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《高层民用建筑钢结构技术规程》

我的规范

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8.6.3

外包式柱脚的设计应符合下列规定:

  1  柱脚轴向压力由钢柱底板直接传给基础,按现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010验算柱脚底板下混凝土的局部承压,承压面积为底板面积。

  2  弯矩和剪力由外包层混凝土和钢柱脚共同承担,按外包层的有效面积计算(图8.6.3-1)。柱脚的受弯承载力应按下式验算:

                                             

式中:M——柱脚的弯矩设计值(N·mm);

        As——外包层混凝土中受拉侧的钢筋截面面积(mm2);

        f——受拉钢筋抗拉强度设计值(N/mm2);

        h0——受拉钢筋合力点至混凝土受压区边缘的距离(mm);

        M1——钢柱脚的受弯承载力(N·mm),按本规程第8.6.2条外露式钢柱脚M1的计算方法计算。

  3  抗震设计时,在外包混凝土顶部箍筋处,柱可能出现塑性铰的柱脚极限受弯承载力应大于钢柱的全塑性受弯承载力(图8.6.3-2)。柱脚的极限受弯承载力应按下列公式验算:

                                                                 

                                                                     

图8.6.3-1  斜线部分为外包式钢筋混凝土的有效面积

1-底板

图8.6.3-2  极限受弯承载力时外包式柱脚的受力状态

1-剪力;2-轴力;3-柱的反弯点;4-最上部箍筋;5-外包钢筋混凝土的弯矩;6-钢柱的弯矩;7-作为外露式柱脚的弯矩

式中:Mu——柱脚连接的极限受弯承载力(N·mm);

        Mpc——考虑轴力时,钢柱截面的全塑性受弯承载力(N·mm),按本规程第8.1.5条的规定计算;

        Mu1——考虑轴力影响,外包混凝土顶部箍筋处钢柱弯矩达到全塑性受弯承载力Mpc时,按比例放大的外包混凝土底部弯矩(N·mm);

        l——钢柱底板到柱反弯点的距离(mm),可取柱脚所在层层高的2/3;

        lr——外包混凝土顶部箍筋到柱底板的距离(mm);

        Mu2——外包钢筋混凝土的抗弯承载力(N·mm)与Mu3之和;

        Mu3——钢柱脚的极限受弯承载力(N·mm),按本规程第8.6.2条外露式钢柱脚Mu的计算方法计算;

        α——连接系数,按本规程表8.1.3的规定采用;

        fyk——钢筋的抗拉强度最小值(N/mm2)。

  4  外包层混凝土截面的受剪承载力应满足下式要求:

式中:V——柱底截面的剪力设计值(N);

        Vu——外包式柱脚的极限受剪承载力(N);

        be——外包层混凝土的截面有效宽度(mm)  (图8.6.3-1b);

        ftk——混凝土轴心抗拉强度标准值(N/mm2);

        ft——混凝土轴心抗拉强度设计值(N/mm2);

        fyv——箍筋的抗拉强度设计值(N/mm2);

        fyvk——箍筋的抗拉强度标准值(N/mm2);

        ρsh——水平箍筋的配箍率;ρsh=Ash/bes,当ρsh>1.2%时,取1.2%;Ash为配置在同一截面内箍筋的截面面积(mm2);s为箍筋的间距(mm)。

                                                             

                                                                                      图8.6.4-1  埋入式柱脚混凝土的侧向应力分布

条文说明

8.6.3  外包式柱脚的设计参考了日本的新规定,与以前的规定相比,在受力机制上有较大修改。它不再通过栓钉抗剪形成力偶传递弯矩,甚至对栓钉设置未作明确规定(但栓钉对加强柱脚整体性作用是不可或缺的),抗弯机制由钢筋混凝土外包层中的受拉纵筋和外包层受压区混凝土受压形成对弯矩的抗力。试验表明,它的破坏过程首先是钢柱本身屈服,随后外包层受拉区混凝土出现裂缝,然后外包层在平行于受弯方向出现斜拉裂缝,进而使外包层受拉区粘结破坏。为了确保外包层的塑性变形能力,要求在外包层顶部钢柱达到Mpc时能形成塑性铰。但是当柱尺寸较大时,外包层高度增大,此要求不易满足。










 图4  外包式柱脚的受力机制
外包式柱脚设计应注意的主要问题是:①当外包层高度较低时,外包层和柱面间很容易出现粘结破坏,为了确保刚度和承载力,外包层应达到柱截面的2.5倍以上,其厚度应符合有效截面要求。②若纵向钢筋的粘结力和锚固长度不够,纵向钢筋在屈服前会拔出,使承载力降低。为此,纵向钢筋顶部一定要设弯钩,下端也应设弯钩并确保锚固长度不小于25d。③如果箍筋太少,外包层就会出现斜裂缝,箍筋至少要满足通常钢筋混凝土柱的设计要求,其直径和间距应符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010的规定。为了防止出现承压裂缝,使剪力能从纵筋顺畅地传给钢筋混凝土,除了通常的箍筋外,柱顶密集配置三道箍筋十分重要。④抗震设计时,在柱脚达到最大受弯承载力之前,不应出现剪切裂缝。⑤采用箱形柱或圆管柱时,若壁板或管壁局部变形,承压力会集中出现在局部。为了防止局部变形,柱壁板宽厚比和径厚比应符合现行国家标准《钢结构设计规范》GB 50017关于塑性设计规定。也可在柱脚部分的钢管内灌注混凝土。

8.6.4

埋入式柱脚的设计应符合下列规定:

  1  柱脚轴向压力由柱脚底板直接传给基础,应按现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010验算柱脚底板下混凝土的局部承压,承压面积为底板面积。

  2  抗震设计时,在基础顶面处柱可能出现塑性铰的柱脚应按埋入部分钢柱侧向应力分布(图8.6.4-1)验算在轴力和弯矩作用下基础混凝土的侧向抗弯极限承载力。埋入式柱脚的极限受弯承载力不应小于钢柱全塑性抗弯承载力;与极限受弯承载力对应的剪力不应大于钢柱的全塑性抗剪承载力,应按下列公式验算:

式中:Mu——柱脚埋入部分承受的极限受弯承载力(N·mm);

        Mpc——考虑轴力影响时钢柱截面的全塑性受弯承载力(N·mm),按本规程第8.1.5条的规定计算;

        l——基础顶面到钢柱反弯点的距离(mm),可取柱脚所在层层高的2/3;

        bc——与弯矩作用方向垂直的柱身宽度,对H形截面柱应取等效宽度(mm);

        hB——钢柱脚埋置深度(mm);

        fck——基础混凝土抗压强度标准值(N/mm2);

        α——连接系数,按本规程表8.1.3的规定采用。

  3  采用箱形柱和圆管柱时埋入式柱脚的构造应符合下列 规定:

      1)截面宽厚比或径厚比较大的箱形柱和圆管柱,其埋入部分应采取措施防止在混凝土侧压力下被压坏。常用方法是填充混凝土(图8.6.4-2b);或在基础顶面附近设置内隔板或外隔板(图8.6.4-2c、d)。

      2)隔板的厚度应按计算确定,外隔板的外伸长度不应小于柱边长(或管径)的1/10。对于有抗拔要求的埋入式柱脚,可在埋入部分设置栓钉(图8.6.4-2a)。

                                                                                                                 

图8.6.4-2  埋入式柱脚的抗压和抗拔构造

1-灌注孔;2-基础顶面

  4  抗震设计时,在基础顶面处钢柱可能出现塑性铰的边(角)柱的柱脚埋入混凝土基础部分的上、下部位均需布置U形钢筋加强,可按下列公式验算U形钢筋数量:

      1)当柱脚受到由内向外作用的剪力时(图8.6.4-3a):

2)当柱脚受到由外向内作用的剪力时(图8.6.4-3b):

式中:Mu——柱脚埋入部分由U形加强筋提供的侧向极限受弯承载力(N·mm),可取Mpc;

        Ty——U形加强筋的受拉承载力(N/mm2),Ty=Atfyk,At为U形加强筋的截面面积(mm2)之和,fyk为U形加强筋的强度标准值(N/mm2);

        fck——基础混凝土的受压强度标准值(N/mm2);

        a——U形加强筋合力点到基础上表面或到柱底板下表面的距离(mm)(图8.6.4-3);

        l——基础顶面到钢柱反弯点的高度(mm),可取柱脚所在层层高的2/3;

        hB——钢柱脚埋置深度(mm);

        bc——与弯矩作用方向垂直的柱身尺寸(mm)。

                                                                                               

                                                                                                                         图8.6.4-3  埋入式钢柱脚U形加强筋计算简图

条文说明

8.6.4  当边(角)柱混凝土保护层厚度较小时,可能出现冲切破坏,可用下列方法之一补强:①设置栓钉。根据过去的研究,栓钉对于传递弯矩没有什么支配作用,但对于抗拉,由于栓钉受剪,能传递内力。②锚栓。因柱子的弯矩和剪力是靠混凝土的承压力传递的,当埋深较深时,在锚栓中几乎不引起内力,但柱受拉时,锚栓对传递内力起支配作用。在埋深较浅的柱脚中,加大埋深,提高底板和锚栓的刚度,可对锚栓传力起积极作用,已得到试验确认。

8.7 中心支撑与框架连接


8.7.1

中心支撑与框架连接和支撑拼接的设计承载力应符合下列规定:

  1  抗震设计时,支撑在框架连接处和拼接处的受拉承载力应满足下式要求:

式中:Njubr——支撑连接的极限受拉承载力(N);

        α——连接系数,按本规程表8.1.3的规定采用;

        Abr——支撑斜杆的截面面积(mm2);

        fy——支撑斜杆钢材的屈服强度(N/mm2)。

  2  中心支撑的重心线应通过梁与柱轴线的交点,当受条件限制有不大于支撑杆件宽度的偏心时,节点设计应计入偏心造成的附加弯矩的影响。

条文说明

8.7.1  为了安装方便,有时将支撑两端在工厂与框架构件焊接在一起,支撑中部设工地拼接,此时拼接应按式(8.7.1)计算。

8.7.2

 当支撑翼缘朝向框架平面外,且采用支托式连接时(图8.7.2a、b),其平面外计算长度可取轴线长度的0.7倍;当支撑腹板位于框架平面内时(图8.7.2c、d),其平面外计算长度可取轴线长度的0.9倍。

                                                                                                                                           图8.7.2  支撑与框架的连接

条文说明

8.7.2  采用支托式连接时的支撑平面外计算长度,是参考日本的试验研究结果和有关设计规定提出的。H形截面支撑腹板位于框架平面内时的计算长度,是根据主梁上翼缘有混凝土楼板、下翼缘有隅撑以及楼层高度等情况提出来的。

8.7.3

中心支撑与梁柱连接处的构造应符合下列规定:

  1  柱和梁在与H形截面支撑翼缘的连接处,应设置加劲肋。加劲肋应按承受支撑翼缘分担的轴心力对柱或梁的水平或竖向分力计算。H形截面支撑翼缘与箱形柱连接时,在柱壁板的相应位置应设置隔板(图8.7.2)。H形截面支撑翼缘端部与框架构件连接处,宜做成圆弧。支撑通过节点板连接时,节点板边缘与支撑轴线的夹角不应小于30°。

  2  抗震设计时,支撑宜采用H形钢制作,在构造上两端应刚接。当采用焊接组合截面时,其翼缘和腹板应采用坡口全熔透焊缝连接。

  3  当支撑杆件为填板连接的组合截面时,可采用节点板进行连接(图8.7.3)。为保证支撑两端的节点板不发生出平面失稳,在支撑端部与节点板约束点连线之间应留有2倍节点板厚的间隙。节点板约束点连线应与支撑杆轴线垂直,以免支撑受扭。

图8.7.3  组合支撑杆件端部与单壁节点板的连接

1-假设约束;2-单壁节点板;3-组合支撑杆;t-节点板的厚度

条文说明

8.7.3  试验表明当支撑杆件发生出平面失稳时,将带动两端节点板的出平面弯曲。为了不在单壁节点板内发生节点板的出平面失稳,又能使节点板产生非约束的出平面塑性转动,可在支撑端部与假定的节点板约束线之间留有2倍节点板厚的间隙。按UBC规定,当支撑在节点板平面内屈曲时,支撑连接的设计承载力不应小于支撑截面承载力,以确保塑性铰出现在支撑上而不是节点板。当支撑可能在节点板平面外屈曲时,节点板应按支撑不致屈曲的受压承载力设计。

8.8 偏心支撑框架的构造要求

8.8.1 已废止

消能梁段及与消能梁段同一跨内的非消能梁段,其板件的宽厚比不应大于表8.8.1规定的限值。

条文说明

8.8.1  构件宽厚比参照AISC的规定作了适当调整。当梁上翼缘与楼板固定但不能表明其下翼缘侧向固定时,仍需设置侧向支撑。

8.8.2 -8.8.3 4

8.8.2  偏心支撑框架的支撑杆件的长细比不应大于120,支撑杆件的板件宽厚比不应大于现行国家标准《钢结构设计规范》GB 50017规定的轴心受压构件在弹性设计时的宽厚比限值。


8.8.3  消能梁段的净长应符合下列规定:

式中:a——消能梁段净长(mm);

        ρ——消能梁段轴力设计值与剪力设计值之比值。


8.8.4  消能梁段的腹板不得贴焊补强板,也不得开洞。


条文说明

     8.8.3  支撑斜杆轴力的水平分量成为消能梁段的轴向力,当此轴向力较大时,除降低此梁段的受剪承载力外,还需减少该梁段的长度,以保证消能梁段具有良好的滞回性能。


8.8.4  由于腹板上贴焊的补强板不能进入弹塑性变形,因此不能采用补强板,腹板上开洞也会影响其弹塑性变形能力。

8.8.5

8.8.5  消能梁段的腹板应按下列规定设置加劲肋(图8.8.5):

  1  消能梁段与支撑连接处,应在其腹板两侧设置加劲肋,加劲肋的高度应为梁腹板高度,一侧的加劲肋宽度不应小于(bf/2—tw),厚度不应小于0.75tw和10mm的较大值;

  2  当a≤1.6Mlp/Vl时,中间加劲肋间距不应大于(30tw—h/5);

  3  当2.6Mlp/Vl<a≤5Mlp/Vl时,应在距消能梁段端部1.5bf处设置中间加劲肋,且中间加劲肋间距不应大于(52tw—h/5);

  4  当1.6Mlp/Vl<a≤2.6Mlp/Vl时,中间加劲肋的间距可取本条2、3两款间的线性插入值;

  5  当a>5Mlp/Vl时,可不设置中间加劲肋;

  6  中间加劲肋应与消能梁段的腹板等高,当消能梁段截面的腹板高度不大于640mm时,可设置单侧加劲肋;消能梁段截面腹板高度大于640mm时,应在两侧设置加劲肋,一侧加劲肋的宽度不应小于(bf/2—tw),厚度不应小于tw和10mm的较大值;

  7  加劲肋与消能梁段的腹板和翼缘之间可采用角焊缝连接,连接腹板的角焊缝的受拉承载力不应小于fAst,连接翼缘的角焊缝的受拉承载力不应小于fAst/4,Ast为加劲肋的横截面面积。

                                                                                                                                       

图8.8.5  消能梁段的腹板加劲肋设置

1-双面全高设加劲肋;2-消能梁段上、下翼缘均设侧向支撑;3-腹板高大于640mm时设双面中间加劲肋;4-支撑中心线与消能梁段中心线交于消能梁段内

条文说明

8.8.5  为使消能梁段在反复荷载作用下具有良好的滞回性能,需采取合适的构造并加强对腹板的约束:
  1  消能梁段与支撑斜杆连接处,需设置与腹板等高的加劲肋,以传递梁段的剪力并防止梁腹板屈曲。
  2  消能梁段腹板的中间加劲肋,需按梁段的长度区别对待,较短时为剪切屈服型,加劲肋间距小些;较长时为弯曲屈服型,需在距端部1.5倍的翼缘宽度处设置加劲肋;中等长度时需同时满足剪切屈服型和弯曲屈服型要求。消能梁段一般应设计成剪切屈服型。

8.8.6 -8.8.7

8.8.6  消能梁段与柱的连接应符合下列规定:

  1  消能梁段与柱翼缘应采用刚性连接,且应符合本规程第8.2节、第8.3节框架梁与柱刚性连接的规定。

  2  消能梁段与柱翼缘连接的一端采用加强型连接时,消能梁段的长度可从加强的端部算起,加强的端部梁腹板应设置加劲肋,加劲肋应符合本规程第8.8.5条第1款的要求。


8.8.7  支撑与消能梁段的连接应符合下列规定:

  1  支撑轴线与梁轴线的交点,不得在消能梁段外;

  2  抗震设计时,支撑与消能梁段连接的承载力不得小于支撑的承载力,当支撑端有弯矩时,支撑与梁连接的承载力应按抗压弯设计。


条文说明

8.8.7  偏心支撑的斜杆轴线与梁轴线的交点,一般在消能梁段的端部,也允许在消能梁段内,此时将产生与消能梁段端部弯矩方向相反的附加弯矩,从而减少消能梁段和支撑杆的弯矩,对抗震有利;但交点不应在消能梁段以外,因此时将增大支撑和消能梁段的弯矩,于抗震不利。

8.8.8 -8.8.9

8.8.8  消能梁段与支撑连接处,其上、下翼缘应设置侧向支撑,支撑的轴力设计值不应小于消能梁段翼缘轴向极限承载力的6%,即0.06fybftf。fy为消能梁段钢材的屈服强度,bf、tf分别为消能梁段翼缘的宽度和厚度。


8.8.9  与消能梁段同一跨框架梁的稳定不满足要求时,梁的上、下翼缘应设置侧向支撑,支撑的轴力设计值不应小于梁翼缘轴向承载力设计值的2%,即0.02fbftf。f为框架梁钢材的抗拉强度设计值,bf、tf分别为框架梁翼缘的宽度和厚度。


条文说明

8.8.8  消能梁段两端设置翼缘的侧向隅撑,是为了承受平面外扭转作用。


8.8.9  与消能梁段处于同一跨内的框架梁,同样承受轴力和弯矩,为保持其稳定,也需设置翼缘的侧向隅撑。

9制作和涂装

9.1 一般规定

9.1.1 -9.1.2

       9.1.1  钢结构制作单位应具有相应的钢结构工程施工资质,应根据已批准的技术设计文件编制施工详图。施工详图应由原设计工程师确认。当修改时,应向原设计单位申报,经同意签署文件后修改才能生效。


9.1.2  钢结构制作前,应根据设计文件、施工详图的要求以及制作厂的条件,编制制作工艺书。制作工艺书应包括:施工中所依据的标准,制作厂的质量保证体系,成品的质量保证体系和措施,生产场地的布置,采用的加工、焊接设备和工艺装备,焊工和检查人员的资质证明,各类检查项目表格和生产进度计算表。

  制作工艺书应作为技术文件经发包单位代表或监理工程师批准。

条文说明

9.1.1  钢结构的施工详图,应由承担制作的钢结构制作单位负责绘制且应具有钢结构工程施工资质。编制施工详图时,设计人员应详细了解并熟悉最新的工程规范以及工厂制作和工地安装的专业技术。
施工详图审批认可后,由于材料代用、工艺或其他原因,可能需要进行修改。修改时应向原设计单位申报,并签署文件后才能生效,作为施工的依据。


9.1.2  钢结构的制作是一项很严密的流水作业过程,应当根据工程特点编制制作工艺。制作工艺应包括:施工中所依据的标准,制作厂的质量保证体系,成品的质量保证体系和为保证成品达到规定的要求而制定的措施,生产场地的布置,采用的加工、焊接设备和工艺装备,焊工和检查人员的资质证明,各类检查项目表格,生产进度计算表。一部完整的考虑周密的制作工艺是保证质量的先决条件,是制作前期工作的重要环节。

9.1.3 -9.1.4

9.1.3 钢结构制作单位宜对构造复杂的构件进行工艺性试验。


9.1.4  钢结构制作、安装、验收及土建施工用的量具,应按同一计量标准进行鉴定,并应具有相同的精度等级。


条文说明

9.1.3  在制作构造复杂的构件时,应根据构件的组成情况和受力情况确定其加工、组装、焊接等的方法,保证制作质量,必要时应进行工艺性试验。


9.1.4  本条规定了对钢尺和其他主要测量工具的检测要求,测量部门的校定是保证质量和精度的关键。校定得出的钢卷尺各段尺寸的偏差表,在使用中应随时依照调整。由于高层民用建筑钢结构工程施工周期较长,随着气温的变化,会使量具产生误差,特别是在大量工程测量中会更为明显,各个部门要按气温情况来计算温度修正值,以保证尺寸精度。

9.2 材料

9.2.1

钢结构所用钢材应符合设计文件、本规程第4章及国家现行有关标准的规定,应具有质量合格证明文件,并经进场检验合格后使用。常用钢材标准宜按表9.2.1采用。

表9.2.1  常用钢材标准

条文说明

9.2.1  本条对采用的钢材必须具有质量证明书并符合各项要求,作出了明确规定,对质量有疑义的钢材应抽样检查。这里的“疑义”是指对有质量证明书的材料有怀疑,而不包括无质量证明书的材料。
对国内材料,考虑其实际情况,对材质证明中有个别指标缺项者,可允许补作试验。

9.2.2

 钢结构所用焊接材料、连接用普通螺栓、高强度螺栓等紧固件和涂料应符合设计文件、本规程第4章及国家现行有关标准的规定,应具有质量合格证明文件,并经进场检验合格后使用。常用焊接材料标准宜按表9.2.2-1采用,钢结构连接用紧固件标准宜按表9.2.2-2采用,并应符合下列规定:

  1  严禁使用药皮脱落或焊芯生锈的焊条,受潮结块或已熔烧过的焊剂以及生锈的焊丝。用于栓钉焊的栓钉,其表面不得有影响使用的裂纹、条痕、凹痕和毛刺等缺陷。

  2  焊接材料应集中管理,建立专用仓库,库内要干燥,通风良好,同时应满足产品说明书的要求。

  3  螺栓应在干燥通风的室内存放。高强度螺栓的入库验收,应按现行行业标准《钢结构高强度螺栓连接技术规程》JGJ 82的要求进行,严禁使用锈蚀、沾污、受潮、碰伤和混批的高强度螺栓。

  4  涂料应符合设计要求,并存放在专门的仓库内,不得使用过期、变质、结块失效的涂料。

表9.2.2-1  常用焊接材料标准

表9.2.2-2  钢结构连接用紧固件标准

条文说明

9.2.2  本条款提到的各种焊接材料、螺栓、防腐材料,为国家标准规定的产品或设计文件规定使用的产品,故均应符合国家标准的规定和设计要求,并应有质量证明书。
选用的焊接材料,应与构件所用钢材的强度相匹配,必要时应通过试验确定。表4、表5仅做参考,选用时应根据焊接工艺的具体情况作出适当的修正。厚板的焊接,特别是当低合金结构钢的板厚大于25mm时,应采用碱性低氢焊条,若采用酸性焊条,会使焊缝金属大量吸收氢,甚至引起焊缝开裂。




本条款对焊接材料的贮存和管理做了必要的规定,编写时参考了现行行业标准《焊接材料质量管理规程》JB/T 3223、焊接材料产品样本等资料。由于各种资料提法不一,本规程仅对两项指标进行了一般性的规定。焊接材料保管的好坏对焊接质量影响很大,因此在条件许可时,应从严控制各项指标。
螺栓的质量优劣对连接部位的质量和安全以及构件寿命的长短都有影响,所以应严格按规定存放、管理和使用。扭矩系数是高强度螺栓的重要指标,若螺栓碰伤、混批,扭矩系数就无法保证,因此有以上问题的高强度螺栓应禁用。
在腐蚀损失中,钢结构的腐蚀损失占有重要份额,因此对高层民用建筑钢结构采用的防腐涂料的质量,应给予足够重视。对防腐涂料应加强管理,禁止使用失效涂料,保证涂装质量。

9.3 放样、号料和切割

9.3.1 -9.3.2

9.3.1  放样和号料应符合下列规定:

  1  需要放样的工件应根据批准的施工详图放出足尺节点大样;

  2  放样和号料应预留收缩量(包括现场焊接收缩量)及切割、铣端等需要的加工余量,钢框架柱尚应按设计要求预留弹性压缩量。


9.3.2  钢框架柱的弹性压缩量,应按结构自重(包括钢结构、楼板、幕墙等的重量)和经常作用的活荷载产生的柱轴力计算。相邻柱的弹性压缩量相差不超过5mm时,可采用相同的压缩量。

  柱压缩量应由设计单位提出,由制作单位、安装单位和设计单位协商确定。

条文说明

9.3.1  为保证钢结构的制作质量,凡几何形状不规则的节点,均应按1:1放足尺大样,核对安装尺寸和焊缝长度,并根据需要制作样板或样杆。
焊接收缩量可根据分析计算或参考经验数据确定,必要时应作工艺试验。


9.3.2  钢框架柱的弹性压缩量,应根据经常作用的荷载引起的柱轴力确定。压缩量与分担的荷载面积有关,周边柱压缩量较小,中间柱压缩量较大,因此,各柱的压缩量是不等的。根据日本《超高层建筑》构造篇的介绍,弹性压缩需要的长度增量在相邻柱间相差不超过5mm时,对梁的连接在容许范围之内,可以采用相同的增量。这样,可以按此原则将柱子分为若干组,从而减少增量值的种类。在钢结构和混凝土混合结构高层建筑中,混凝土剪力墙的压应力较低,而柱的压应力很高,二者的压缩量相差颇大,应予以特别重视。

9.3.3 -9.3.4

9.3.3  号料和切割应符合下列规定:

  1  主要受力构件和需要弯曲的构件,在号料时应按工艺规定的方向取料,弯曲件的外侧不应有冲样点和伤痕缺陷;

  2  号料应有利于切割和保证零件质量;

  3  型钢的下料,宜采用锯切。


9.3.4  框架梁端部过焊孔、圆弧半径和尺寸应符合本规程第8.3.3条的要求,孔壁表面应平整,不得采用手工切割。

条文说明

9.3.3  关于号料和切割的要求,要注意下列事项:
  1  弯曲件的取料方向,一般应使弯折线与钢材轧制方向垂直,以防止出现裂纹。
  2  号料工作应考虑切割的方法和条件,要便于切割下料工序的进行。
  3  钢结构制作中,宽翼缘型钢等材料采用锯切下料时,切割面一般不需再加工,从而可大大提高生产效率,宜普遍推广使用,但有端部铣平要求的构件,应按要求另行铣端。由于高层民用建筑钢结构构件的尺寸精度要求较高,下料时除锯切外,还应尽量使用自动切割、半自动切割、切板机等,以保证尺寸精度。

9.4 矫正和边缘加工

9.4.1

 矫正应符合下列规定:

  1  矫正可采用机械或有限度的加热(线状加热或点加热),不得采用损伤材料组织结构的方法;

  2  进行加热矫正时,应确保最高加热温度及冷却方法不损坏钢材材质。

条文说明

9.4.1  对矫正的要求可说明如下:
  1  本条规定了矫正的一般方法,强调要根据钢材的特性、工艺的可能性以及成形后的外观质量等因素,确定矫正方法;
  2  碳素结构钢和低合金高强度结构钢允许加热矫正的工艺要求,在现行国家标准《钢结构工程施工质量验收规范》GB 50205中已有具体规定,故本条只提出原则要求。

9.4.2

边缘加工应符合下列规定:

  1  需边缘加工的零件,宜采用精密切割来代替机械加工;

  2  焊接坡口加工宜采用自动切割、半自动切割、坡口机、刨边等方法进行;

  3  坡口加工时,应用样板控制坡口角度和各部分尺寸;

  4  边缘加工的精度,应符合表9.4.2的规定。

表9.4.2  边缘加工的允许偏差

注:L为弦长。

条文说明

9.4.2  对边缘加工的要求,可说明如下:
  1  精密切割与普通火焰切割的切割机具和切割工艺过程基本相同,但精密切割采用精密割咀和丙烷气,切割后断面的平整和尺寸精度均高于普通火焰切割,可完成焊接坡口加工等,以代替刨床加工,对提高切割质量和经济效益有很大益处。本条规定的目的,是提高制作质量和促进我国钢结构制作工艺的进步。
  2  钢结构的焊接坡口形式较多,精度要求较高,采用手工方法加工难以保证质量,应尽量使用机械加工。
  3  使用样板控制焊接坡口尺寸及角度的方法,是方便可行的,但要时常检验,应在自检、互检和交检的控制下,确保其质量。
  4  本条参考了现行国家标准《钢结构工程施工质量验收规范》GB 50205的规定,并增加了被加工表面的缺口、清渣及坡度的要求,为了更为明确,以表格的形式表示。
在表9.4.2中,边线是指刨边或铣边加工后的边线,规定的容许偏差是根据零件尺寸或不经划线刨边和铣边的零件尺寸的容许偏差确定的,弯曲矢高的偏差不得与尺寸偏差叠加。

9.5 组装

9.5.1 -9.5.2

9.5.1  钢结构构件组装应符合下列规定:

  1  组装应按制作工艺规定的顺序进行;

  2  组装前应对零部件进行严格检查,填写实测记录,制作必要的工装。


9.5.2  组装允许偏差,应符合现行国家标准《钢结构工程施工质量验收规范》GB 50205的有关规定。

条文说明

9.5.1  对组装的要求,可作如下说明:
  1  构件的组装工艺要根据高层民用建筑钢结构的特点来考虑。组装工艺应包括:组装次序、收缩量分配、定位点、偏差要求、工装设计等。
  2  零部件的检查应在组装前进行,应检查编号、数量、几何尺寸、变形和有害缺陷等。


9.5.2  组装允许偏差,按照现行国家标准《钢结构工程施工质量验收规范》GB 50205的有关规定执行。

9.6 焊接

9.6.1 -9.6.2

9.6.1  从事钢结构各种焊接工作的焊工,应按现行国家标准《钢结构焊接规范》GB 50661的规定经考试并取得合格证后,方可进行操作。


9.6.2  在钢结构中首次采用的钢种、焊接材料、接头形式、坡口形式及工艺方法,应进行焊接工艺评定,其评定结果应符合设计及现行国家标准《钢结构焊接规范》GB 50661的规定。

条文说明

9.6.1  高层民用建筑钢结构的焊接与一般建筑钢结构的焊接有所不同,对焊工的技术水平要求更高,特别是几种新的焊接方法的采用,使得焊工的培训工作显得更为重要。因此,在施工中焊工应按照其技术水平从事相应的焊接工作,以保证焊接质量。
停焊时间的增加和技术的老化,都将直接影响焊接质量。因此,对焊工应每三年考核一次,停焊超过半年的焊工应重新进行考核。


9.6.2  首次采用是指本单位在此以前未曾使用过的钢材、焊接材料、接头形式及工艺方法,都必须进行工艺评定。工艺评定应对可焊性、工艺性和力学性能等方面进行试验和鉴定,达到规定标准后方可用于正式施工。在工艺评定中应选出正确的工艺参数指导实际生产,以保证焊接质量能满足设计要求。

9.6.3 -9.6.4

9.6.3  钢结构的焊接工作,必须在焊接工程师的指导下进行;并应根据工艺评定合格的试验结果和数据,编制焊接工艺文件。焊接工作应严格按照所编工艺文件中规定的焊接方法、工艺参数、施焊顺序等进行;并应符合现行国家标准《钢结构焊接规范》GB 50661的规定。


9.6.4  低氢型焊条在使用前必须按照产品说明书的规定进行烘焙。烘焙后的焊条应放入恒温箱备用,恒温温度不应小于120℃。使用中应置于保温桶中。烘焙合格的焊条外露在空气中超过4h的应重新烘焙。焊条的反复烘焙次数不应超过2次。

条文说明

9.6.3  高层民用建筑钢结构对焊接质量的要求高,厚板较多、新的接头形式和焊接方法的采用,都对工艺措施提出更严格的要求。因此,焊接工作必须在焊接工程师的指导下进行,并应制定工艺文件,指导施工。
施工中应严格按照工艺文件的规定执行,在有疑义时,施工人员不得擅自修改,应上报技术部门,由主管工程师根据情况进行处理。


9.6.4  由于生产的焊条各个厂都有各自的配方和工艺流程,控制含水率的措施也有差异,因此本规程对焊条的烘焙温度和时间未做具体规定,仅规定按产品说明书的要求进行烘焙。
低氢型焊条的烘焙次数过多,药皮中的铁合金容易氧化,分解碳酸盐,易老化变质,降低焊接质量,所以本规程对反复烘焙次数进行了控制,以不超过二次为限。
本条款的制定,参考了国家现行标准《焊接材料质量管理规程》JB/T 3223、《钢结构焊接规范》GB 50661和美国标准《钢结构焊接规范》ANSI/AWS D1.1-88。

9.6.5 -9.6.6

9.6.5  焊剂在使用前必须按产品说明书的规定进行烘焙。焊丝必须除净锈蚀、油污及其他污物。


9.6.6  二氧化碳气体纯度不应低于99.9%(体积法),其含水量不应大于0.005%(重量法)。若使用瓶装气体,瓶内气体压力低于1MPa时应停止使用。


条文说明

9.6.5  为了严格控制焊剂中的含水量,焊剂在使用前必须按规定进行烘焙。焊丝表面的油污和锈蚀在高温作用下会分解出气体,易在焊缝中造成气孔和裂纹等缺陷,因此,对焊丝表面必须仔细进行清理。


9.6.6  本条款选自原国家机械委员会颁布的《二氧化碳气体保护焊工艺规程》JB 2286-87、用于二氧化碳气体保护焊的保护气体,必须满足本条款之规定数值,方可达到良好的保护效果。

9.6.7 -9.6.8

9.6.7  当采用气体保护焊接时,焊接区域的风速应加以限制。风速在2m/s以上时,应设置挡风装置,对焊接现场进行防护。


9.6.8  焊接开始前,应复查组装质量、定位焊质量和焊接部位的清理情况。如不符合要求,应修正合格后方准施焊。


条文说明

9.6.7  焊接场地的风速大时,会破坏二氧化碳气体对焊接电弧的保护作用,导致焊缝产生缺陷。因此,本条给出了风速限值,超过此限值时应设置防护装置。


9.6.8  装配间隙过大会影响焊接质量,降低接头强度。定位焊的施焊条件较差,出现各种缺陷的机会较多。焊接区的油污、锈蚀在高温作用下分解出气体,易造成气孔、裂纹等缺陷。据此,特对焊前进行检查和修整做出规定。

9.6.9 -9.6.10

9.6.9  对接接头、T形接头和要求全熔透的角部焊缝,应在焊缝两端配置引弧板和引出板。手工焊引板长度不应小于25mm,埋弧自动焊引板长度不应小于80mm,引焊到引板的焊缝长度不得小于引板长度的2/3。


9.6.10  引弧应在焊道处进行,严禁在焊道区以外的母材上打火引弧。


条文说明

9.6.9  本条是对一些较重要的焊缝应配置引弧板和引出板作出的具体规定。焊缝通过引板过渡升温,可以防止构件端部未焊透、未熔合等缺陷,同时也对消除熄弧处弧坑有利。


9.6.10  在焊区以外的母材上打火引弧,会导致被烧伤母材表面应力集中,缺口附近的断裂韧性值降低,承受动荷载时的疲劳强度也将受到影响,特别是低合金结构钢对缺口的敏感性高于碳素结构钢,故更应避免“乱打弧”现象。

9.6.11 -9.6.12

9.6.11  焊接时应根据工作地点的环境温度、钢材材质和厚度,选择相应的预热温度对焊件进行预热。无特殊要求时,可按表9.6.11选取预热温度。凡需预热的构件,焊前应在焊道两侧各100mm范围内均匀进行预热,预热温度的测量应在距焊道50mm处进行。当工作地点的环境温度为0℃以下时,焊接件的预热温度应通过试验确定。

表9.6.11  常用的预热温度


9.6.12  板厚超过30mm,且有淬硬倾向和拘束度较大低合金高强度结构钢的焊接,必要时可进行后热处理。后热处理的时间应按每25mm板厚为1h。

  后热处理应于焊后立即进行。后热的加热范围为焊缝两侧各100mm,温度的测量应在距焊缝中心线75mm处进行。焊缝后热达到规定温度后,应按规定时间保温,然后使焊件缓慢冷却至常温。

条文说明

9.6.11  本条的制定参考了现行国家标准《钢结构工程施工质量验收规范》GB 50205和部分国内高层民用建筑钢结构制作的有关技术资料。钢板厚度越大,散热速度越快,焊接热影响区易形成组织硬化,生成焊接残余应力,使焊缝金属和熔合线附近产生裂纹。当板厚超过一定数值时,用预热的办法减慢冷却速度,有利于氢的逸出和降低残余应力,是防止裂纹的一项工艺措施。
本条仅给出了环境温度为0℃以上时的预热温度,对于环境温度在0℃以下者未做具体规定,制作单位应通过试验确定适当的预热温度。


9.6.12  后热处理也是防止裂纹的一项措施,一般与预热措施配合使用。后热处理使焊件从焊后温度过渡到环境温度的过程延长,即降低冷却速度,有利于焊缝中氢的逸出,能较好地防止冷裂纹的产生,同时能调整焊接收缩应力,防止收缩应力裂纹。考虑到高层民用建筑钢结构厚板较多,防止裂纹是关键问题之一,故将后热处理列入规程条款中。因各工程的具体情况不同,各制作单位的施焊条件也不同,所以未做硬性规定,制作单位应通过工艺评定来确定工艺措施。

9.6.13

要求全熔透的两面焊焊缝,正面焊完成后在焊背面之前,应认真清除焊缝根部的熔渣、焊瘤和未焊透部分,直至露出正面焊缝金属时方可进行背面的焊接。


条文说明

9.6.13  高层民用建筑钢结构的主要受力节点中,要求全熔透的焊缝较多,清根则是保证焊缝熔透的措施之一。清根方法以碳弧气刨为宜,清根工作应由培训合格的人员进行,以保证清根质量。

9.6.14

 30mm以上厚板的焊接,为防止在厚度方向出现层状撕裂,宜采取下列措施:

  1  将易发生层状撕裂部位的接头设计成拘束度小、能减小层状撕裂的构造形式(图9.6.14);

                                                                                   

图9.6.14  能减少层状撕裂的构造形式

  2  焊接前,对母材焊道中心线两侧各2倍板厚加30mm的区域内进行超声波探伤检查。母材中不得有裂纹、夹层及分层等缺陷存在;

  3  严格控制焊接顺序,尽可能减小垂直于板面方向的拘束;

  4  根据母材的Ceq(碳当量)和Pcm(焊接裂纹敏感性指数)值选择正确的预热温度和必要的后热处理;

  5  采用低氢型焊条施焊,必要时可采用超低氢型焊条。在满足设计强度要求的前提下,采用屈服强度较低的焊条。

条文说明

9.6.14  层状撕裂的产生是由于焊缝中存在收缩应力,当接头处拘束度过大时,会导致沿板厚度方向产生较大的拉力,此时若钢板中存在片状硫化夹杂物,就易产生层状撕裂。厚板在高层民用建筑钢结构中应用较多,特别是大于50mm厚板的使用,存在着层状撕裂的危险。因此,防止沿厚度方向产生层状撕裂是梁柱接头中最值得注意的问题。根据国内外一些资料的介绍和一些制作单位的经验,本条款综合给出了几个方面可采取的措施。由于裂纹的形成是错综复杂的,所以施工中应采取哪些措施,需依据具体情况具体分析而定。
碳当量法是将各种元素按相当于含碳量的作用总合起来,碳是各种合金元素中对钢材淬硬、冷裂影响最明显的因素,国际焊接学会推荐的碳当量为Ceq(%)=C+Mn/6+(Ni+Cu)/15+(Cr+Mo+V)/5,Ceq值越高,钢材的淬硬倾向越大,需较高的预热温度和严格的工艺措施。
焊接裂纹敏感系数是日本提出和应用的,它计入钢材化学成分,同时考虑板厚和焊缝含氢量对裂纹倾向的影响,由此求出防止裂纹的预热温度。焊接裂纹敏感性指数Pcm(%)=C+Si/30+Mn/20+Cu/20+Ni/60+Cr/20+Mo/15+V/10+5B,预热温度T℃=1440Pcm—392。

9.6.15

高层民用建筑钢结构箱形柱内横隔板的焊接,可采用熔嘴电渣焊设备进行焊接。箱形构件封闭后,通过预留孔用两台焊机同时进行电渣焊(图9.6.15),施焊时应注意下列事项:

  1  施焊现场的相对湿度等于或大于90%时,应停止焊接;

  2  熔嘴孔内不得受潮、生锈或有污物;

  3  应保证稳定的网路电压;

  4  电渣焊施焊前必须做工艺试验,确定焊接工艺参数和施焊方法;

  5  焊接衬板的下料、加工及装配应严格控制质量和精度,使其与横隔板和翼缘板紧密贴合;当装配缝隙大于1mm时,应采取措施进行修整和补救;

  6  同一横隔板两侧的电渣焊宜同时施焊,并一次焊接成型;

  7  当翼缘板较薄时,翼缘板外部的焊接部位应安装水冷却装置;

  8  焊道两端应按要求设置引弧和引出套筒;

  9  熔嘴应保持在焊道的中心位置;

  10  焊接起动及焊接过程中,应逐渐少量加入焊剂;

  11  焊接过程中应随时注意调整电压;

  12  焊接过程应保持焊件的赤热状态;

                                                                                                       

图9.6.15  箱形柱横隔板的电渣焊

1-横隔板;2-电渣焊部位;3-衬板;4-翼缘板;5-腹板

  13  对厚度大于等于70mm的厚板焊接时,应考虑预热以加快渣池的形成。

条文说明

9.6.15  消耗熔嘴电渣焊在高层民用建筑钢结构中是常用的一种焊接技术,由于熔嘴电渣焊的施焊部位是封闭的,消除缺陷相当困难,因此要求改善焊接环境和施焊条件,当出现影响焊接质量的情况时,应停止焊接。
为保证焊接工作的正常进行,对垫板下料和加工精度应严格要求,并应严格控制装配间隙。间隙过大易使熔池铁水泄漏,造成缺陷。当间隙大于1mm时,应进行修整和补救。
焊接时应由两台电渣焊机在构件两侧同时施焊,以防焊件变形。因焊接电压随焊接过程而变化,施焊时应随时注意调整,以保持规定数值。
焊接过程中应使焊件处于赤热状态,其表面温度在800℃以上时熔合良好,当表面温度不足800℃时,应适当调整焊接工艺参数,适量增加渣池的总热能。采用电渣焊的板材宜选用热轧、正火的钢材。

9.6.16

栓钉焊接应符合下列规定:

  1  焊接前应将构件焊接面上的水、锈、油等有害杂质清除干净,并应按规定烘焙瓷环;

  2  栓钉焊电源应与其他电源分开,工作区应远离磁场或采取措施避免磁场对焊接的影响;

  3  施焊构件应水平放置。


条文说明

9.6.16  栓钉焊接面上的水、锈、油等有害杂质对焊接质量有影响,因此,在焊接前应将焊接面上的杂质仔细清除干净,以保证栓焊的顺利进行。从事栓钉焊的焊工应经过专门训练,栓钉焊所用电源应为专门电源,在与其他电源并用时必须有足够的容量。

9.6.17

栓钉焊应按下列规定进行质量检验:

  1  目测检查栓钉焊接部位的外观,四周的熔化金属应以形成一均匀小圈而无缺陷为合格。

  2  焊接后,自钉头表面算起的栓钉高度L的允许偏差应为±2mm,栓钉偏离竖直方向的倾斜角度θ应小于等于5°(图9.6.17)。

图9.6.17  栓钉的焊接要求

3  目测检查合格后,对栓钉进行弯曲试验,弯曲角度为30°。在焊接面上不得有任何缺陷。

  栓钉焊的弯曲试验采取抽样检查。取样率为每批同类构件抽查10%,且不应少于10件;被抽查构件中,每件检查焊钉数量的1%,但不应少于1个。试验可用手锤进行,试验时应使拉力作用在熔化金属最少的一侧。当达到规定弯曲角度时,焊接面上无任何缺陷为合格。抽样栓钉不合格时,应再取两个栓钉进行试验,只要其中一个仍不符合要求,则余下的全部栓钉都应进行试验。

  4  经弯曲试验合格的栓钉可在弯曲状态下使用,不合格的栓钉应更换,并应经弯曲试验检验。

条文说明

9.6.17  栓钉焊是一种特殊焊接方法,其检查方法不同于其他焊接方法,因此,本规程将栓钉焊的质量检验作为一项专门条款给出。本条款的编制按现行国家标准《钢结构工程施工质量验收规范》GB 50205和参考了日本的有关标准和资料。
栓钉焊缝外观应全部检查,其焊肉形状应整齐,焊接部位应全部熔合。
需更换不合格栓钉时,在去掉旧栓钉以后,焊接新栓钉之前,应先修补母材,将母材缺损处磨修平整,然后再焊新栓钉,更换过的栓钉应重新做弯曲试验,以检验新栓钉的焊接质量。

9.6.18

焊缝质量的外观检查,应按设计文件规定的标准在焊缝冷却后进行。由低合金高强度结构钢焊接而成的大型梁柱构件以及厚板焊接件,应在完成焊接工作24h后,对焊缝及热影响区是否存在裂缝进行复查。

  1  焊缝表面应均匀、平滑,无折皱、间断和未满焊,并与基本金属平缓连接,严禁有裂纹、夹渣、焊瘤、烧穿、弧坑、针状气孔和熔合性飞溅等缺陷;

  2  所有焊缝均应进行外观检查,当发现有裂纹疑点时,可用磁粉探伤或着色渗透探伤进行复查。设计文件无规定时,焊缝质量的外观检查可按表9.6.18-1及表9.6.18-2的规定执行。

表9.6.18-1  焊缝外观质量要求

注:t为母材厚度。

表9.6.18-2  焊缝余高和错边允许偏差

注:t为对接接头较薄母材厚度。

条文说明

9.6.18  本条款对焊缝质量的外观检查时间进行了规定,这里考虑延迟裂纹的出现需要一定的时间,而高层民用建筑钢结构构件采用低合金高强度结构钢及厚板较多,存在延迟断裂的可能性更大,对构件的安全存在着潜在的危险,因此应对焊缝的检查时间进行控制。考虑到实际生产情况,将全部检查项目都放到24h后进行有一定困难,所以仅对24h后应对裂纹倾向进行复验作出了规定。
本条款在严禁的缺陷一项中,增加了熔合性飞溅的内容。当熔合性飞溅严重时,说明施焊中的焊接热能量过大,由此造成施焊区温度过高,接头韧性降低,影响接头质量,因此,对焊接中出现的熔合性飞溅要严加控制。
焊缝质量的外观检验标准大部分均由设计规定,设计无规定者极少。本规程给出的表9.6.18-1、表9.6.18-2仅用于设计无规定时。该表的编制,参考了现行国家标准《钢结构焊接规范》GB 50661。

9.6.19

焊缝的超声波探伤检查应按下列规定进行:

  1  图纸和技术文件要求全熔透的焊缝,应进行超声波探伤检查。

  2  超声波探伤检查应在焊缝外观检查合格后进行。焊缝表面不规则及有关部位不清洁的程度,应不妨碍探伤的进行和缺陷的辨认,不满足上述要求时事前应对需探伤的焊缝区域进行铲磨和修整。

  3  全熔透焊缝的超声波探伤检查数量,应由设计文件确定。设计文件无明确要求时,应根据构件的受力情况确定;受拉焊缝应100%检查;受压焊缝可抽查50%,当发现有超过标准的缺陷时,应全部进行超声波检查。

  4  超声波探伤检查应根据设计文件规定的标准进行。设计文件无规定时,超声波探伤的检查等级按现行国家标准《焊缝无损检测  超声检测  技术、检测等级和评定》GB/T 11345标准中规定的B级要求执行,受拉焊缝的评定等级为B检查等级中的Ⅰ级,受压焊缝的评定等级为B检查等级中的Ⅱ级。

  5  超声波检查应做详细记录,并应写出检查报告。

条文说明

9.6.19  钢结构节点部位中,有相当一部分是要求全熔透的,因此,本规程特将焊缝的超声波检查探伤作为一个专门条款提出。
按照现行国家标准《钢结构工程施工质量验收规范》GB 50205的规定,焊缝检验分为三个等级,一级用于动荷载或静荷载受拉,二级用于动荷载或静荷载受压,三级用于其他角焊缝。本条款给出的超检数量,参考了该规范的规定。在现行国家标准《焊缝无损检测  超声检测  技术、检测等级和评定》GB/T 11345中,按检验的完善程度分为A、B、C三个等级。A级最低,B级一般,C级最高。评定等级分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四个等级,Ⅰ级最高、Ⅳ级最低。根据高层民用建筑钢结构的特点和要求以及施工单位的建议,本条款比照《焊缝无损检测  超声检测技术、检测等级和评定》GB/T 11345的规定,给出了高层民用建筑钢结构受拉、受压焊缝应达到的检验等级和评定等级。
本条款给出的超声波检查数量和等级标准,仅限于设计文件无规定时使用。

9.6.20

经检查发现的焊缝不合格部位,必须进行返修。

  1  当焊缝有裂纹、未焊透和超标准的夹渣、气孔时,必须将缺陷清除后重焊。清除可用碳弧气刨或气割进行。

  2  焊缝出现裂纹时,应进行原因分析,并制定出修复措施后方可返修。当裂纹界限清楚时,应从裂纹两端加长50mm处开始,沿裂纹全长进行清除后再焊接。

  3  对焊缝上出现的间断、凹坑、尺寸不足、弧坑、咬边等缺陷,应予补焊。补焊焊条直径不宜大于4mm。

  4  修补后的焊缝应用砂轮进行修磨,并应按要求重新进行检查。

  5  低合金高强度结构钢焊缝,在同一处返修次数不得超过2次。对经过2次返修仍不合格的焊缝,应会同设计或有关部门研究处理。

条文说明

9.6.20  为保证焊接质量,应对不合格焊缝的返修工作给予充分重视,一般应编制返修工艺。本规程仅对几种返修方法作出了一般性规定,施工单位还应根据具体情况作出返修方法的规定。
焊接裂纹是焊接工作中最危险的缺陷,也是导致结构脆性断裂的原因之一。焊缝产生裂纹的原因很多,也很复杂,一般较难分辨清楚。因此,焊工不得随意修补裂纹,必须由技术人员制定出返修措施后再进行返修。
本条款对低合金高强度结构钢的返修次数作出了明确规定。因低合金高强度结构钢在同一处返修的次数过多,容易损伤合金元素,在热影响区产生晶粒粗大和硬脆过热组织,并伴有较大残余应力停滞在返修区段,易发生质量事故。

9.7 制孔

9.7.1

 制孔应按下列规定进行:

  1  宜采用下列制孔方法:

      1)使用多轴立式钻床或数控机床等制孔;

      2)同类孔径较多时,采用模板制孔;

      3)小批量生产的孔,采用样板划线制孔;

      4)精度要求较高时,整体构件采用成品制孔。

  2  制孔过程中,孔壁应保持与构件表面垂直。

  3  孔周围的毛刺、飞边,应用砂轮等清除。

条文说明

9.7.1  制孔分零件制孔和成品制孔,即组装前制孔和组装后制孔。
保证孔的精度可以有很多方法,目前国外广泛使用的多轴立式钻床、数控钻床等,可以达到很高精度,消除了尺寸误差,但这些设备国内还不普及,所以本规程推荐模板制孔的方法。正确使用钻模制孔,可以保证高强度螺栓组装孔和工地安装孔的精度。采用模板制孔应注意零件、构件与模板贴紧,以免铁屑进入钻套。零件、构件上的中心线与模板中心线要对齐。

9.7.2 -9.7.3

9.7.2  高强度螺栓孔的精度应为H15级,孔径的允许偏差应符合表9.7.2的规定。

表9.7.2  高强度螺栓孔径的允许偏差


9.7.3  孔在零件、部件上的位置,应符合设计文件的要求。当设计无要求时,成孔后任意两孔间距离的允许偏差,应符合表9.7.3的规定。

表9.7.3  孔间距离的允许偏差

9.7.4

 过焊孔的加工应符合下列规定:

  1  过焊孔加工,应根据加工图的要求。

  2  当对工字形截面端部坡口的加工没有注明要设置过焊孔时,可采用下列方法之一:

      1)不设过焊孔(图9.7.4-1)按下列规定制作:

图9.7.4-1  不设过焊孔时的加工形状

      2)设置过焊孔(图9.7.4-2),过焊孔的曲线圆弧应与翼缘相切,其中,r1=35mm,r2=10mm,半径改变和与翼缘相切处应光滑过渡。

图9.7.4-2  过焊孔的加工

  3  过焊孔加工采用切削加工机或带有固定件手动气切加工机。当用手动气切切割机时,过焊孔圆弧的曲线与翼缘连接处应光滑,采用修边器修正。梁柱连接以外的过焊孔加工精度:当切削面的粗糙度为Rz≤100μm时,槽口深度应为1mm以下;当此精度不能确保时,应采用修边器修正。

条文说明

9.7.4  钢框架梁与柱连接中的梁端过焊孔,有以下几种形式:
  1)柱贯通型连接中的常规过焊孔;
  2)柱贯通型连接中的梁上翼缘无过焊孔形式;
  3)梁贯通型连接中的常规过焊孔;
  4)梁贯通型连接中的无过焊孔形式。
本条是引用了《日本建筑工程标准JASS 6钢结构工程》(2007)中的新构造规定。翼缘无过焊孔的连接目前在日本钢结构制作中应用已较多且颇受欢迎,因为它既有较好的抗震性能,又省工。随着电渣焊限定柱壁板厚度(不小于16mm),梁贯通型连接已难以避免,势在必行。本条也列入了梁贯通型连接有过焊孔和无过焊孔的构造形式,供设计和施工时参考。

9.8 摩擦面的加工

9.8.1-9.8.2

9.8.1  采用高强度螺栓连接时,应对构件摩擦面进行加工处理。处理后的抗滑移系数应符合设计要求。


9.8.2  高强度螺栓连接摩擦面的加工,可采用喷砂、抛丸和砂轮打磨等方法。砂轮打磨方向应与构件受力方向垂直,且打磨范围不得小于螺栓直径的4倍。

条文说明

9.8.1  高强度螺栓结合面的加工,是为了保证连接接触面的抗滑移系数达到设计要求。结合面加工的方法和要求,应按现行行业标准《钢结构高强度螺栓连接技术规程》JGJ 82执行。


9.8.2  本条参考现行国家标准《钢结构工程施工质量验收规范》GB 50205,规定了喷砂、抛丸和砂轮打磨等方法,是为方便施工单位根据自己的条件选择。但不论选用哪一种方法,凡经加工过的表面,其抗滑移系数值必须达到设计要求。
本条文去掉了酸洗加工的方法,是因为现行国家标准《钢结构设计规范》GB 50017已不允许用酸洗加工,而且酸洗在建筑结构上很难做到,即使小型构件能用酸洗,残存的酸液往往会继续腐蚀连接面。

9.8.3 -9.8.5

9.8.3  经处理的摩擦面应采取防油污和损伤的保护措施。


9.8.4  制作厂应在钢结构制作的同时进行抗滑移系数试验,并出具试验报告。试验报告应写明试验方法和结果。


9.8.5  应根据现行行业标准《钢结构高强度螺栓连接技术规程》JGJ 82的规定或设计文件的要求,制作材质和处理方法相同的复验抗滑移系数用的试件,并与构件同时移交。


条文说明

9.8.3  经过处理的抗滑移面,如有油污或涂有油漆等物,将会降低抗滑移系数值,故对加工好的连接面必须加以保护。


9.8.4  本条规定了制作单位进行抗滑移系数试验的时间和试验报告的主要内容。一般说来,制作单位宜在钢结构制作前进行抗滑移系数试验,并将其纳人工艺,指导生产。


9.8.5  本条规定了高强度螺栓抗滑移系数试件的制作依据和标准。考虑到我国目前高层民用建筑钢结构施工有采用国外标准的工程,所以本文中也允许按设计文件规定的制作标准制作试件。

9.9 端部加工

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