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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
 

  最令人難忘的是發(fā)生在1998年的關(guān)于幕墻采用焊接鋼結(jié)構(gòu)的大辯論。
  四川成都地區(qū)在九十年代初期已經(jīng)采用焊接鋼結(jié)構(gòu)建造了大批鋁板和石材幕墻,1998年《金屬與石材幕墻工程技術(shù)規(guī)范》 JGJ 133 進入送審階段,送審稿傳到四川后,根據(jù)第5.6.6條關(guān)于應(yīng)采用螺栓連接的規(guī)定,省里有關(guān)部門下令全部拆除鋼橫梁立柱焊接的已建幕墻,這引起成都市有關(guān)部門的激烈反對,雙方展開了長時間的爭論。鋼橫梁與鋼立柱能不能焊接,現(xiàn)有大批幕墻要不要拆除成為針鋒相對的焦點問題。最后吵到了北京,會議上雙方都拍了桌子。在從事鋼結(jié)構(gòu)的技術(shù)人員的勸和下,這批幕墻幸存了下來,靜靜地度過了整整十年。誰也沒有想到,1998年雙方都不服的“技術(shù)訴訟”,終于在十年后由2008年汶川大地震給出了判決。
  5、實踐證明幕墻完全可以采用焊接鋼結(jié)構(gòu)
  幕墻鋼結(jié)構(gòu)采用焊接不僅符合《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》的規(guī)定,而更重要的是,十多年的科學(xué)試驗和工程經(jīng)驗都表明:幕墻鋼結(jié)構(gòu)不許采用焊接是毫無道理的。
  實踐是檢驗真理的唯一標準。
  十多年來,我國已建的采用焊接鋼結(jié)構(gòu)支承的鋁板和石材幕墻,從未因采用焊接鋼結(jié)構(gòu)而發(fā)生過安全事故;廣州、深圳等地的這類工程甚至經(jīng)歷了多次12級到14級強臺風的吹襲而完好無損。
  十年來,國內(nèi)進行過多次石材幕墻的振動臺試驗,僅筆者參與的實驗就有五個。為了挑戰(zhàn)極限,支承結(jié)構(gòu)都采用了柔性的焊接鋼結(jié)構(gòu) ,試驗地震加速度大大超過設(shè)防烈度7、8度,達到相當于9度,甚至10度。幕墻試件的位移達到1/70~1/50。在這樣的位移下,實際房屋的主體結(jié)構(gòu)早已倒塌;而而幕墻試件的焊接鋼結(jié)構(gòu)和面板都保持完好。這些振動臺試驗結(jié)果表明:幕墻采用焊接鋼結(jié)構(gòu)完全可以滿足抗震要求。
  2008年5月12日發(fā)生了汶川大地震,成都地區(qū)的幕墻經(jīng)歷了空前的大考驗。1998年備受爭議、但幸運地得以保存達十年之久的焊接鋼結(jié)構(gòu)幕墻,如同那些螺接鋼結(jié)構(gòu)幕墻一樣,在7度區(qū)的成都、8度區(qū)的德陽、9度區(qū)的都江堰、綿陽都保持完好。震害調(diào)查表明:采用焊接鋼結(jié)構(gòu)的金屬和石材幕墻具有優(yōu)良的抗震性能。
  我們可以列舉大量例子證明幕墻采用焊接鋼結(jié)構(gòu)是安全的,但是誰又能舉出例子,說明僅僅是因為支承鋼結(jié)構(gòu)采用了焊接就發(fā)生安全事故,哪怕舉出一個工程也行!
  經(jīng)歷了如此大范圍、如此嚴酷的考驗,在實踐這個真理的標準面前,還有什么理由不許幕墻采用焊接鋼結(jié)構(gòu)呢?
  6、現(xiàn)在大量幕墻工程采用焊接鋼結(jié)構(gòu)
  進入二十一世紀,鋼結(jié)構(gòu)大量應(yīng)用于幕墻骨架,焊接自然成為許多工程支承鋼結(jié)構(gòu)的連接方式。盡管有人反對,但是“青山擋不住,畢竟東流去”,幕墻鋼結(jié)構(gòu)采用焊接是不可能阻擋的。2009年建成的青島大劇院石材幕墻4萬平方米,外形復(fù)雜多變,裝飾線腳和造型非常多,全部鋼骨架采用焊接(圖2)。2008年建成的廣州新白云機場,候機樓的點支玻璃幕墻由方鋼管梁柱支承,不但梁柱本身焊接,而且幕墻整個骨架直接焊在主結(jié)構(gòu)上(圖3)。

  2007年建成的北京首都機場T3航站樓,玻璃幕墻雙夾膠中空,板塊尺寸3.6m×1.8m,由跨度為10.8m的鋼鋁組合梁支承。鋼梁通過焊接牛腿連接到幕墻的豎向鋼桁架(圖4)。同樣寧夏銀川機場候機樓的玻璃幕墻由方鋼管橫梁和立柱組成的焊接結(jié)構(gòu)支承(圖5)。

  不僅大型公共建筑,而且許多高層建筑的幕墻也采用焊接鋼結(jié)構(gòu)。天津地鐵大廈洞石幕墻高達175m,采用了焊接鋼骨架(圖6)。中國建筑科學(xué)研究院辦公樓的觀光電梯高90m,處于室外環(huán)境,方鋼管一通到頂,不分段;梁柱全部焊接;與主體結(jié)構(gòu)也是焊接,整個結(jié)構(gòu)沒有一個螺栓(圖7、圖8)。

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