幕墻鋼結(jié)構(gòu)的焊接問題

　　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)。

　　廣州銀行大廈花崗巖幕墻高度260.9m，是目前國內(nèi)第二高的石材幕墻，采用方鋼管和角鋼橫梁 ，橫梁與立柱焊接(圖8、圖9)。

　　2011年新建的廣東圖書館采用花崗巖石板凹凸不平墻面，形成這非平面幕墻骨架的鋼結(jié)構(gòu)，采用焊接(圖10、圖11)。

　　2010年上海世博會的世博軸上有6個玻璃的陽光谷，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31500m2(圖12)。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，少量采用實心鑄鋼6牛腿節(jié)點;桿件與節(jié)點構(gòu)件采用全熔透一級焊縫連接(圖13、圖14)。

　　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15)， 圖8 廣州銀行大廈，2011，260m 圖9 廣州銀行大廈鋼橫梁與鋼立柱焊接

　　主要承重結(jié)構(gòu)是梯形截面的鋼箱梁，為長達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，分段運到工地安裝，焊接為整體(圖14)。

　　在主體結(jié)構(gòu)的曲梁上 整根200米長的雙曲空間結(jié)構(gòu)

　　圖19 成都博物館，世界面積最大20000m2金銅版幕墻，多晶體外形，方鋼管全焊接骨架世界最大面積的銅板幕墻—成都博物館，外形為不規(guī)則多晶體，支承結(jié)構(gòu)為全焊接方鋼管(圖19)。

　　上述如此大型、如此復(fù)雜的幕墻鋼結(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，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)點用螺栓連接，而另外部分節(jié)點用焊接。設(shè)計者可以根據(jù)工程特點和自己的習慣靈活選用。

　　六、 幕墻規(guī)范新版本相應(yīng)條文已經(jīng)修改

　　規(guī)范是成熟經(jīng)驗的總結(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，總是先有實踐，后有規(guī)范。實踐已經(jīng)向前推進了，規(guī)范就必須進行修訂。

　　正因為老規(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)通過角碼、螺釘或螺栓與立柱連接”修改為“橫梁可通過角碼、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)采用焊接打開了口子。

　　JGJ 133 規(guī)范和JGJ 102規(guī)范的新版本已經(jīng)進行新的修訂。修訂后的條文將統(tǒng)一表達為：“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)點采用焊縫連接、部分節(jié)點采用螺栓或螺釘連接。焊縫連接的設(shè)計應(yīng)符合現(xiàn)行國家標準《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》GB 50017 和《冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》GB 50018 的規(guī)定;焊接的施工應(yīng)符合現(xiàn)行行業(yè)標準《建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)規(guī)程》JGJ 81 的規(guī)定。”

　　七、 小結(jié)

　　1. JGJ 133-2001 第5.6.6 條的規(guī)定是針對鋁合金型材編制的，是16年前歷史的產(chǎn)物，許多針對鋁合金結(jié)構(gòu)的規(guī)定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)計應(yīng)遵照《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》 GB 50017 規(guī)定和幕墻規(guī)范新版本的規(guī)定執(zhí)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)驗和多次振動臺試驗結(jié)果，以及2008年汶川大地震的考驗，都表明了幕墻采用焊接鋼結(jié)構(gòu)是沒有問題的。

　　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.JGJ 102和JGJ133 的新版本對幕墻鋼結(jié)構(gòu)的焊接問題已經(jīng)做出了明確的規(guī)定，設(shè)計和施工應(yīng)按規(guī)定執(zhí)行。【完】

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