鋼橫梁和鋼立柱的焊接問(wèn)題(二)

　　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(dá)175m，采用了焊接鋼骨架（圖6）。中國(guó)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(gè)結(jié)構(gòu)沒(méi)有一個(gè)螺栓（圖7、圖8）。

上述如此大型、如此復(fù)雜的玻璃幕墻鋼結(jié)構(gòu)都能采用全焊接，還有什么幕墻鋼結(jié)構(gòu)不能焊接呢？

　　 應(yīng)該說(shuō)，幕墻的鋼橫梁和鋼立柱可以采用螺栓或螺釘連接；也可以采用焊縫連接還可以部分節(jié)點(diǎn)用螺栓連接，而另外部分節(jié)點(diǎn)用焊接。設(shè)計(jì)者可以根據(jù)工程特點(diǎn)和自己的習(xí)慣靈活選用。圖15為天津中船大廈，花崗巖幕墻高148m，其鋼橫梁與鋼立柱一端為焊接，另一端為螺栓連接。

　　7、幕墻規(guī)范修訂條文已經(jīng)修改

　　規(guī)范是成熟經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)，只有在工程中廣泛采用、技術(shù)成熟的內(nèi)容才能列入規(guī)范的條文。因此，總是先有實(shí)踐，后有規(guī)范。實(shí)踐已經(jīng)向前推進(jìn)了，規(guī)范就必須進(jìn)行修訂。

　　正因?yàn)槔弦?guī)范的規(guī)定不是為鋼結(jié)構(gòu)編制的，許多規(guī)定不適用于鋼結(jié)構(gòu)。所以修改老的幕墻規(guī)范是大勢(shì)所趨。《玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范》 JGJ 102-2003 已經(jīng)將原規(guī)定“橫梁應(yīng)通過(guò)角碼、螺釘或螺栓與立柱連接”修改為“橫梁可通過(guò)角碼、螺釘或螺栓與立柱連接”，意味著鋼橫梁與鋼立柱“可不”用螺栓連接，可以采用焊接。“應(yīng)”改為“可”，一字之差為幕墻鋼結(jié)構(gòu)采用焊接打開(kāi)了口子。

　　目前，JGJ 133 規(guī)范修訂已進(jìn)入送審報(bào)批階段，JGJ 102規(guī)范已經(jīng)進(jìn)行新的修訂。修訂后的條文將統(tǒng)一表達(dá)為：“鋼結(jié)構(gòu)可以采用焊縫連接、螺栓或螺釘連接，也可以部分節(jié)點(diǎn)采用焊縫連接、部分節(jié)點(diǎn)采用螺栓或螺釘連接。焊縫連接的設(shè)計(jì)應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50017 和《冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50018 的規(guī)定；焊接的施工應(yīng)符合現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)規(guī)程》JGJ 81 的規(guī)定�！痹谝�(guī)范修訂正式頒布之前，可以根據(jù)已有的工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50017的規(guī)定，在幕墻鋼結(jié)構(gòu)中采用焊接。

　　8、小結(jié)

　　1. JGJ 133-2001 第5.6.6 條的規(guī)定是針對(duì)鋁合金型材編制的，不能直接套用到鋼結(jié)構(gòu)中。

　　2. 焊接是鋼結(jié)構(gòu)的基本連接方法，同樣也是幕墻鋼結(jié)構(gòu)的基本連接方法。幕墻鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)應(yīng)遵照《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》 GB 50017 規(guī)定的精神進(jìn)行。其連接可以采用螺栓、焊縫或者兩者在同一工程中混合使用。 

　　3. 已建工程的經(jīng)驗(yàn)和多次振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)結(jié)果，以及2008年汶川大地震的考驗(yàn)，都表明了幕墻采用焊接鋼結(jié)構(gòu)是沒(méi)有問(wèn)題的。

    4．目前，許多大型公共建筑和大量的高層建筑的幕墻工程都在采用焊接鋼結(jié)構(gòu)。

　　5．實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)踐已經(jīng)走在規(guī)范的前面。現(xiàn)行規(guī)范已經(jīng)阻礙實(shí)踐向前發(fā)展，產(chǎn)生了許多麻煩。應(yīng)該盡快完成規(guī)范修訂的程序，盡快頒布施行。 

　　2010年上海世博會(huì)的世博軸上有6個(gè)玻璃的陽(yáng)光谷，為高度41.5m、直徑90m～97m的大喇叭花，玻璃幕墻和采光頂總面積達(dá)31500m2（圖8）。采用全焊接方鋼管單層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)。三向布置的方鋼管桿件30738根，長(zhǎng)度1.0m～3.5m，截面高度180mm～550mm；大部分采用焊接箱形6牛腿節(jié)點(diǎn)，少量采用實(shí)心鑄鋼6牛腿節(jié)點(diǎn)；桿件與節(jié)點(diǎn)構(gòu)件采用全熔透一級(jí)焊縫連接（圖9、圖10）。

　　2010年正在施工的北京鳳凰傳媒中心是一座面包圈形的鋼結(jié)構(gòu)（圖11），主要承重結(jié)構(gòu)是梯形截面的鋼箱梁，為長(zhǎng)達(dá)200米的空間雙曲線（圖12），幕墻鋼結(jié)構(gòu)為圓鋼管爬梯形雙曲空間骨架（圖13）。幕墻爬梯形鋼骨架在工廠預(yù)先焊在主結(jié)構(gòu)的梯形截面曲梁上，分段運(yùn)到工地安裝，焊接為整體（圖14）。