在膜結構項目中鋼結構拼接相關規范要求。
一、《鋼結構工程施工質量驗收規范》GB50205-2020
8.2.1 焊接H型鋼的翼緣板拼接縫和腹板拼接縫的間距不應小于200mm。翼緣板拼接長度不應小于2倍板寬,腹板拼接寬度不應小于300mm,長度不應小于600mm。
二、《鋼結構工程施工規范》GB50755-2012
9.2.1 焊接H型鋼的翼緣板拼接縫和腹板拼接縫的間距,不宜小于200mm。翼緣板拼接長度不應小于600mm;腹板拼接寬度不應小于300mm,長度不應小于600mm。
9.2.2 箱型構件的側板拼接長度不應小于600mm,相鄰兩側板拼接縫的間距不宜小于200mm,側板在寬度方向不宜拼接,當寬度超過2400mm確需拼接時,最小拼接寬度不宜小于板寬的1/4。
9.2.3 設計無特殊要求時,用于次要構件的熱軋型鋼可采用直口全熔透焊接拼接,其拼接長度不應小于600mm。
9.2.4 鋼管接長時每個節間宜為一個接頭,最短接長長度應符合下列規定:
1.當鋼管直徑d≤500mm時,不應小于500mm;
2.當鋼管直徑500mm<d≤1000mm時,不應小于直徑d;
3.當鋼管直徑>1000mm時,不應小于1000mm;4.當鋼管采用卷制方式加工成型時,可有若干個接頭,但最短接長長度應符合第1~3款的要求。
9.2.5 鋼管接長時,相鄰管節或管段的縱向焊縫應錯開,錯開的最小距離(沿弧長方向)不應小于鋼管壁厚的5倍,且不應小于200mm。
9.2.6部件拼接焊縫應符合設計文件的要求,當設計無要求時,應采用全熔透等強對接焊縫。
三、《鋼結構焊接規范》GB50661-2011
5.1.5焊縫質量等級應根據鋼結構的重要性、荷載特性、焊縫形式、工作環境以及應力狀態等情況,按下列原則選用:
1.在承受動荷載且需要進行疲勞驗算的構件中,凡要求與母材等強連接的焊縫應焊透,其質量等級應符合下列規定:
1)作用力垂直于焊縫長度方向的橫向對接焊縫或T形對接與角接組合焊縫,受拉時應為一級,受壓時不應低于二級。
2)作用力平行與焊縫長度方向的縱向對接焊縫不應低于二級。
3)鐵路、公路橋的橫梁接頭板與弦桿角焊縫應為一級,橋面板與弦桿角焊縫、橋面板與U形肋角焊縫不應低于二級。
4)重級工作制(A6~A8)和起重量Q≥50t的中級工作制(A4、A5)吊車梁的腹板與上翼緣板之間以及吊車桁架上弦桿與節點板之間的T形接頭焊縫應焊透,焊縫形式宜為對接與角接的組合焊縫,其質量等級不應低于二級。
2.不需要疲勞驗算的構件中,凡要求與母材等強的對接焊縫宜焊透,其質量等級受拉時不應低于二級,受壓時不宜低于二級。
3.部分焊透的對接焊縫,采用角焊縫或部分熔透的對接與角接組合焊縫的T形接頭,以及搭接連接角焊縫,其質量等級應符合下列規定:
1)直接承受動荷載且需要疲勞驗算的結構和吊車起重量等于或大于50t的中級工作制的吊車梁以及梁柱、牛腿等重要節點不應低于二級。
2)其他結構可為三級。
5.6.2工地安裝焊接節點形式應符合下列規定:
1 H形框架柱安裝拼裝接頭宜采用高強螺栓和焊接組合節點或全焊接節點[圖5.6.2-1(a)]、[圖5.6.2-1(b)]。采用高強度螺栓和焊接組合節點時,腹板應采用高強度螺栓連接,翼緣板應采用單面V形坡口加襯墊全焊透焊縫連接[圖5.6.2-1(c)]采用全焊接節點時,翼緣板應采用單V形坡口加襯墊全焊透焊縫,腹板宜采用K形坡口雙面部分焊透焊縫,反面不應清根;設計要求腹板全焊透時,如腹板厚度不大于20mm,宜采用單面V形坡口加襯墊焊接[圖5.6.2-1(d)],如腹板厚度大于20mm,宜采用K形坡口,應反面清根焊接[圖5.6.2-1(e)]。
2 鋼管及箱型框架柱安裝拼接應采用全焊接接頭,并應根據設計要求采用全焊透焊縫或部分焊透焊縫。全焊透焊縫坡口形式應采用單V形坡口加襯墊,見圖5.6.2-2。
3 桁架或框架梁中,焊接組合H形、T形或箱形梁的安裝拼接采用全焊接連接時,翼緣板與腹板拼接截面形式見圖5.6.2-3,工地安裝縱向焊縫焊接質量要求應與兩側工廠制作焊縫質量要求相同。
《建筑鋼結構焊接技術規程》JGJ81-2002中4.6.2.3表述:
桁架或框架梁中,焊接組合H形、T形或箱形梁的安裝拼接采用全焊接連接時,宜采用翼緣板與腹板拼接截面錯位的形式。H 形及T形截面組焊型鋼錯開距離宜不小于200mm。翼緣板與腹板之間的縱向連接焊縫應留下一段焊縫最后焊接,其與翼緣板對接焊縫的距離不小于300mm。腹板厚度大于20mm,宜采用X形坡口,反面清根雙面焊;腹板厚度不大于20mm,宜根據焊接位置采用V形坡口單面焊并反面清根后封焊,或采用V形坡口加墊板單面焊;箱形截面構件翼緣板與腹板接口距離宜大于500mm,其上、下翼緣板焊接宜采用V形剖口加墊板單面焊。其他要求與H形截面相同。
4框架柱與梁剛性連接時,應采用下列連接節點形式:
1)柱子上有懸臂梁時,梁的腹板與懸臂梁腹板宜采用高強螺栓連接;梁翼緣板與懸臂梁翼緣板的連接宜采用V形坡口加墊板單面全焊透焊縫連接[圖5.6.2-4(a)],也可采用雙面焊全焊透焊縫;
2)柱上無懸臂梁時,梁的腹板與柱上已焊好的承剪板宜用高強螺栓連接,梁翼緣板與柱身的連接應采用單邊V形坡口加墊襯墊單面全焊透焊縫[圖5.6.2-4(b)];
3)梁與H型柱弱軸方向剛性連接時,梁的腹板與柱的縱筋板宜用高強螺栓連接;梁的翼緣板與柱的橫隔板的連接應采用V形坡口加襯墊單面全焊透焊縫[圖5.6.2-4(c)]。
5 管材與空心球工地安裝焊接節點應采取下列形式:
1)鋼管內壁加套管作為單面焊接坡口的襯墊時,坡口角度、根部間隙及焊縫加強應符合下圖b要求:
2)鋼管內壁不用套管時,宜將管端加工成300~600折線形坡口,預裝配后應根據間隙尺寸要求,進行管端二次加工如圖c。
5.6.1 4 要求焊縫與母材等強和承受動荷載的對接接頭,其縱橫兩方向的對接縫,宜采用T形交叉,交叉點的距離不宜小于200mm,且拼接料的長度和寬度不宜小于300mm,如有特殊要求,施工圖應注明焊縫的位置。
四、《鐵路鋼橋制造規范》TB10212-2009
4.8.1 1 橋梁蓋、腹板接料長度不宜小于1000mm,寬度不得小于200mm,橫向接料焊縫軸線距孔中心不宜小于100mm。
2 板梁的腹板和箱型梁的蓋、腹板接料焊縫可為十字形或T字形,T字形交叉點間距不得小于200mm,腹板縱向接料焊縫宜布置在受壓區。
3 組裝時應將相鄰焊縫錯開,錯開的最小距離應符合如下圖:
同《公路橋涵施工技術規范》JTJ041-2000中17.2.5組裝2
五、《空間網格結構技術規程》JGJ7-2010
6.2.2 空間網格結構制作與安裝中所有寒風應符合設計要求。當設計無要求時應符合下列規定:
1 鋼管對接焊縫為一級焊縫;
2 球管對接焊縫、鋼管與封板(或錐頭)的對接焊縫應為二級焊縫。
3 支管與主管、支管與支管的相貫焊縫應符合現行行業標準《建筑鋼結構焊接技術規程》JGJ81的規定。
6.2.3 空間網格結構的桿件接長不得超過一次,接長桿件總數不應超過桿件的10%,并不得集中布置,桿件的對接焊縫距節點或端頭的最短距離不得小于500mm。
六、其他
參照鋼結構制造技術規程,其他鋼構公司的工藝文件
1、箱型構件的翼緣板拼接縫和腹板拼接縫的間距不宜小于500mm,翼緣板拼接長度不應小于其本身寬度的2倍;腹板拼接縫拼接長度也應小于其本身寬度的倍,且應大于600mm。翼緣板和腹板在寬度方向一般不宜拼接,盡量選擇整塊寬度板,對寬度超過2400mm以上的若要拼接,其最小寬度也不宜小于其板寬的1/4,且至少應大于600.
2、管桁架結構節點焊縫間距要求:
3、梁上附件不允許焊接在拼縫位置,要求錯縫不應小于100mm;如滿足不了,則在焊接 附件前要對主件拼縫進行NDE檢查。
4、梁長度不大于15m,拼縫只允許在梁兩端1/3處且只允許各有1條;梁長度在15m~35m, 翼緣板與腹板允許各有三條拼縫,但絕對不允許在梁中間及中間左右各1m范圍內有拼縫。
七、關于引弧板、引出板
一、《鋼結構焊接規范》GB50661-2011
7.9.1引弧板、引出板和鋼襯墊的鋼材應符合規范第4章的規定,其強度不應大于被焊鋼材強度,且應具有與被焊鋼材相近的焊接性。
7.9.2在焊接接頭的端部應設置焊縫引弧板、引出板、應使焊縫在提供的延長段上引弧和終止。焊條電弧焊和氣體保護電弧焊焊縫引弧板、引出長度應大于25mm,埋弧焊引弧板、引出板長度應大于80mm。
7.9.3引弧板和引出板宜采用火焰切割、碳弧氣刨或機械等方法去除,去除時不得傷及母材并將割口處俢磨至與焊縫端部平整。嚴禁使用錘擊去除引弧板和引出板。
7.9.4 襯墊材質可采用金屬、焊劑、纖維、陶瓷等。
7.9.5 當使用鋼襯墊時,應符合下列要求:
1 鋼襯墊應與接頭母材金屬貼合良好,其間隙不應大于1.5mm;
2 鋼襯墊在整個焊縫長度內因保持連續;
3 鋼襯墊應有足夠的厚度以防止燒穿。用于焊條電弧焊、氣體保護電弧焊和自保護藥芯焊絲電弧焊焊接方法的襯墊板厚度不應小于4mm;用于埋弧焊焊接方法的襯墊板厚度不應小于6mm;用于電渣焊焊接方法的襯墊板厚度不應小于25mm;
4 應保證鋼襯墊與焊縫金屬融合良好。
二、《建筑鋼結構焊接技術規程》JGJ81-2002
6.1.7 引弧板、引出板、墊板應符合下列要求:
1.嚴禁在承受動荷載且需經疲勞驗算構件焊縫以外的母材上打火、引弧或裝焊夾具;
2.不應在焊縫以外的母材上打火、引弧;
3.T 形接頭、十字形接頭、角接接頭和對接接頭主焊縫兩端,必須配置引弧板和引出板,其材質應和被焊母材相同,坡口形式應與被焊焊縫相同,禁止使用其它材質的材料充當引弧板和引出板;
4.手工電弧焊和氣體保護電弧焊焊縫引出長度應大于25mm 。其引弧板和引出板寬度應大于50mm ,長度宜為板厚的1.5 倍且不小于30mm ,厚度應不小于6mm ;
非手工電弧焊焊縫引出長度應大于80mm 。其引弧板和引出板寬度應大于80mm,長度宜為板厚的2 倍且不小于100mm ,厚度應不小于10m m ;
5.焊接完成后,應用火焰切割去除引弧板和引出板,并修磨平整。不得用錘擊落引弧板和引出板。
八、關于定位焊
一、《鋼結構焊接規范》GB50661-2011
7.4.1定位焊必須由持相應資格證的焊工施焊,所用焊接材料應與正式焊縫的焊接材料相當。
7.4.2定位焊縫附近的母材表面質量應符合本規范第7.1節的規定。
7.4.3定位焊縫厚度不應小于3mm,長度不應小于40mm,其間距宜為300mm~600mm。
7.4.4采用鋼襯墊的焊接接頭,定位焊宜在接頭坡口內進行;定位焊焊接時預熱溫度宜高于正式施焊預熱溫度20℃~50℃;定位焊縫與正式焊縫應具有相同的焊接工藝和焊接質量要求;定位焊縫存在裂紋、氣孔、夾渣等缺陷時,應完全清除。
二、《建筑鋼結構焊接技術規程》JGJ81-2002
6.1.8 定位焊必須由持相應合格證的焊工施焊,所用焊接材料應與正式施焊相當。定位焊焊縫應與最終焊縫有相同的質量要求。鋼襯墊的定位焊宜在接頭坡口內焊接,定位焊焊縫厚度不宜超過設計焊縫厚度的 2/3,定位焊焊縫長度宜大于40mm ,間距宜為500 ~600mm,并應填滿弧坑。定位焊預熱溫度應高于正式施焊預熱溫度。當定位焊焊縫上有氣孔或裂紋時,必須清除后重焊。
九、鋼結構設計規范與鋼結構設計計算、安裝技術實用手冊
1、要求焊縫與母材等強和承受動荷載的對接接頭,其縱橫兩方向的對接焊縫,宜采用T形交叉。交叉點的距離宜不小于200,且拼接料的長度和寬度宜不小于300。如有特殊要求,施工圖應注明焊縫的位置;
2、焊接組合形梁、柱的縱向連接角焊縫,當腹板厚度大于20mm 時,宜采用全焊透或部分焊透對接與角接組合焊縫;
3、箱形柱與隔板的焊接,應采用全焊透焊縫;對無法進行手工焊接的焊縫,宜采用熔嘴電渣焊焊接,且焊縫應對稱布置。
一、 柱與柱的拼接連接節點,理想的情況應是設置在內力較小的位置。但是,在現場從施工的難易和提高安裝效率方面考慮,通常框架柱的拼接連接接頭宜設置在框架梁上方1.3m附近。
為了便于制造和安裝,減少柱的拼接連接節點數目,一般情況下,柱的安裝單元以三層為一根。特大或特重的柱,其安裝單元應根據起重、運輸、吊裝等機械設備的能力來確定。
二、 通常情況下,作用于拼接連接節點處的內力有軸心壓力 N、 彎矩M 和剪力V(圖-1)
當拼接連接處的內力小于柱承載力設計值的一半時,從柱的連續性來衡量拼接連接節點的性能,其設計用內力應取柱承載力設計值的 1/2
非抗震設防的高層鋼結構,當在拼接連接處不產生拉力,且被連接的柱端面經過銑平加工且緊密結合時,其軸心壓力和彎矩的 25%分別由柱端面直接傳遞。也就是說,符合上述要求的柱的拼接節點連接,可分別按軸心壓力和彎矩的 75%來計算,而剪力是不能通過柱端接觸面傳遞的。
三、箱形截面柱通常是在工廠采用四塊鋼板組合焊接而成,其四個角部的焊縫一般是采用部分焊透的 V 形或 J 形焊縫,其焊腳尺寸(從坡口根部至焊縫表面的最短距離),可根據實際作用的水平剪力來計算確定。但任何情況下,s均不應小于tw/2 (圖 -2),對組成節點板域的部分及水平加勁隔板外側600mm的范圍內,應采用完全焊透的坡口焊縫 (圖-2)
四、柱的拼接連接,對 H形截面柱其翼緣通常采用完全焊透的坡口對接焊縫連接,腹板采用高強度螺栓連接(圖 -1b);也可全部采用高強度螺栓連接 (圖 -1a);對箱形截面或圓管形截面柱是采用完全焊透的坡口對接焊縫連接 (圖-1c)。
柱的拼接連接,當采用高強度螺栓連接時(圖-3),翼緣和腹板的拼接連接板應盡可能成對設置(圖 -3a),而且兩側連接板的面積分布應盡可能與柱的截面相一致;
在有彎矩作用的拼接連接節點中,拼接連接板的截面面積和截面抵抗矩均應大于母材的截面面積和截面抵抗矩。
五、柱的拼接連接,當采用完全焊透的坡口對接焊縫連接時,尚須來取以下措施。
1、為保證上、下柱拼接連接焊縫根部的間隙,可根據具體情況,選用以下的方法:
(1)利用柱腹板的拼接連接板支承上柱;
(2)采用上、下柱腹板(端面經加工)的端面緊密接觸;
(3)在工廠預先按要求于拼接處設置連接襯板,并將經加工的端面緊密接觸。
(4)采用上述方法的組合。
2、為確保柱的拼接連接節點的安裝質量和架設的安全,在柱的拼接處須適當設置安裝耳板作為臨時固定(圖-4、圖-5 圖-6)。
此時安裝耳板的長度、寬度和度及其連接焊縫、臨時固定的螺栓數目,應根據柱子安裝單元的自重和安裝時可能出現的最大陣風以及其他施工荷載來確定。
但無論如何,安裝耳板的厚度不應小于 10mm;安裝耳板與柱的連接,當采用雙面角焊縫時,其焊腳尺寸不宜小于8mm;連接螺栓數目上柱和下柱各為3個,直徑不應小于20mm;安裝耳板的長度和寬度可根據連接螺栓設置的構造要求和焊接操作的極限尺寸來確定。
六、柱需要改變截面時,一般應盡可能地保持截面高度不變,而采用改變翼緣厚度(或板件厚度)的辦法。
若需改變柱截面高度時,一般常將變截面段設于梁與柱連接節點處,使柱在層間保持等截面。這樣,柱外帶懸臂梁段的不規則連接在工廠完成,以保證制作和安裝質量。
七、下柱為十字形鋼骨混凝土柱與上柱的箱形截面鋼柱的連接,存在著兩種不同截面的過渡段(圖 -9)。
為了使上柱(箱形截面柱)的內力能均衡傳遞給下柱(十字形截面柱)的翼緣和腹板,下柱的翼緣和腹板的連接焊縫相對于上柱的內力要有足夠的長度 (過濾段長度),一般情況下,可取過渡段的長度 L≥hc+200mm (圖 -9)。
另外,由于在上柱的箱形柱內澆灌混凝上是困難的,在驗算箱形柱與十字形柱界限處的應力時,不宜考慮鋼筋混凝土的作用。
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