加固时原有焊缝的强度 折减计算方法，同时删减了补强加固后 承载力计算方法的条款。 8)第九章“焊工考试”对应于原规 程第八章， 但对其内容进行了全面修订， 编入了适用于建筑钢结构的焊工考试全 套内容并对焊工考试委员会由原条文 应报省、自治区、直辖市、有关部委主 管建设部门审批改为应报经国家主管部 门授权的上级管理机构认证、审批，以 适应国家政府部门体制改革的现状。 新规程将焊工手法操作考试分为基 本考试、附加考试(即加障碍考试)、定 位焊考试三种，分别适用于焊工作业的 不同要求。自动焊操作包括了本规程所 包含的各种焊接方法及考试规则，其考 试规则、检验取样方法、合格评定标准、 取证及动态管理均参照美国、日本相关 规程做了全面详尽的规定。有关表格及 合格证格式均按新规程要求做了修改。 本章的制订将有助于使企业焊工资质达 到现代建筑钢结构施工的实际技术要 求，推动焊工技术培训的全面开展。 鉴于全面修订后的内容纳入了许多 建筑钢结构焊接新技术和国内外成熟的 工程实践经验，技术先进，适用范围广 泛， 实现了与国际先进相关标准的接轨， 因此， 将 建筑钢结构规程 更名为 建 筑钢结构焊接技术规程 。 3 规程编写的规范化 在规程的编写方面， 如规程的构成和 层次划分，编写顺序和细则均符合建设 部建标1996626 号规定。应该说明 的是，按照建标1996626