建筑用不锈钢焊接管材

（D2.7-2）D.3不锈钢管组合构件设计规定D.3.1材料D.3.1.1一般规定建筑用不锈钢管结构使用的材料应符合本规程的产品标准要求。D.3.1.2不锈钢不锈钢管组合构件中的不锈钢管应采用表中所列的不锈钢种类。不锈钢牌号的选择应根据结构的重要性、荷载特征、应力状态、材料厚度、连接方式、环境条件等因素合理选择牌号和质量等级。不锈钢的名义屈服强度依据表选取。D.3.1.3混凝土混凝土宜采用普通混凝土、高性能混凝土和钢纤维混凝土。混凝土强度等级、力学性能应符合GB50010的规定。混凝土的质量标准应符合GBJ107的规定。不锈钢管内浇筑的混凝土强度等级不应低于C30，水灰比不应大于0.45。D.3.2基本概念设计D.不锈钢管组合构件的设计应充分考虑工程情况、材料供应、构件运输、安装和施工的具体条件，合理选用结构方案，做到安全、经济和适用，同时注意结构的耐火性能。不锈钢管混凝土结构的安全等级和设计使用年限按GB50068确定。D.荷载的标准值、荷载分项系数、荷载组合值系数等应按GB50009的规定采用。D抗震设计应符合GB50011的规定。当不锈钢管混凝土用作地震区的多层和高层、（结构体系中含框架的）超高层框架结构柱时，对于圆不锈钢管混凝土构件截面的约束效应系数标准值=）不应小于0.6，对于矩形不锈钢管混凝土，值不应小于1。D.在结构设计中，应采用约束效应系数作为反映不锈钢管混凝土组合截面的几何特征和组成材料的物理特性的综合参数，其标准值用表示，；设计值用表示：。设计的参数范围为：不锈钢屈服强度涵盖表D.1.4中所列的所有不锈钢牌号，混凝土立方体抗压强度，截面含钢率。D.3.2.5不锈钢管混凝土构件在一个平面内承受压弯荷载共同作用时，承载力按下列公式计算。1强度承载力：1）当N/Nu≥2时≤1（D.3.2.5-1）2）当N/Nu<2时≤1（D.3.2.5-2）式中：；；;对于圆不锈钢管混凝土：对于矩形不锈钢管混凝土：Nu—不锈钢管混凝土的轴心受压强度承载力；Mu—不锈钢管混凝土的极限弯矩；2稳定承载力：1）当N/Nu≥23时≤1（D.3.2.5-3）2）当N/Nu<23时≤1（D.3.2.5-4）式中：；；；对于圆不锈钢管混凝土：；对于矩形不锈钢管混凝土：；M—所计算构件段范围内的最大弯矩；NE—欧拉临界力，；—钢管混凝土构件弯矩作用平面内截面抗弯模量；

—等效弯矩系数，按GB50017的规定取值；—弯矩作用平面内的轴心受压构件稳定系数，按下列公式计算：（D.3.2.5-5）式中：构件的长细比（）按下式计算：圆钢管混凝土：矩形钢管混凝土绕强轴弯曲：矩形钢管混凝土绕弱轴弯曲：式中：l0——构件的计算长度；D——圆钢管外直径或矩形钢管长边边长；B——矩形钢管短边边长。和分别为构件弹性失稳和弹塑性失稳的界限长细比：圆钢管混凝土：；矩形钢管混凝土：；a，b，c，d均为系数，；；；；对于圆不锈钢管混凝土：；对于矩形不锈钢管混凝土：；另外，对于绕强轴弯曲的矩形不锈钢管混凝土压弯构件，除了按式（D.3.2.5-3）和（D.3.2.5-4）验算弯矩作用平面内的稳定性，还需按下式验算弯矩作用平面外的稳定性：≤1（D.3.2.5-6）D.4不锈钢管连接设计D.4.1不锈钢管连接设计D.4.1.1焊缝应采用与不锈钢母材相适应的焊接材料和施焊工艺，对接焊缝和角焊缝的强度应按GB50017相应规定计算，但其焊缝的强度指标按表取值，不考虑正面角焊缝强度设计值增大系数。D.4.1.2不锈钢管结构相贯节点的承载力计算及构造应根据GB50017确定，不锈钢材料的强度设计值应按本标准表取值，相贯焊缝的计算按本标准确定。D.5防火设计D.5.1不锈钢在高温下的材料性能高温下不锈钢材料的应力—应变关系仍然可以参照常温下的公式确定，但弹性模型和名义屈服强度需考虑高温的折减。高温下奥氏体型不锈钢：06Cr19Ni10（统一数字代号：S30408）、022Cr19Ni10（S30403）、06Cr17Ni12Mo2（S31608）、022Cr17Ni12Mo2（S31603）的弹性模量折减系数、名义屈服强度折减系数和极限抗拉强度折减系数分别按照表D.5.1-1和表D.5.1-2取值：表D.5.1-1高温下304不锈钢的弹性模量、屈服强度和抗拉强度的折减系数表温度T/oC弹性模量折减系数kE=E0，T/E0屈服强度折减系数kσ0.2=σ0.2，T/σ0.2抗拉强度折减系数kσu=σu，T/σu201.001.001.001000.960.820.872000.920.680.773000.880.640.734000.840.600.725000.800.540.676000.760.490.587000.710.400.438000.630.270.279000.450.140.1510000.200.060.0711000.100.030.0312000.000.000.00表D.5.1-2高温下316不锈钢的弹性模量、屈服强度和抗拉强度的折减系数表温度T/oC弹性模量折减系数kE=E0，T/E0屈服强度折减系数kσ0.2=σ0.2，T/σ0.2抗拉强度折减系数kσu=σu，T/σu201.001.001.001000.960.880.932000.920.760.873000.880.710.844000.840.660.835000.800.630.796000.760.610.727000.710.510.558000.630.400.349000.450.190.1810000.200.100.0911000.100.050.0412000.000.000.00D.5.2不锈钢构件防火设计原则不锈钢构件的防火设计应符合GB50016的相关规定。D.5.3填充混凝土的不锈钢构件的防火设计原则不锈钢管混凝土柱的耐火极限主要与构件截面形状、截面尺寸、长细比和荷载比有关，圆形不锈钢管混凝土柱的耐火极限可按表D.5.3-1采用，矩形不锈钢管混凝土柱的耐火极限可按表D.5.3-2采用。表D.5.3-1圆形不锈钢管混凝土柱的耐火极限（时间单位：min）长细比截面尺寸D/mm荷载比n0.30.40.50.62030011070452560017095654090023013085504030080553525600125755035900150906045603006545302060080504030900100605040表D.5.3-2矩形不锈钢管混凝土柱的耐火极限（时间单位：min）长细比截面尺寸B/mm荷载比n0.30.40.50.617.3300110704525600170956035900220120754534.630095654525600145805535900160956545523007550352060095654530900125856040

附录E（规范性附录）施工规定E.1焊接规定E.1.1钢管应采用气体保护自动电弧焊、等离子焊、高频焊、激光焊接等方法制造，具体制造方法应经供需双方协商，并应在合同中注明。E.1.2焊接作业前，制造单位对首次采用的钢材、焊材及焊接工艺等各种参数的组合条件，应进行焊接工艺评定，并应出具焊接工艺评定报告及焊接作业指导书；焊接工艺评定执行标准可参考行业标准NB/T47014执行。E.1.3进行钢管焊接的焊工及焊接操作工必须经考试合格，并应取得资格证书；焊工和焊接操作工的考试应分别符合GB/T15169或GB/T19805或其它相关标准的规定。E.1.4钢管焊接完成后，应进行尺寸、焊缝外观检验；如需要对焊缝进行其他无损检测，应经供需双方协商，并应在合同中注明。E.2工厂及流水线焊接作业要求E.2.1钢管焊接前应做好以下准备工作。1不锈钢卷材分条，待焊接的两侧表面应均匀、光洁，且无毛刺、裂纹和其他对焊缝质量有不利影响的缺陷。2分条后的不锈钢卷材应进行脱脂清洗，以清除影响正常焊接和焊缝质量的粉尘、油脂、水等杂质。E.2.2钢管焊接过程中应严格控制焊接工艺，并符合以下要求。1钢管的焊接线能量按式E.2.2计算：焊接线能量公式为：（E.2.2）式中： q—焊接线能量（J/cm）；I—焊接电流（A）；U—电弧电压（V）；v—焊接速度（cm/min）。2线能量控制范围应根据焊接工艺确定，在保证熔合良好的情况下宜采用小线能量。3焊接施工工艺应满足以下要求。1）铁素体不锈钢应根据钢板厚度和焊接条件选择焊前预热和焊后热处理工艺，焊前预热和焊后热处理参数应按设计文件和焊接工艺指导书确定。铁素体不锈钢焊接若采用奥氏体焊材，则焊前可不预热，焊后可不进行热处理。2）铁素体不锈钢焊前宜预热100~150℃，坡口及两侧应清理干净。焊接宜采用小线能量，多层焊时控制层间温度应近似等于预热温度。不宜连续施焊。焊后宜进行700~730℃退火处理。E.2.3钢管钨极气体保护焊焊接应满足以下要求。1奥氏体和铁素体不锈钢焊接要求。1）焊缝正面和背面应同时采用惰性气体氩气或氦气保护。2）焊接材料可选用超低碳奥氏体不锈钢焊材ER308L或ER316L。3）在保证熔合良好的情况下宜采用小线能量，尽可能采用小的焊接热输入。2双相不锈钢焊接要求。1）应采用氩气保护。2）应选用镍含量较高的ER2209焊接材料，保证焊缝组织中铁素体和奥氏体组织分数为40-50%。3钨极气体保护焊所用的氩气应符合GB/T4842的规定，且纯度不应低于99.95%。4钢管焊接的操作应符合以下规定。1）采用钨极氩弧焊时，焊接区应注意防风，防止吹散氩气，影响焊接质量。2）采用钨极氩弧焊时，焊缝背面也应进行氩气保护。3）多层焊时，前道焊缝表面应用不锈钢丝刷刷清后再焊后道。E.2.4采用高频焊、激光焊等焊接工艺的焊接流水线进行作业时应符合以下规定。1焊接流水线设备应定期保养，并应有设备维护保养记录。2焊接流水线设备的计量器具应定期进行计量检定，并应具有有效的计量检定标记。3焊接流水线的焊接操作工在每班开工前应对流水线设备进行检查，并应定期进行试焊操作。4根据本标准第6.3节所列的各种情况，应对焊接流水线生产的钢管进行型式检验。E.2.5钢管焊接质量检验标准应按设计要求或设计指定的施工验收规范执行。焊接检验应参照GB50661或其它相关标准进行。1焊缝外观质量应符合以下要求。1）焊缝应冷却到周围环境温度后方可进行外观检测。2）外观检测应采用目测方式，并宜辅以放大镜在合适的光照条件下进行。3）焊缝应与母材圆滑过渡，焊缝表面不允许出现裂纹、折叠、重皮、过酸洗痕迹、残留氧化铁皮等缺陷。上述缺陷应完全清除，清除处实际管壁厚度不得小于允许值的负偏差。4）钢管不得出现分层。5）错边、凹陷不得大于管壁厚度允许偏差。焊缝缺陷应允许修补，但以热处理状态交货的钢管修补后应重新进行热处理。6）焊缝表面不得低于母材，焊缝余高（e，图E.2.5）应符合表E.2.5的规定，焊缝的峰谷差值不大于1.5mm。bbe图E.2.5焊缝余高示意图表E.2.5焊缝的最XX高外径或边长/mm壁厚t/mm≤55-10>10≤108———108-2190.2t0.15t—>2190.2t0.15t0.1t2焊缝的无损检测应符合以下要求。1）无损检测应在焊缝外观检验合格后进行，应根据钢管母材的种类确定无损检测的时间。2）无损检测方法、检验数量、合格标准应按设计规定或设计制定的检测标准进行。3）焊缝内部缺陷的无损检测宜优先选用超声波检测法。E.3现场装配式施工规定E.3.1现场装配式施工单位应建立完善的安全、质量、环境和职业健康管理体系。E.3.2施工前，施工单位应编制施工组织设计或专项施工方案，并应按规定进行审批和论证。E.3.3施工单位应对现场装配式施工人员进行相应专业的培训。E.3.4施工单位应对进场的钢管部件进行检验，合格后方可使用。