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鋼橫梁和鋼立柱的焊接問題

來源:2011年會論文集  作者:*  日期:2011-4-21
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摘要:《金屬及石材幕墻工程技術(shù)規(guī)范》JGJ 133一2001是90年代針對鋁合金型材而編制的,第5. 6. 6條的規(guī)定不適用于鋼結(jié)構(gòu)。幕墻鋼結(jié)構(gòu)采用焊接已有十多年歷史,并經(jīng)歷了2006年儀川大地震的考驗。目前許多大型公共建筑和高層建筑的幕墻都在采用焊接鋼結(jié)構(gòu)。實踐表明幕墻鋼結(jié)構(gòu)采用焊接是沒有問題的。新修訂的幕墻規(guī)范已經(jīng)對幕墻鋼結(jié)構(gòu)焊接問題作出相應(yīng)規(guī)定。
關(guān)鍵詞:幕墻規(guī)范;鋼結(jié)構(gòu);焊接
 
  1、問題的提出
  進人二十一世紀,鋼結(jié)構(gòu)在幕墻工程中大量應(yīng)用,這是2000年以前根本沒估計到的。隨之而來就產(chǎn)生了幕墻工程中鋼橫梁和鋼立柱可否采用焊接的現(xiàn)實間題。因為現(xiàn)行《金屬及石材幕墻工程技術(shù)規(guī)范》JGJ 133一2001第5.6.6條規(guī)定“橫梁應(yīng)通過角碼、螺釘或螺栓與立柱連接”,由此而來在許多工程中引發(fā)爭議,被迫停工的事件也時有發(fā)生。
  如何理解JGJ 133一2001規(guī)范中第5.6.6條規(guī)定的實際含義,如何在幕墻鋼結(jié)構(gòu)中合理應(yīng)用焊接連接,已經(jīng)成為不可回避的問題。
  2 、JGJ 133規(guī)范編制的時代背景
  《金屬及石材幕墻工程技術(shù)規(guī)范》JGJ 133一2001頒布于2041年,編制于1996一1997年,是上一個世紀九十年代的產(chǎn)物,距離今天已經(jīng)有十四五年的歷史了。理解和應(yīng)用JGJ133規(guī)范,不能離開當時的歷史背景和技術(shù)水平。
  我國從上個世紀八十年代開始出現(xiàn)幕墻,九十年代初形成幕墻行業(yè)。但是最初進入這一行業(yè)的并不是建筑公司,而是飛機制造公司。當時幕墻公司幾乎全是軍轉(zhuǎn)民的飛機制造廠,它們熟悉鋁合金材料,但對鋼結(jié)構(gòu)比較陌生。當時幕墻主要應(yīng)用于辦公樓和酒店,層高一般3m -4m,采用鋁合金型材完全可以滿足受力要求。因此幕墻行業(yè)的共識是幕墻只用鋁合金結(jié)構(gòu),不采用鋼結(jié)構(gòu)。當時幕墻的普遍稱呼是“鋁合金建筑幕墻”、“鋁合金玻璃幕墻”。
  1993-1995年編制《玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范》102-96期間,經(jīng)過努力,終于去掉了“鋁合金”三個字,但是在幕墻中采用鋼結(jié)構(gòu)并沒有被行業(yè)的大多數(shù)人接受。因此JGJ 102-96和JGJ 133一2001兩本規(guī)范就是針對鋁合金結(jié)構(gòu)編制的,僅僅因為連接件不能不涉及鋼材,所以才列人一些有關(guān)鋼材的內(nèi)容。正因為如此,規(guī)范許多條文的規(guī)定不適用于鋼結(jié)構(gòu)。
  十五年前的技術(shù)條件下,鋁合金結(jié)構(gòu)現(xiàn)場焊接還很難實現(xiàn);而螺栓和螺釘連接對飛機制造廠來說輕車熟路,非常習慣。所以JGJ 102-96、JGJ 133 -2[101兩本規(guī)范很自然規(guī)定“橫梁應(yīng)通過角碼、螺釘或螺栓與立柱連接”。這對當時的鋁合金結(jié)構(gòu)是萬無一失的可靠作法,自然得到幕墻廠家的肯定。
  十五年前編制JGJ 133規(guī)范時,并沒有幕墻設(shè)計審查制度,對黑體字條文的理解是“強調(diào)、提醒、著重”,提醒幕墻廠家“無特殊理由不要違反’。那時候誰也沒有預(yù)料到后來會出現(xiàn)審查單位,會演變成今天的按條審查,“一條否決”。所以黑體字的強制性條文列得比較多,為了引起重視,甚至連一些并非唯一的具體做法也寫成黑體字,產(chǎn)生了后來強制性條文管得過寬的結(jié)果。
  十五年過去了,客觀現(xiàn)實已經(jīng)發(fā)生了巨大變化,完全不同于上一個世紀的情況。但是規(guī)范一直沒有修訂,巳經(jīng)遠遠滯后于當前的技術(shù)水平,也不適應(yīng)當前的技術(shù)管理制度。這就是問題和矛盾產(chǎn)生的歷史原因。
  3、《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》是幕墻鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本依據(jù)
   既然JGJ 102、JGJ 133規(guī)范是針對鋁合金結(jié)構(gòu)編制的,不完全適用于鋼結(jié)構(gòu),那么在規(guī)范的新修訂版本頒布之前,幕墻鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本依據(jù)就應(yīng)該是現(xiàn)行國家標準《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》GB 50017-2003。
  《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》GB 50017適用于主體鋼結(jié)構(gòu)和圍護鋼結(jié)構(gòu)。幕墻鋼結(jié)構(gòu)是鋼結(jié)構(gòu)的一部分,是處于《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》的適用范圍。
  GB 50017規(guī)范對普遍適用的鋼結(jié)構(gòu)焊接作出了詳細明確的規(guī)定,幕墻鋼結(jié)構(gòu)是鋼結(jié)構(gòu)的一部分,當然可以采用焊接。
    時代在發(fā)展,技術(shù)在進步。十五年前鋁合金結(jié)構(gòu)現(xiàn)場難以焊接的問題現(xiàn)在已經(jīng)不再是不可解決的困難。新頒布的《鋁合金結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》GB 50429對鋁合金結(jié)構(gòu)的焊接作出了明確的規(guī)定,F(xiàn)在,即使是鋁合金型材也不是非要螺栓連接不可,也可采用焊接了。
  4、幕墻鋼結(jié)構(gòu)采用焊接已經(jīng)有十多年歷史
  規(guī)范ICI 133是在1996年開始編制的,由于它是針對鋁合金型材編韌,所以沒有涉及鋼結(jié)構(gòu)如何設(shè)計的問題。于是九十年代有一些工程不接受規(guī)范161 133的約束,直接按照《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》JGI 17-87的規(guī)定,設(shè)計和建造了鋼結(jié)構(gòu)支承的幕墻,麗且是采用焊接。
  1996-1998年間,筆者參與了廣州的廣東省公安廳、廣東省交通大廈、廣東省建設(shè)銀行大廈幕墻工程,其石材幕墻部分均采用了焊接鋼結(jié)構(gòu)(圖1)。至今已經(jīng)十多年過去,中間還經(jīng)歷了多次強臺風的考驗,使用情況一直良好。

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