第一节 钢结构工程施工规范
1总则
1.0.1为在钢结构工程施工中贯彻执行国家的技术经济政策,做到安全适用、确保质量、技术先进、经济合理,制定本方案。
1.0.2本方案适用于工业与民用建筑及构筑物钢结构工程的施工。
1.0.3钢结构工程应按本方案的规定进行施工,并按现行国家标准《建筑工程施工质量验收统一标准》GB50300和《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205进行质量验收。
1.0.4钢结构工程施工,除应符合本方案外,尚应符合国家现行有关标准的规定。 2术语与符号 2.1术语 2.1.1设计文件
由设计单位完成的设计图纸、设计说明和设计变更文件等技术文件的统称。 2.1.2设计施工图
由设计单位编制的作为工程施工依据的技术图纸。 2.1.3施工详图
依据钢结构设计施工图和施工工艺技术要求,绘制的用于直接指导钢结构制作和安装的细化技术图纸。 2.1.4临时支承结构
在施工期间存在的、施工结束后需要拆除的结构。 2.1.5临时措施
在施工期间为了满足施工需求和保证工程安全而设置的一些必要的构造或临时零部件和杆件,如吊装孔、连接板、辅助构件等。 2.1.6空间刚度单元
由构件组成的基本稳定空间体系。 2.1.7焊接空心球节点 管直接焊接在球上的节点。 2.1.8螺栓球节点
管与球采用螺栓相连的节点,由螺栓球、高强度螺栓、套筒、紧固螺钉和锥头或封板等零、部件组成。 2.1.9抗滑移系数
离强度螺栓连接摩擦面滑移时,滑动外力与连接中法向压力的比值。 2.1.10施工阶段结构分析
在钢结构制作、运输和安装过程中,为满足相关功能要求所进行的结构分析和计算。 2.1.11预变形
为使施工完成后的结构或构件达到设计几何定位的控制目标,预先进行的初始变形设置。
2.1.12预拼装为检验构件形状和尺寸是否满足质量要求而预先进行的试拼装。 2.1.13环境温度
制作或安装时现场的温度。 2.2符号 2.2.1几何参数
b—宽度或板的自由外伸宽度; d—直径;
f—挠度、弯曲矢高; h—截面高度; l—长度、跨度;
m—高强度螺母公称厚度; n—垫圈个数; r—半径;
s—高强度垫圈公称厚度; t—板、壁的厚度; p—螺纹的螺距; △—接触面间隙、增量; H—柱高度;
Ra—表面粗糙度参数。
2.2.2作用及荷载
P—高强度螺栓设计预拉力; T—高强度螺栓扭矩。 2.2.3其它 K—系数。 3基本规定
3.0.1钢结构工程施工单位应具备相应的钢结构工程施工资质,并有安全、质量和环境管理体系。
3.0.2钢结构工程实施前,应有经施工单位技术负责人审批的施工组织设计、与其配套的专项施工方案等技术文件,并按有关规定报送监理工程师或业主代表;重要钢结构工程的施工技术方案和安全应急预案,应组织专家评审。
3.0.3钢结构工程施工的技术文件和承包合同技术文件,对施工质量的要求不得低于本方案和现行国家标准《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205的有关规定。
3.0.4钢结构工程制作和安装应满足设计施工图的要求。施工单位应对设计文件进行工艺性审查;当需要修改设计时,应取得原设计单位同意,并应办理相关设计变更文件。
3.0.5钢结构工程施工及质量验收时,应使用有效计量器具。各专业施工单位和监理单位应统一计量标准。
3.0.6钢结构施工用的专用机具和工具,应满足施工要求,且应在合格检定有效期内。
3.0.7钢结构施工应按下列规定进行质量过程控制:
1原材料及成品进行进场验收;凡涉及安全、功能的原材料及半成品,按相关规定进行复验,并见证取样、送样;
2各工序按施工工芝要求进行质量控制,实行工序检验; 3相关各专业工种之间进行交接检验; 4隐蔽工程在封闭前进行质量验收。
3.0.8本方案未涉及的新技术、新工艺、新材料和新结构,首次使用时应进行试验,并应根据试验结果确定所必须补充的标准,且应经专家论证。
4施工阶段设计 4.1一般规定
4.1.1本章适用于钢结构工程施工阶段结构分析和验算、结构预变形设计、施工详图设计等内容的施工阶段设计。
4.1.2进行施工阶段设计时,选用的设计指标应符合设计文件、现行国家标准《钢结构设计规范》GB50017等的有关规定。
4.1.3施工阶段的结构分析和验算时,荷载应符合下列规定: 1恒荷载应包括结构自重、预应力等,其标准值应按实际计算;
2施工活荷载应包括施工堆载、操作人员和小型工具重量等,其标准值可按实际计算;
3风荷载可根据工程所在地和实际施工情况,按不小于10年一遇风压取值,风荷载的计算应按现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB50009的有关规定执行;当施工期间可能出现大于10年一遇风压取值时,应制定应急预案;
4雪荷载的取值和计算应按现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB50009的有关规定执行;
5覆冰荷载的取值和计算应按现行国家标准《高耸结构设计规范》GB50135的有关规定执行;
6起重设备和其他设备荷载标准值宜按设备产品说明书取值;
7温度作用宜按当地气象资料所提供的温差变化计算;结构由日照引起向阳面和背阳面的温差,宜按现行国家标准《高耸结构设讣规范》GB50135的有关规定执行;
8本条第1~7款未规定的荷载和作用,可根据工程的具体情况确定。 4.2施工阶段结构分析
4.2.1当钢结构工程施工方法或施工顺序对结构的内力和变形产生较大影响,或设计文件有特殊要求时,应进行施工阶段结构分析,并应对施工阶段结构的强度、稳定性和刚度进行验算,其验算结果应满足设计要求。
4.2.2施工阶段分析的荷载效应组合和荷载分项系数取值,应符合现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB50009等的有关规定。
4.2.3施工阶段分析结构重要性系数不应小于0.9,重要的临时支承结构其重要性
系数不应小于1.0。
4.2.4施工阶段的荷载作用、结构分析模型和基本假定应与实际施工状况相符合。施工阶段的结构宜按静力学方法进行弹性分析。
4.2.5施工阶段的临时支承结构和措施应按施工状况的荷载作用,对构件进行强度、稳定性和刚度验算,对连接节点应进行强度和稳定验算。当临时支承结构作为设备承载结构时,应进行专项设计;若临时支承结构或措施对结构产生较大影响时,应提交原设计单位确认。
4.2.6临时支承结构的拆除顺序和步骤应通过分析和计算确定,并应编制专项施工方案,必要时应经专家论证。
4.2.7对吊装状态的钢构件或结构单元,宜进行强度、稳定性和变形验算,动力系数宜取1.1~1.4。
4.2.8索结构中的索安装和张拉顺序应通过分析和计算确定,并应编制专项施工方案,计算结果应经原设计单位确认。
4.2.9支承移动式吊装设备的地面或楼面,应进行承载力和变形验算。当支承地面处于边坡或临近边坡时,应进行边坡稳定验算。 4.3结构预变形
4.3.1当在正常使用或施工阶段因自重及其他荷载作用,发生超过设计文件或国家现行有关标准规定的变形限值,或设计文件对主体结构提出预变形要求时,应在施工期间对结构采取预变形。
4.3.2结构预变形计算时,荷载应取标准值,荷载效应组合应符合现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB50009的有关规定。
4.3.3结构预变形值应结合施工工艺,通过结构分析计算,并应由施工单位与原设计单位共同确定。结构预变形的实施应进行专项工艺设计。 4.4施工详图设计
4.4.1钢结构施工详图应根据设计文件和有关技术文件进行编制,并应经原设计单位确认;当需要进行节点设计时,节点设计文件也应经原设计单位确认。 4.4.2施工详图设计应满足钢结构施工构造、施工工艺、构件运输等有关技术要求。
4.4.3钢结构施工详图应包括图纸目录、设计总说明、构件布置图、构件详图和
安装节点详图等内容;图纸表达应清晰、完整,空间复杂构件和节点的施工详图,宜增加三维图形表示。
4.4.4构件重量应在钢结构施工详图中计算列出,钢板零部件重量宜按矩形计算、焊缝重量宜以焊接构件重量的1.5%计算。 5材料 5.1一般规定
5.1.1本章适用于钢结构工程材料的订货、进场验收和复验及存储管理。 5.1.2钢结构工程所用的材料应符合设计文件和现行有关标准的规定,应具有质量合格证明文件,并应经进场检验合格后使用。
5.1.3施工单位应制定材料的管理制度,并应做到订货、存放、使用规范化。 5.2钢材
5.2.1钢材订货时,其品种、规格、性能等均应符合设计文件和现行国家有关钢材标准的规定,常用钢材产品标准宜按表5.2.1采用
5.2.2钢材订货合同应对材料牌号、规格尺寸、性能指标、检验要求、尺寸偏差等有明确的约定。定尺钢材应考虑留有复验取样的余量;钢材的交货状态,宜按设计文件对钢材的性能要求与供货厂家商定。
5.2.3钢材的进场验收,除应符合本方案外,尚应符合现行国家标准《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205的规定。对属于下列情况之一的钢材,应进行抽样复验:
1国外进口钢材;2钢材混批;
3板厚等于或大于40mm,且设计有Z向性能要求的厚板;
4建筑结构安全等级为一级,大跨度钢结构中主要受力构件所采用的钢材; 5设计有复验要求的钢材;6对质量有疑义的钢材。
5.2.4钢材复验内容应包括力学性能试验和化学成分分析,其取样、制样及试验方法可按表5.2.4中所列的标准执行。
5.2.5当设计文件无特殊要求时,钢结构工程中常用牌号钢材的抽样复验检验批宜按下列规定执行:
1牌号为Q235、Q345且板厚小于40mm的钢材,应按同一生产厂家、同一牌号、同一质量等级的钢材组成检验批,每批重量不应大于150t;同一生产厂家、同一
牌号的钢材供货重量超过600t且全部复验合格时,每批的组批重量可扩大至400t;
2牌号为Q235、Q345且板厚大于或等于40mm的钢材,应按同一生产厂家、同一牌号、同一质量等级的钢材组成检验批,每批重量不应大于60t;同一生产厂家、同一牌号的钢材供货重量超过600t且全部复验合格时,每批的组批重量可扩大至400t;
3牌号为Q390的钢材,应按同一生产厂家、同一质量等级的钢材组成检验批,每批重量不应大于60t;同一生产厂家的钢材供货重量超过600t且全部复验合格时,每批的组批重量可扩大至300t;
4牌号为Q235GJ、Q345GJ、Q390GJ的钢板,应按同一生产厂家、同一牌号、同一质量等级的钢材组成检验批,每批重量不应大于60t;同一生产厂家、同一牌号的钢材供货重量超过600t且全部复验合格时,每批的组批重量可扩大至300t;
5牌号为Q420、Q460、Q420GJ、Q460GJ的钢材,每个检验批应由同一牌号、同一质量等级、同一炉号、同一厚度、同一交货状态的钢材组成,每批重量不应大于60t;
6有厚度方向要求的钢板,宜附加逐张超声波无损探伤复验。
5.2.6进口钢材复验的取样、制样及试验方法应按设计文件和合同规定执行。海关商检结果应经监理工程师认可后,可作为有效的材料复验结果。 5.3焊接材料
5.3.1焊接材料的品种、规格、性能等应符合国家现行有关产品标准和设计要求,常见焊接材料产品标准宜按表5.3.1采用。焊条、焊丝、焊剂、电渣焊熔嘴等焊接材料应与设计选用的钢材相匹配,且应符合现行国家标准《钢结构焊接规范》GB50661的有关规定。
5.3.2用于重要焊缝的焊接材料,或对质量合格证明文件有疑义的焊接材料,应进行抽样复验,复验时焊丝宜按五个批(相当炉批)取一组试验,焊条宜按三个批(相当炉批)取一组试验。
5.3.3用于焊接切割的气体应符合现行国家标准《钢结构焊接规范》GB50661和表5.3.3所列标准的规定。
5.4紧固件
5.4.1钢结构连接用的普通螺栓、高强度大六角头螺栓连接副、扭剪型高强度螺栓连接副等紧固件,应符合表5.4.1所列标准的规定。5.4.2高强度大六角头螺栓连接副和扭剪型高强度螺栓连接副,应分别有扭矩系数和紧固轴力(预拉力)的出厂合格检验报告,并随箱带。当高强度螺栓连接副保管时间超过6个月后使用时,应按相关要求重新进行扭矩系数或紧固轴力试验,并应在合格后再使用。 5.4.3高强度大六角螺栓连接副和扭剪型高强度螺栓连接副,应分别进行扭矩系数和紧固轴力(预拉力)复验,试验螺栓应从施工现场待安装的螺栓批中随机抽取,每批抽取8套连接副进行复验。
5.4.4建筑结构安全等级为一级,跨度40m及以上的螺栓球节点钢网架结构,其连接高强度螺栓应进行表面硬度试验,8.8级的高强度螺栓其表面硬度应为HRC21~29,10.9级的高强度螺栓其表面硬度应为HRC32~36,且不得有裂纹或损伤。
5.4.5普通螺栓作为永久性连接螺栓时,且设计文件要求或对其质量有疑义时,应进行螺栓实物最小拉力载荷复验,复验时每一规格螺栓抽查8个。 5.5钢铸件、锚具和销轴
5.5.1钢铸件选用的铸件材料应符合表5.5.1中所列标准和设计文件的规定。 5.5.2预应力钢结构锚具应根据预应力构件的品种、锚固要求和张拉工艺等选用,锚具材料应符合设计文件、现行国家标准《预应力筋用锚具、夹具和连接器》GB/T14370和《预应力筋用锚具、夹具和连接器应用技术规程》JGJ85的有关规定。
5.5.3销轴规格和性能应符合设计文件和现行国家标准《销轴》GB/T882的有关规定 5.6涂装材料
5.6.1钢结构防腐涂料、稀释剂和固化剂,应按设计文件和国家现行有关产品标准的规定选用,其品种、规格、性能等应符合设计文件及国家现行有关产品标准的要求。
5.6.2富锌防腐油漆的锌含量应符合设计文件及现行行业标准《富锌底漆》HG/T3668的有关规定。
5.6.3钢结构防火涂料的品种和技术性能,应符合设计文件和现行国家标准《钢结构防火涂料》GB14907等的有关规定。
5.6.4钢结构防火涂料的施工质量验收应符合现行国家标准《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205的有关规定。 5.7材料存储
5.7.1材料存储及成品管理应有专对材料的牌号、规格、批号、质量合格证明文件、中文标志和检验报告等,检查表面质量、包装等。
5.7.3检验合格的材料应按品种、规格、批号分类堆放,材料堆放应有标识。 5.7.4材料入库和发放应有记录,发料和领料时应核对材料的品种、规格和性能。 5.7.5剩余材料应回收管理.回收入库时,应核对其品种、规格和数量,并应分类保管。
5.7.6钢材堆放应减少钢材的变形和锈蚀,并应放置垫木或垫块。 5.7.7焊接材料存储应符合下列规定:
1焊条、焊丝、焊剂等焊接材料应按品种、规格和批号分别存放在干燥的存储室内;
2焊条、焊剂及栓钉瓷环在使用前,应按产品说明书的要求进行焙烘。 5.7.8连接用紧固件应防止锈蚀和碰伤,不得混批存储。 5.7.9涂装材料应按产品说明书的要求进行存储。 6焊接工程 6.1一般规定
6.1.1本章适用于钢结构施工过程中焊条电弧焊接、气体保护电弧焊接、埋弧焊接、电渣焊接和栓钉焊接等施工。
6.1.2钢结构施工单位应具备现行国家标准《钢结构焊接规范》GB50661规定的基本条件和人员资质。
6.1.3焊接用施工图的焊接符号表示方法,应符合现行国家标准《焊接符号表示法》GB/T324和《建筑结构制图标准》GB/T50105的有关规定,图中应标明工厂施焊和现场施焊的焊缝部位、类型、坡口形式、焊缝尺寸等内容。
6.1.4焊缝坡口尺寸应按现行国家标准《钢结构焊接规范》GB50661的有关规定执行,坡口尺寸的改变应经工艺评定合格后执行。
6.2焊接从业人员
6.2.1焊接技术人员(焊接工程师)应具有相应的资格证书;大型重要的钢结构工程,焊接技术负责人应取得中级及以上技术职称并有五年以上焊接生产或施工实践经验。
6.2.2焊接质量检验人员应接受过焊接专业的技术培训,并应经岗位培训取得相应的质量检验资格证书。
6.2.3焊缝无损检测人员应取得国家专业考核机构颁发的等级证书,并应按证书合格项目及权限从事焊缝无损检测工作。
6.2.4焊工应经考试合格并取得资格证书,应在认可的范围内焊接作业,禁止无证上岗。 6.3焊接工艺
(Ⅰ)焊接工艺评定及方案
6.3.1施工单位首次采用的钢材、焊接材料、焊接方法、接头形式、焊接位置、焊后热处理等各种参数及参数的组合,应在钢结构制作及安装前进行焊接工艺评定试验。焊接工艺评定试验方法和要求,以及免予工艺评定的限制条件,应符合现行国家标准《钢结构焊接规范》GB50661的有关规定。
6.3.2焊接施工前,施工单位应以合格的焊接工艺评定结果或采用符合免除工艺评定条件为依据,编制焊接工艺文件,并应包含下列内容: 1焊接方法或焊接方法的组合;
2母材的规格、牌号、厚度及覆盖范围; 3填充金属的规格、类别和型号;
4焊接接头形式、坡口形式、尺寸及其允许偏差; 5焊接位置;
6焊接电源的种类和极性; 7清根处理;
8焊接工艺参数(焊接电流、焊接电压、焊接速度、焊层和焊道分布); 9预热温度及道间温度范围; 10焊后消除应力处理工艺; 11其他必要的规定。
与《钢结构焊接规范》中第六章的6.15相同, (Ⅱ)焊接作业条件
6.3.3焊接时,作业区环境温度、相对湿度和风速等应符合下列规定,当超出本条规定且必须进行焊接时,应编制专项方案: 1作业环境温度不应低于-10℃; 2焊接作业区的相对湿度不应大于90%;
3当手工电弧焊和自保护药芯焊丝电弧焊时,焊接作业区最大风速不应超过8m/s;当气体保护电弧焊时,焊接作业区最大风速不应超过2m/s。 1周围环境温度不低于-20℃,周期性荷载结构周围环境温度不低于-5℃; 2焊接作业区的相对湿度不大于90%;
3焊接作业区最大风速当手工电弧焊和自保护药芯焊丝电弧焊一般不超过8m/s、气体保护电弧焊一般不超过2m/s。
6.3.4现场高空焊接作业应搭设稳固的操作平台和防护棚。
6.3.5焊接前,应采用钢丝刷、砂轮等工具清除待焊处表面的氧化皮、铁锈、油污等杂物,焊接坡口宜按现行国家标准《钢结构焊接规范》GB50661的有关规定进行检查。
6.3.6焊接作业应按工艺评定的焊接工艺参数进行。
6.3.7当焊接作业环境温度低于0℃但不低于-10℃时,应采取加热或防护措施,应将焊接接头和焊接表面各方向大于或等于钢板厚度的2倍且不小于100mm范围内得母材,加热到规定的最低预热温度且不低于20℃后再施焊。 (Ⅲ)定位焊
6.3.8定位焊焊缝的厚度不应小于3mm,不宜超过设计焊缝厚度的2/3;长度宜不小于40mm和接头中较薄部件厚度的4倍;间距宜为300mm~600mm。 6.3.9定位焊缝与正式焊缝应具有相同的焊接工艺和焊接质量要求。多道定位焊焊缝的端部应为阶梯状。采用钢衬垫板的焊接接头,定位焊宜在接头坡口内进行;定位焊焊接时预热温度宜高于正式施焊预热温度20℃~50℃。 (Ⅳ)引弧板、引出板和衬垫板
6.3.10当引弧板、引出板和衬垫板为钢材时,应选用屈服强度不大于被焊钢材标称强度的钢材,且焊接性应相近。
6.3.11焊接接头的端部应设置焊缝引弧板、引出板。焊条电弧焊和气体保护电弧焊焊缝引出长度应大于25mm,埋弧焊缝引出长度应大于80mm。焊接完成并完全冷却后,可采用火焰切割、碳弧气刨或机械等方法除去引弧板、引出板,并修磨平整,严禁用锤击落。
6.3.12钢衬垫应与接头母材密贴连接,其间隙不应大于1.5mm,并与焊缝充分熔合。手工电弧焊和气体保护电弧焊时,钢衬垫板厚度不应小于4mm;埋弧焊接时,钢衬垫板厚度不应小于6mm;电渣焊时,衬垫板厚度不应小于25mm。 (Ⅴ)预热和道间温度控制
6.3.13预热和道间温度控制宜采用电加热、火焰加热和红外线加热等加热方法,并采用专用的测温仪器测量。预热的加热区域应在焊接坡口两侧,宽度应为焊件施焊处板厚的1.5倍以上,且不小于100mm。温度测量点,当为非封闭空间构件时,宜在焊件受热面的背面离焊接坡口两侧不小于75mm处;当为封闭空间构件时,宜在正面离焊接坡口两侧不小于100mm处。
6.3.14焊接接头的预热温度和道间温度,应符合现行国家标准《钢结构焊接规范》GB50661的有关规定;当工艺选用的预热温度低于现行国家标准《钢结构焊接规范》GB50661的有关规定时,应通过工艺评定试验确定。 (Ⅵ)焊接变形的控制
6.3.15采用的焊接工艺和焊接顺序应使构件的变形和收缩最小,可采用下列控制变形的焊接顺序:
1对接接头、T形接头和十字接头,在构件放置条件允许或易于翻转的情况下,宜双面对称焊接;有对称截面的构件,宜对称于构件中性轴焊接;有对称连接杆件的节点,宜对称于节点轴线同时对称焊接;
2非对称双面坡口焊缝,宜先焊深坡口侧部分焊缝,然后焊满浅坡口侧,最后完成深坡口侧焊缝。特厚板宜增加轮流对称焊接的循环次数; 3长焊缝宜采用分段退焊法、跳焊法或多人对称焊接法。
6.3.16构件焊接时,宜采用预留焊接收缩余量或预置反变形方法控制收缩和变形,收缩余量和反变形值宜通过计算或试验确定。
6.3.17构件装配焊接时,应先焊收缩量较大的接头、后焊收缩量较小的接头,接头应在拘束较小的状态下焊接。
(Ⅶ)焊后消应力处理
6.3.18设计文件或合同文件对焊后消除应力有要求时,需经疲劳验算的结构中承受拉应力的对接接头或焊缝密集的节点或构件,宜采用电加热器局部退火和加热炉整体退火等方法进行消除应力处理;仅为稳定结构尺寸,可采用振动法消除应力。
6.3.19焊后热处理应符合现行行业标准《碳钢、低合金钢焊接构件焊后热处理方法》JB/T6046的有关规定。当采用电加热器对焊接构件进行局部消除应力热处理时,应符合下列规定:
1使用配有温度自动控制仪的加热设备,其加热、测温、控温性能应符合使用要求;
2构件焊缝每侧面加热板(带)的宽度应至少为钢板厚度的3倍,且不应于200mm; 3加热板(带)以外构件两侧宜用保温材料覆盖。
6.3.20用锤击法消除中间焊层应力时,应使用圆头手锤或小型振动工具进行,不应对根部焊缝、盖面焊缝或焊缝坡口边缘的母材进行锤击。
6.3.21采用振动法消除应力时,振动时效工艺参数选择及技术要求,应符合现行行业标准《焊接构件振动时效工艺参数选择及技术要求》JB/T10375的有关规定。 6.4焊接接头
(Ⅰ)全熔透和部分熔透焊接
6.4.1T型接头、十字接头、角接接头等要求全熔透的对接和角接组合焊缝,其加强角焊缝的焊脚尺寸不应小于t/4[图6.4.1(a)~图6.4.1(c)],设计有疲劳验算要求的吊车梁或类似构件的腹板与上翼缘连按焊缝的焊脚尺寸应为t/2,且不应大于10mm[图6.4.1(d)]。焊脚尺寸的允许偏差为0~4mm。
6.4.2全熔透坡口焊缝对接接头的焊缝余高,应符合表6.4.2的规定:
表6.4.2对接接头的焊缝余高(mm)
设计要求焊缝等级 一、二级焊缝 焊缝宽度 <20 ≥20 三级焊缝 <20 ≥20 焊缝余高 0~3 0~4 0~3.5 0~5 6.4.3全熔透双面坡口焊缝可采用不等厚的坡口深度,较浅坡口深度不应小于接头厚度的1/4。
6.4.4部分熔透焊接应保证设计文件要求的有效焊缝厚度。T形接头和角接接头中部分熔透坡口焊缝与角焊缝构成的组合焊缝,其加强角焊缝的焊脚尺寸应为接头中最薄板厚的1/4,且不应超过10mm。 (Ⅱ)角焊缝接头
6.4.5由角焊缝连接的部件应密贴,根部间隙不宜超过2mm;当接头的根部间隙超过2mm时,角焊缝的焊脚尺寸应根据根部间隙值增加,但最大不应超过5mm。 6.4.6当角焊缝的端部在构件上时,转角处宜连续包角焊,起弧和熄弧点距焊缝端部宜大于10.0mm;当角焊缝端部不设置引弧和引出板的连续焊缝,起熄弧点(图6.4.6)距焊缝端部宜大于10.0mm,弧坑应填满。
6.4.7间断角焊缝每焊段的最小长度应不小于40mm,焊段之间的最大间距不应超过较薄焊件厚度的24倍,且不应大于300mm。
图6.4.6起熄弧点位置
(Ⅲ)塞焊与槽焊
6.4.8塞焊和槽焊可采用手工电弧焊、气体保护电弧焊及自保护电弧焊等焊接方法。平焊时,应分层熔敷焊接,每层熔渣应冷却凝固并清除后再重新焊接;立焊和仰焊时,每道焊缝焊完后,应待熔渲冷却并清除后再施焊后续焊道。 6.4.9塞焊和槽焊的两块钢板接触面的装配间隙不得超过1.5mm。塞焊和槽焊焊接时禁止使用填充板材。 (Ⅳ)电渣焊
6.4.10电渣焊应采用专用的焊接设备,并采用熔化嘴和非熔化嘴方式进行焊接,电渣焊采用的衬垫可使用钢衬垫和水冷铜衬垫。
6.4.11箱型构件内隔板与面板T型接头的电渣焊焊接宜采取对称方式进行焊接。 6.4.12电渣焊衬垫板与母材的定位焊宜采用连续焊。 (Ⅴ)栓钉焊
6.4.13栓钉应采用专用焊接设备进行施焊。首次栓钉焊接时,应进行焊接工艺评定试验,并应确定焊接工艺参数。
6.4.14每班焊接作业前,宜至少试焊3个栓钉,并应检查合格后再正式施焊。 6.4.15当受条件限制而不能采用专用设备焊接时,栓钉可采用焊条电弧焊和气体保护电弧焊焊接,并应按相应的工艺参数施焊,其焊缝尺寸应通过计算确定。 6.5焊接质量检验
6.5.1焊缝的尺寸偏差、外观质量和内部质量,应按现行国家标准《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205和《钢结构焊接规范》GB50661的有关规定进行检验。
6.5.2栓钉焊焊后应进行弯曲试验抽查,栓钉弯曲30°后焊缝和热影响区不得有
肉眼可见裂纹。 6.6焊接缺陷返修
6.6.1焊缝金属或母材的缺欠超过相应的质量验收标准时,可采用砂轮打磨、碳弧气刨、铲凿或机械等方法彻底清除。采用焊接修复前,应清洁修复区域的表面。 6.6.2焊缝缺陷返修应符合下列规定:
1焊缝焊瘤、凸起或余高过大,应采用砂轮或碳弧气刨清除过量的焊缝金属; 2焊缝凹陷、弧坑、咬边或焊缝尺寸不足等缺陷应进行补焊; 3焊缝未熔合、焊缝气孔或夹渣等,在完全清除缺陷后应进行补焊;
4焊缝或母材上裂纹应采用磁粉、渗透或其他无损检测方法确定裂纹的范围及深度,应用砂轮打磨或碳弧气刨清除裂纹及其两端各50mm长的完好焊缝或母材,并应用渗透或磁粉探伤方法确定裂纹完全清除后,再重新进行补焊。对于拘束度较大的焊接接头上裂纹的返修,碳弧气刨清除裂纹前,宜在裂纹两端钻止裂孔后再清除裂纹缺陷。焊接裂纹的返修,应通知焊接工程师对裂纹产生的原因进行调查和分析,应制定专门的返修工艺方案后按工艺要求进行;
5焊缝缺陷返修的预热温度应高于相同条件下正常焊接的预热温度30℃~50℃,并应采用低氢焊接方法和焊接材料进行焊接;
6焊缝返修部位应连续焊成,若中断焊接时应采取后热、保温措施; 7紧固件连接 7.1一般规定
7.1.1本章适用于钢结构制作和安装中的普通螺栓、扭剪型高强度螺栓、高强度大六角头螺栓、钢网架螺栓球节点用高强度螺栓及拉铆钉、自攻钉、射钉等紧固件连接工程的施工。
7.1.2钢构件的紧固件连接节点和拼接接头,应在检验合格后进行紧固施工。 7.1.3经验收合格的紧固件连接节点与拼接接头,应按设计文件的规定及时进行防腐和防火涂装。对于接触腐蚀性介质的接头应用防腐腻子等材料封闭。 7.1.4钢结构制作和安装单位,应按现行国家标准《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205的有关规定分别进行高强度螺栓连接摩擦面的抗滑移系数试验,其结果应符合设计要求。当高强度螺栓连接节点按承压型连接或张拉型连接进行强度设计时,可不进行摩擦面抗滑移系数的试验。
7.2连接件加工及摩擦面处理
7.2.1连接件螺栓孔应按本方案第8章的有关规定进行加工,螺栓孔的精度、孔壁表面粗糙度、孔径及孔距的允许偏差等,应符合现行国家标准《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205的有关规定。
7.2.2螺栓孔孔距超过本方案第7.2.1条规定的允许偏差时,可采用与母材相匹配的焊条补焊,并经无损检测合格后重新制孔,每组孔中经补焊重新钻孔的数量不得超过该组螺栓数量的20%。
7.2.3高强度螺栓摩擦面对因板厚公差、制造偏差或安装偏差等产生的接触面间隙,应按表7.2.3规定进行处理。
表7.2.3接触面间隙处理
项目 1 2 3 示意图 Δ=1~3mm时将厚板一侧磨成1∶10的缓坡,使间隙小于1.0mm。 处理方法 Δ<1.0mm时不予以处理 Δ>3.0mm时加垫板,垫板厚度不小于3mm,最多不超过三层,垫板材 质和摩擦面处理方法应与构件相同。 7.2.4高强度螺栓连接处的摩擦面可根据设计抗滑移系数的要求选择处理工艺,抗滑移系数应符合设计要求。采用手工砂轮打磨时,打磨方向应与受力方向垂直,且打磨范围不小于螺栓孔径的4倍。
7.2.5经表面处理后的高强度螺栓连接摩擦面,应符合下列规定:
1连接摩擦面应保持干燥、清洁,不应有飞边、毛刺、焊接飞溅物、焊疤、氧化铁皮、污垢等;
2经处理后的摩擦面应采取保护措施,不得在摩擦面上作标记;
3摩擦面采用生锈处理方法时,安装前应以细钢丝刷垂直于构件受力方向除去摩擦面上的浮锈。 7.3普通紧固件连接
7.3.1普通螺栓可采用普通扳手紧固,螺栓紧固应使被连接件接触面、螺栓头和螺母与构件表面密贴。普通螺栓紧固应从中间开始,对称向两边进行,大型接头宜采用复拧。
7.3.2普通螺栓作为永久性连接螺栓时,紧固连接应符合下列规定:
1螺栓头和螺母侧应分别放置平垫圈,螺栓头侧放置的垫圈不应多于2个,螺母侧放置的垫圈不应多于1个;
2承受动力荷载或重要部位的螺栓连接,设计有防松动要求时,应采取有防松动装置的螺母或弹簧垫圈,弹簧垫圈应放置在螺母侧; 3对工字钢、槽钢等有斜面的螺栓连接,宜采用斜垫圈; 4同一个连接接头螺栓数量不应少于2个;
5螺栓紧固后外露丝扣不应少于2扣,紧固质量检验可采用锤敲检验。 7.3.3连接薄钢板采用的拉铆钉、自攻钉、射钉等,其规格尺寸应与被连接钢板相匹配,其间距、边距等应符合设计文件的要求。钢拉铆钉和自攻螺钉的钉头部分应靠在较薄的板件一侧。自攻螺钉、钢拉铆钉、射钉等与连接钢板应紧固密贴,外观应排列整齐。
7.3.4自攻螺钉(非自攻自钻螺钉)连接板上的预制孔径d0,应按下式公式计算: d0=0.7d+0.2tt(7.3.4-1) d0≤0.9d(7.3.4-2)
式中d—自攻螺钉的公称直径(mm); tt—连接板的总厚度(mm)。
7.3.5射钉施工时,穿透深度应不小于10.0mm 7.4高强度螺栓连接
7.4.1高强度大六角头螺栓连接副应由一个螺栓、一个螺母和两个垫圈组成,扭剪型高强度螺栓连接副应由一个螺栓、一个螺母和一个垫圈组成,使用组合应符合表7.4.1的规定。
7.4.2高强度螺栓长度应以螺栓连接副终拧后外露2扣~3扣丝为标准计算,可按下式公式计算。选用的高强度螺栓公称长度应取修约后的长度,应根据计算出的螺栓长度l按修约间隔5mm进行修约。 l=l′+∆l(7.4.2-1) ∆l=m+ns+3p(7.4.2-1) 式中l′—连接板层总厚度;
∆l—附加长度A/=m+ns+3p,或按表7.4.2选取;m—高强度螺母公称厚度;
n—垫圈个数,扭剪型高强度螺栓为1,高强度大六角头螺栓为2;p—螺纹的螺距;
s—高强度垫圈公称厚度,当采用大圆孔或槽孔时,高强度垫圈公称厚度按实际厚度取值。
表7.4.1高强度螺栓连接副的使用组合
螺栓 10.9s 8.8s 螺母 10H 8H M12 23 - M16 30 26 M20 35.5 31.5 M22 39.5 34.5 垫圈 (35~45)HRC (35~45)HRC M24 43 38 M27 46 41 M30 50.5 45.5 表7.4.2高强度螺栓附加长度Δl(mm)
高强度螺栓种类 高强度大六角头螺栓 扭剪型高强度螺栓 注:本表附加长度Δl,由标准圆孔垫圈公称厚度计算确定。
7.4.3高强度螺栓安装时应先使用安装螺栓和冲钉。在每个节点上穿入的安装螺栓和冲钉数量,应根据安装过程所承受的荷载计算确定,并应符合下列规定: 1不应少于安装孔总数的1/3; 2安装螺栓不应少于2个;
3冲钉穿入数量不宜多于安装螺栓数量的30%; 4不得用高强度螺栓兼做安装螺栓。
7.4.4高强度螺栓应在构件安装精度调整后进行拧紧。高强度螺栓安装应符合下列规定:
1扭剪型高强度螺栓安装时,螺母带圆台面的一侧应朝向垫圈有倒角的一侧; 2大六角头高强度螺栓安装时,螺栓头下垫圈有倒角的一侧应朝向螺栓头,螺母带圆台面的一侧应朝向垫圈有倒角的一侧。
7.4.5高强度螺栓现场安装时应能自由穿入螺栓孔,不得强行穿入。螺栓不能自由穿入时,可采用铰刀或锉刀修整螺栓孔,不得采用气割扩孔,扩孔数量应征得设计单位同意,修整后或扩孔后的孔径不应超过螺栓直径的1.2倍。
7.4.6高强度大六角头螺栓连接副施拧可采用扭矩法或转角法,施工时应符合下列规定:
1施工用的扭矩扳手使用前应进行校正,其扭矩相对误差不得大于±5%;校正用
的扭矩扳手,其扭矩相对误差不得大于±3%; 2施拧时,应在螺母上施加扭矩;
3施拧应分为初拧和终拧,大型节点应在初拧和终拧之间增加复拧。初拧扭矩可取施工终拧扭矩的50%,复拧扭矩应等于初拧扭矩。终拧扭矩可按下式计算: Tc=kPcd(7.4.6)
式中Tc—施工终拧扭矩(N·m);
k—高强度螺栓连接副的扭矩系数平均值,取0.110~0.150; Pc—高强度螺栓施工预拉力(kN),可按表7.4.6-1选用; d—高强度螺栓公称直径(mm)。
4采用转角法施工时,初拧(复拧)后连接副的终拧角度应满足表7.4.6-2的要求; 5初拧或复拧后应对螺母涂画颜色标记。
7.4.7扭剪型高强度螺栓连接副应采用专用电动扳手施拧,施工时应符合下列规定:
1施拧应分为初拧和终拧,大型节点宜在初拧和终拧之间增加复拧;
2初拧扭矩值应取本方案公式(7.4.6)中Tc计算值的50%,其中k应取0.13,也可按表7.4.7选用;复拧扭矩应等于初拧扭矩;
3终拧应以拧掉螺栓尾部梅花头为准,少数不能用专用扳手进行终拧的螺栓,可按本方案第7.4.6条规定的方法进行终拧,扭矩系数k应取0.13; 4初拧或复拧后应对螺母涂画颜色标记。
7.4.8高强度螺栓连接节点螺栓群初拧、复拧和终拧,应采用合理的施拧顺序。 7.4.9高强度螺栓和焊接混用的连接节点,当设计文件无规定时,宜按先螺栓紧固后焊接的施工顺序。
7.4.10高强度螺栓连接副的初拧、复拧、终拧,宜在24h内完成。
7.4.11高强度大六角头螺栓连接用扭矩法施工紧固时,应进行下列质量检查: 1应检查终拧颜色标记,并应用0.3kg重小锤敲击螺母对高强度螺栓进行逐个检查;
2终拧扭矩应按节点数10%抽查,且不应少于10个节点;对每个被抽查节点应按螺栓数10%抽查,且不应少于2个螺栓;
3检查时先在螺杆端面和螺母上画一直线,然后将螺母拧松约60°;再用扭矩扳
手重新拧紧,使两线重合,测得此时的扭矩应为0.9Tch~1.1Tch。范围内。Tch可按下式计算: Tch=kPd(7.4.11)
式中Tch—检查扭矩(N'm); P—高强度螺栓设计预拉力(kN); k—扭矩系数。
4发现有不符合规定时,应再扩大1倍检查;仍有不合格者时,则整个节点的高强度螺栓应重新施拧;
5扭矩检查宜在螺栓终拧1h以后、24h之前完成,检查用的扭矩扳手,其相对误差不得大于±3%。
7.4.12高强度大六角头螺栓连接转角法施工紧固,应进行下列质量检查: 1检查终拧颜色标记,同时应用约0.3kg重小锤敲击螺母对高强度螺栓进行逐个检查;
2终拧转角应按节点数抽查10%,且不应少于10个节点;对每个被抽查节点应按螺栓数抽查10%,且不应少于2个螺栓;
3应在螺杆端面和螺母相对位置划线,然后全部卸松螺母,应再按规定的初拧扭矩和终拧角度重新拧紧螺栓,测量终止线与原终止线划线间的角度,应符合表7.4.6-2要求,误差在±30°应为合格;
4发现有不符合规定的,应再扩大1倍检查;仍有不合格者时,则整个节点的高强度螺栓应重新施拧;
5转角检查宜在螺栓终拧1h以后、24h之前完成。
7.4.13扭剪型高强度螺栓终拧检查,应以目测尾部梅花头拧断为合格。不能用专用扳手拧紧的扭剪型高强度螺栓,应按本本方案第7.4.11条的规定进行质量检查。
7.4.14螺栓球节点网架总拼完成后,高强度螺栓与球节点应紧固连接,螺栓拧入螺栓球内的螺纹长度不应小于螺栓直径的1.1倍,连接处不应出现有间隙、松动等未拧紧情况。 8钢零件及钢部件加工 8.1一般规定
8.1一般规定
8.1.1本章适用于钢结构制作中零件及部件的加工。
8.1.2零件及部件加工前,应熟悉设计文件和施工详图,应做好各道工序的工艺准备;并应结合加工的实际情况,编制加工工艺文件。 8.2放样和号料
8.2.1放样和号料应根据施工详图和工艺文件进行,并应按要求预留余量。 8.2.2放样和样板(样杆)的允许偏差应符合表8.2.2的规定。
表8.2.2放样和样板(样杆)的允许偏差
项目 平行线距离和分段尺寸 样板长度 样板宽度 样板对角线差 样杆长度 样板的角度 项目 零件外形尺寸 孔距 允许偏差 ±1.0 ±0.5 允许偏差 ±0.5mm ±0.5mm ±0.5mm 1.0mm ±1.0mm ±20' 8.2.3号料的允许偏差应符合表8.2.3的规定.表8.2.3号料的允许偏差(mm)
8.2.4主要零件应根据构件的受力特点和加工状况,按工艺规定的方向进行号料。 8.2.5号料后,零件和部件应应按施工详图和工艺要求进行标识。 8.3切割
8.3.1钢材切割可采用气割、机械切割、等离子切割等方法,选用的切割方法应满足工艺文件的要求。切割后的飞边、毛刺应清理干净。
8.3.2钢材切割面应无裂纹、夹渣、分层等缺陷和大于1mm的铗棱。
表8.3.1钢材的切割方法
类别 气割 选用设备 适用范围 自动或半自动切割机、多头切割机、数控切割机、适用于中厚钢板 仿形切割机、多维切割机 手工切割 小零件及修正下料,或机械操作不便时 适用板厚<12mm的零件钢板、压型钢板、剪板机、型钢冲剪机 冷弯型钢 适用于切割厚度<4mm的薄壁型钢及小型砂轮锯 钢 机械切割
锯床 等离子切割
等离子切割机 适用于切割各种型钢及梁柱等构件 适用于较薄钢板(厚度可至20~30mm)、钢条及不锈钢
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