幕墻鋼結(jié)構(gòu)的焊接

幕墻鋼結(jié)構(gòu)完全可以焊接

《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》GB50017是鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計的依據(jù)，幕墻鋼結(jié)構(gòu)屬于鋼結(jié)構(gòu)，所以它也就成為了幕墻鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計依據(jù)。下面我們來看幾個全焊接的大家伙↓ ↓ ↓

（核潛艇承受巨大水壓，全部采用焊接）

（航空母艦長達300米，全焊接）

（如果采用螺栓連接，少女就會變成刺猬了）

這些大型的主體鋼結(jié)構(gòu)都可以焊接，幕墻鋼結(jié)構(gòu)那些小的型鋼反而不許焊接，于情于理都說不過去。出現(xiàn)這種情況的原因是什么呢？因為JGJ 102-96、JGJ 133-2001是上一個世紀(jì)的歷史產(chǎn)物。然而時代的潮流始終向前，所以規(guī)范新修訂明確幕墻鋼結(jié)構(gòu)可以焊接。敲黑板，這句話一定要記牢！

二
焊接鋼結(jié)構(gòu)有優(yōu)良的抗震性能

對采用焊接鋼骨架的幕墻進行了振動臺抗震試驗，結(jié)果表明：在9度-10度地震下，其側(cè)向位移能達到1/60－1/50，此時鋼骨架仍保持完好，具有良好的抗震性能。

（石材幕墻振動臺試驗 側(cè)移達1/50）

（石材幕墻試驗   鋼骨架位移達1/60）

已建工程的經(jīng)驗、多次振動臺實驗結(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。幕墻焊接鋼骨架早在133規(guī)范頒布之前就已經(jīng)使用，至今近20年，經(jīng)歷了強臺風(fēng)和大地震的考驗。

三
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(jì)，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。舉兩個例子：

一是建研院的辦公樓，觀光電梯高90米，方鋼管骨架全部焊接，立柱連續(xù)，全高不留空隙，連接件與主體結(jié)構(gòu)也焊接。整個鋼結(jié)構(gòu)沒有一個螺栓。

（骨架焊接，90米高方鋼管梁柱全焊接，與主體結(jié)構(gòu)也焊接）

二是2010年上海世博會世博軸上有6個玻璃的陽光谷，其造型為高度41.5m、直徑90m-97m的大喇叭花，玻璃幕墻和采光頂總面積達31500m2。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。

（美麗的倒喇叭形玻璃采光頂）

如此大型、復(fù)雜的玻璃幕墻鋼結(jié)構(gòu)都能采用全焊接，那么幕墻鋼結(jié)構(gòu)采用焊接也是沒有問題的。

四
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)范就必然會隨之進行修訂。

正因為老規(guī)范的一些規(guī)定主要是針對鋁合金結(jié)構(gòu)編制的，許多規(guī)定并不適用于鋼結(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》JGJ102-2003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也可以采用焊接。“應(yīng)”改為“可”，一字之差為幕墻鋼結(jié)構(gòu)采用焊接打開了一扇門。

JGJ133規(guī)范和JGJ102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(biāo)準(zhǔn)《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》GB50017和《冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》GB50018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》JGJ81的規(guī)定。”

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(xí)慣靈活選用。

最后，趙教授的結(jié)論是：幕墻鋼結(jié)構(gòu)是否分段，如何分段，由設(shè)計者根據(jù)具體情況決定。分析如下：

1.鋼結(jié)構(gòu)不同于鋁結(jié)構(gòu)。鋼材溫度變形小而強度很高，完全可以承受溫度應(yīng)力而無需斷開。

2.幕墻鋼結(jié)構(gòu)一般支承在主體鋼結(jié)構(gòu)或混凝土結(jié)構(gòu)上，鋼和鋼溫度變形相同，鋼和混凝土的膨脹系數(shù)接近，溫度變化時它與主結(jié)構(gòu)有同樣變形，溫度應(yīng)力不大。

3.焊接鋼結(jié)構(gòu)自身能承受較大的變形，鋼材的高強度完全可以承受溫度產(chǎn)生的應(yīng)力，不一定需要通過自由伸縮來消除溫度影響。因此幕墻的支承鋼結(jié)構(gòu)既可以采用具有位移能力的連接方式，也可以采用不可位移的剛性連接方式。

4.目前，國內(nèi)外大量幕墻焊接鋼結(jié)構(gòu)都采用了整體連接不分段的體系，使用效果良好。

理論分析和國內(nèi)外大量工程實踐表明，幕墻鋼結(jié)構(gòu)不分段也是可行的。

來源：鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計