石材幕墙采用焊接钢结构支承
令人难忘的是发生在1998年的关于幕墙采用焊接钢结构的大辩论。四川成都地区在九十年代初期已经采用焊接钢结构建造了大批铝板和石材幕墙,1998年《金属与石材幕墙工程技术规范》 JGJ 133 进入送审阶段,送审稿传到四川后,根据*5.6.6条关于应采用螺栓连接的规定,省里有关部门下令全部拆除钢横梁立柱焊接的已建幕墙,这引起成都市有关部门的激烈反对,双方展开了长时间的争论。钢横梁与钢立柱能不能焊接,现有大批幕墙要不要拆除成为针锋相对的焦点问题。后吵到了北京,会议上双方都拍了桌子。在从事钢结构的技术人员的劝和下,这批幕墙幸存了下来,静静地度过了整整十年。谁也没有想到,1998年双方都不服的“技术诉讼”,终于在十年后由2008年汶川大地震给出了判决。
幕墙钢结构采用焊接不仅符合《钢结构设计规范》的规定,而较重要的是,十多年的科学试验和工程经验都表明:幕墙钢结构不许采用焊接是毫无道理的。
实践是检验真理的标准。
十多年来,我国已建的采用焊接钢结构支承的铝板和石材幕墙,**因采用焊接钢结构而发生过安全事故;广州、深圳等地的这类工程甚至经历了多次12级到14级强台风的吹袭而完好无损。
十年来,国内进行过多次石材幕墙的振动台试验,仅笔者参与的实验就有五个。为了挑战极限,支承结构都采用了柔性的焊接钢结构 ,试验地震加速度大大**过设防烈度7、8度,达到相当于9度,甚至10度。幕墙试件的位移达到1/70~1/50。在这样的位移下,实际房屋的主体结构早已倒塌;而而幕墙试件的焊接钢结构和面板都保持完好。这些振动台试验结果表明:幕墙采用焊接钢结构完全可以满足抗震要求。
2008年5月12日发生了汶川大地震,成都地区的幕墙经历了**的大考验。1998年备受争议、但幸运地得以保存达十年之久的焊接钢结构幕墙,如同那些螺接钢结构幕墙一样,在7度区的成都、8度区的德阳、9度区的都江堰、绵阳都保持完好。震害调查表明:采用焊接钢结构的金属和石材幕墙具有优良的抗震性能。
我们可以列举大量例子幕墙采用焊接钢结构是安全的,但是谁又能举出例子,说明仅仅是因为支承钢结构采用了焊接就发生安全事故,哪怕举出一个工程也行!
经历了如此大范围、如此严酷的考验,在实践这个真理的标准面前,还有什么理由不许幕墙采用焊接钢结构呢?
基挖至原土,地基承载力至少达到180KPa以上,采用三七灰土换填不小于0.6m,用气夯将地基夯实 ,换填部分检测地基承载力少达到250KPa以上,处理地基时要特别注意泥浆池和承台基坑换填;**面浇筑0.2m的C25砼 。
为保证箱梁砼结构的质量,钢管脚手架支撑搭设完毕铺设底模板后必须进行预压处理,以消除支架、支撑方木和模板的非弹性变形和地基的压缩沉降影响,同时**支架及地基的弹性变形的实际数值,作为梁体立模的预拱值数据设置的参考。
预压方法依据箱梁砼重量分布情况,在搭好的支架上堆放预压块或沙袋,预压荷载系数取梁跨荷载的1.3倍,预压时间视支架地面沉降量定,支架沉降稳定48小时后卸载。
加载过程共分:0——30﹪——60﹪——100﹪——130﹪。
5、支架卸载
支架卸载时仍采用分级方式进行,按照加载相反的顺序进行卸载。首先卸载进行**载预压的30%的部分,再卸载**板重量,然后卸载腹板重量,后卸载底板重量。
每卸下一级载荷,均对所有测点进行一次测量,并作详细记录,在数据分析时与加载时的挠度进行比较。
6、观测点布置及沉降观测
纵桥向有五个断面:跨端2米、1/4跨、1/2跨、3/4跨和跨端2米,从小里程到大里程方向,为I、II、III、IV、V断面;每个断面有七个点,分别为翼缘底、腹板**、底板底两侧、底板中间相对应配梁位置,顺着线路前进方向,从左往右,为1~7号点。共35个点。
格构柱,截面一般为型钢或钢板设计成双轴对称或单轴对称的截面。
格构柱用作压弯构件,多用于厂房框架柱和立柱,截面一般为型钢或钢板设计成双轴对称或单轴对称截面。格构体系构件由肢件和缀材组成,肢件主要承受轴向力,缀材主要抵抗侧向力(相对于肢体轴向而言)。格构柱缀材形式主要有缀条和缀板。
格构柱的结构特点是,将材料面积向距离惯性轴远的地方布置,能保证相同轴向抗力条件下增强构件抗弯性能,并且节省材料。
十五年过去了,客观现实已经发生了巨大变化,完全不同于上一个世纪的情况。但是规范一直没有修订,已经远远滞后于当前的技术水平,也不适应当前的技术管理制度。这就是问题和矛盾产生的历史原因。
既然JGJ 102 、JGJ 133 规范是针对铝合金结构编制的,不完全适用于钢结构,那么在规范的新修订版本颁布之前,幕墙钢结构设计的基本依据就应该是现行国家标准《钢结构设计规范》 GB 50017-2003。
《钢结构设计规范》GB 50017 适用于主体钢结构和围护钢结构。幕墙钢结构是钢结构的一部分,是处于《钢结构设计规范》的适用范围。
GB 50017规范对普遍适用的钢结构焊接作出了详细明确的规定,幕墙钢结构是钢结构的一部分,当然可以采用焊接。
时代在发展,技术在进步。十五年前铝合金结构现场难以焊接的问题现在已经不再是不可解决的困难。新颁布的《铝合金结构设计规范》 GB 50429 对铝合金结构的焊接作出了明确的规定。现在,即使是铝合金型材也不是非要螺栓连接不可,也可以采用焊接了。
幕墙钢结构采用焊接已经有十多年历史
规范 JGJ 133 是在1996 年开始编制的,由于它是针对铝合金型材编制,所以没有涉及钢结构如何设计的问题。于是九十年代有一些工程不接受规范JGJ 133的约束,直接按照《钢结构设计规范》 JGJ 17-87的规定,设计和建造了钢结构支承的幕墙,而且是采用焊接。
1996~1998年间,笔者参与了广州的广东省厅、广东省交通大厦、广东省建设银行大厦幕墙工程,其石材幕墙部分均采用了焊接钢结构(图1)。至今已经十多年过去,中间还经历了多次强台风的考验,使用情况一直良好。
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