钢结构焊接要求.pdf

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1、建筑钢结构设计对焊接的基本要求蔡益燕中国建筑标准有设计研究院EssentialRequirementsonweldinginBuildingSteelStructureDesignbyCaiyiyanConsultantofChinaInstituteofBuildingStandardDesignandResearchⅠ建筑钢结构设计对焊接用钢材的要求Ⅱ建筑钢结构设计对焊接的基本要求Ⅲ设计和制作中的一些问题我国钢结构抗震设计在钢材选用时遵循AISC提出的下列基本要求：·屈强比不大于0.85（早期规定强屈比不小于1.2，1997改为屈强比不大于0.85）；·有明

2、显屈服台阶；·伸长率不小于20%(标距50mm)；·有良好的可焊性。其中，前三项是关于钢材的延性，第四项是钢材的可焊性。1997AISC对抗震结构钢材的选用规定：在地震作用组合下预期会出现非弹性受力的构件，所用钢材的屈服强度不得大于50ksi（345Mpa）；•A913Grade60（相当于420MPa）可用于抗震体系；•A913Grade65（相当于460MPa）只能用于符合强柱弱梁要求的柱子,除柱脚外不能出现塑性铰。2005AISC修改部分：•地震作用组合下预期会出现非弹性受力的构件用钢材的最低屈服强度不得大于345MPa(50ksi)的规定，仅限于下列结构

3、：SMF（特殊抗弯框架）IMF（中等抗弯框架）STMF（特殊桁架式抗弯框架）SCBF（特殊中心支撑框架）EBF（偏心支撑框架）BRBF（无粘结支撑框架）下列结构所用钢材最低屈服强度不大于380Mpa(55ksi)即可:OMF（普通抗弯框架）；OCBF（普通中心支撑框架）。超强特厚钢板在建筑中应用举例•我国一些新建的高层建筑（如北京新保利大厦）及其它大型钢结构工程（国家体育场，中央电视台等），是国外设计的，采用了钢板最大厚度达140mm、强度达460MPa的钢材。••我国自2000年以来，也自行开发和生产了相当于日本SN系列的390、420、460Mpa等强度等级

4、的钢材，并已在一些工程中应用•日本在超高层建筑中采用调质钢（TMCP）的极厚钢板和H型钢，有用到SA440的高性能钢，对焊接有何特殊要求，还有待了解。•超强特厚钢材在焊接结构中的合理应用，成为我国设计人员关注的热点。卢森堡阿尔贝特公司供应的钢材产品，经测试，420Mpa钢的伸长率可达到伸长率20%，但460Mpa钢达不到此限值。我国对Z向钢的应用规定我国《高层民用建筑钢结构技术规程》JGJ99-98规定。厚度大于50mm时板厚方向性能不得小于Z15；《建筑抗震设计规范》GB50011-2001修改为板厚40mm以上应采用Z15。表1Z向钢的等级Z向性能等拉伸时断

5、面收硫含量级缩率Z15≥15%S≤0.010Z25≥25%S≤0.007Z35≥35%S≤0.005我国目前强度345MPa的低合金结构钢的部分产品，有的不到40mm就在焊接时出现层状撕裂,表明该强度等级钢材存在可焊性不稳定现象。我国钢结构制作经验表明，厚板不用Z向钢是冒险的。我们要提醒用户，对厚度界于30mm～40mm的345MP国产钢板,在下料前应加强检验，以免给制作造成困难。对焊缝冲击韧性的要求AISC规定,在焊接组合截面中，板厚等于或大于1.5″(38mm),用于抗侧力体系时,要求主要受力焊缝具有-21℃时27J的冲击韧性。我国抗震规范GB50011规定

6、：8度乙类建筑或9度时，当翼缘板厚大于40mm时，其梁端对接焊缝的夏比冲击值应不小于-21℃时27J。即适用范围暂限于梁翼缘端部焊缝。Ⅱ．钢结构设计对焊接的基本要求1.要分清主结构和次结2.主结构的关键性焊缝3.焊缝要采用正确的设计方法4.要采用正确的连接构造要分清主结构和次结构主结构（或主要抗侧力体系）之间连接应符合抗震设计要求：·对承载力、稳定性、变形和耗能能力起主要作用；·框架梁、柱、支撑、剪力墙板等构成主要结构体系；·主要连接部位：梁与柱的连接，支撑与框架的连接、柱脚的连接：次结构（次要构件和围护结构）：·不承受地震作用，其连接不需符合抗震要求；·如楼盖

7、次梁、屋面构件、外墙等是次要构件。主结构的关键性焊缝按AISC-2005规定，下列是焊缝是最重要的：·梁翼缘与柱的连接焊缝；·剪力板与柱的连接焊缝；·梁腹板与柱的连接焊缝；·柱的拼接焊缝。·偏心支撑中消能梁段与柱的连接焊缝、·消能梁段腹板与翼缘的连接焊缝。我国历来重视梁翼缘与柱间的对接焊缝和柱拼接的对接焊缝；但梁腹板（剪力板）与柱的连接，过去采用双面角焊缝；有的专业标准已规定16mm以上的梁腹板要采用K形焊缝；日本1995年震害给我们的启示：梁柱连接焊缝端部采用围焊。焊缝设计要求·非抗震结构的连接，通常采用按内力的进行设计；内力很小时，则要求连接的承载力不小于构

8、件承载力之半；·抗震框架