進(jìn)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幕墻支承鋼結(jié)構(gòu)的連接方式2009年建成的青島大劇院石材幕墻4萬(wàn)平方米，外形復(fù)雜多變，裝飾線腳和造型非常多，全部鋼骨架采用焊接。早在十幾年前，就已經(jīng)有了采用焊接的幕墻鋼結(jié)構(gòu)?，F(xiàn)階段大批高層建筑和大型公共建筑的幕墻都采用焊接鋼結(jié)構(gòu)，2008年建成的廣州新白云機(jī)場(chǎng)，候機(jī)樓的點(diǎn)支玻璃幕墻由方鋼管梁柱支承，不但梁柱本身焊接，而且幕墻整個(gè)骨架直接焊在主結(jié)構(gòu)上。
幕墻工程鋼橫梁和鋼立柱焊接工程實(shí)例
青島大劇院，于2009年建成，有4萬(wàn)平方米的石材幕墻，其復(fù)雜多變的外形，繁多的裝飾線腳和造型，鋼骨架全部采用焊接。
廣州新白云機(jī)場(chǎng)，于2008年建成，整個(gè)候機(jī)樓的點(diǎn)支玻璃幕墻由方鋼管梁柱支承，不僅僅是梁柱本身采用焊接，幕墻的整個(gè)骨架直接焊在主結(jié)構(gòu)上。
北京首都機(jī)場(chǎng)航站樓，2007年建成，玻璃幕墻板塊尺寸長(zhǎng)3 6m寬I 8m.跨度為108m的鋼鋁組合粱支承。鋼梁通過(guò)焊接牛腿連接到幕墻的豎向鋼桁架。同樣的還有寧夏銀川機(jī)場(chǎng)候機(jī)樓的玻璃幕墻由方鋼管橫梁和立柱組成的焊接結(jié)構(gòu)支承。
不僅大型公共建筑，還有許多高層建筑的幕墻也同樣采用了焊接鋼結(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。中國(guó)建筑科學(xué)研究院辦公樓的觀光電梯高90m，方鋼管通到頂，不分段;梁柱全部采用焊接;主體結(jié)構(gòu)也采用焊接，而且整個(gè)結(jié)構(gòu)都沒(méi)有一個(gè)螺栓。
上海世博會(huì)的世博軸，有6個(gè)玻璃的陽(yáng)光谷，高度415m、直徑90m～97m的大喇叭花，玻璃幕墻和采光頂總面積加起來(lái)達(dá)31500平方米。采用的是全焊接方鋼管單層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)。
十多年來(lái)，我國(guó)已建的采用焊接鋼結(jié)構(gòu)支承的鋁板和石材幕墻，從未因采用焊接鋼結(jié)構(gòu)而發(fā)生過(guò)安全事故;廣州、深圳等地的這類(lèi)工程甚至經(jīng)歷了多次12級(jí)到14級(jí)強(qiáng)臺(tái)風(fēng)的吹襲而完好無(wú)損。
2000年以來(lái)，幕墻骨架基本上都用鋼結(jié)構(gòu)，因此焊接很自然成了許多工程支撐鋼結(jié)構(gòu)的連接方式。雖然有人反對(duì)，畢竟實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的標(biāo)準(zhǔn)，幕墻鋼結(jié)構(gòu)采用焊接是不能被阻擋的。在加工程序中，鋼結(jié)構(gòu)焊接是非常普遍的，就像焊接在機(jī)械加工行業(yè)有著非常廣泛的用途和很重要的意義一樣，因此只有正確掌握焊接方法，才能保證加工質(zhì)量。因此工作中，我們要結(jié)合理論與實(shí)踐，不斷思考與總結(jié)，熟練掌握焊接操作過(guò)程中的技術(shù)要點(diǎn)，著力提高焊接質(zhì)量。
十年來(lái)，國(guó)內(nèi)進(jìn)行過(guò)多次石材幕墻的振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)，為了挑戰(zhàn)，支承結(jié)構(gòu)都采用了柔性的焊接鋼結(jié)構(gòu)，試驗(yàn)地震加速度大大超過(guò)設(shè)防烈度7、8度，達(dá)到相當(dāng)于9度，甚至10度。幕墻試件的位移角達(dá)到1/70~1/50.在這樣的位移下，實(shí)際房屋的主體結(jié)構(gòu)早已倒塌;而而幕墻試件的焊接鋼結(jié)構(gòu)和面板都保持完好。這些振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)結(jié)果表明：幕墻采用焊接鋼結(jié)構(gòu)可以滿(mǎn)足抗震要求。
焊接是目前鋼結(jié)構(gòu)最可靠的連接方式之一。萬(wàn)噸巨輪的船體是焊接的，可以抗擊狂風(fēng)巨浪;核反應(yīng)堆的外殼是焊接的，可以耐受高溫、高壓和幅射;百層以上的高樓大廈是焊接的，可以抵抗強(qiáng)烈地震和臺(tái)風(fēng)。因此，在幕墻鋼結(jié)構(gòu)上采用焊接，完全是可以的。
幕墻有非常多的環(huán)節(jié)可以提供變形和位移的性能，部分環(huán)節(jié)采用焊接并不妨礙幕墻耐受大變形的能力。中開(kāi)建筑參與的十余項(xiàng)幕墻工程中，不少連接都采用焊接。深圳一些工程在強(qiáng)大臺(tái)風(fēng)吹襲下多次經(jīng)受了考驗(yàn);多個(gè)振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)表明，部分連接采焊接的連接;
在面板的邊緣打結(jié)構(gòu)膠粘結(jié)鋁型材附框，通過(guò)附框與橫梁、立柱連結(jié)，附框應(yīng)帶掛鉤固定石材面板。
鋼結(jié)構(gòu)焊接質(zhì)量問(wèn)題
(1)焊接變形。焊接變形包括彎曲變形、縱橫向收縮、角變形的扭曲變形等，焊接變形的原因主要是焊接受熱不均，它不只降低裝配質(zhì)量、改變了鋼結(jié)構(gòu)幾何尺寸、外觀形狀，甚至有可能會(huì)降低鋼結(jié)構(gòu)的承載能力，使構(gòu)件在質(zhì)量上達(dá)不到設(shè)計(jì)和使用的各方面要求。而且如果要矯正這些變形，那就要要花費(fèi)大量工作量和工時(shí)。例如矯正稍微復(fù)雜的變形，矯正所花費(fèi)的工作量會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)焊接的工作量，要是很?chē)?yán)重很復(fù)雜的殘余變形，就算是經(jīng)過(guò)矯正后也無(wú)法達(dá)到規(guī)范規(guī)定的使用要求，要么根本無(wú)法矯正，只能作報(bào)廢處理。
(2)殘余應(yīng)力與殘余變形。在鋼結(jié)構(gòu)焊接的過(guò)程中，由于對(duì)焊接變形的校正和焊接時(shí)溫度的不均勻變化，均能使鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件產(chǎn)生殘余應(yīng)力并受到影響;框架對(duì)構(gòu)件的約束作用和焊接溫度的不均勻變化，亦使其產(chǎn)生殘余變形和殘余應(yīng)力。
對(duì)多跨鋼框架而言，梁柱節(jié)點(diǎn)的焊接殘余變形和殘余應(yīng)力，將會(huì)在梁的軸線方向上產(chǎn)生積累效應(yīng)，也就是說(shuō)前一根梁因?yàn)楹附赢a(chǎn)生的殘余變形，將會(huì)使后一根梁預(yù)留的焊縫坡口寬度必須按需要增加，所以為填補(bǔ)破口，就必須把焊縫的寬度增加，也就是說(shuō)產(chǎn)生越往后越會(huì)產(chǎn)生更大的焊接殘余變形和殘余應(yīng)力，像這樣反復(fù)往后逐跨積累，最終將會(huì)使框架產(chǎn)生非常大的殘余變形和殘余應(yīng)力。這種焊接殘余應(yīng)力，盡管不至于影響到結(jié)構(gòu)的塑性極限強(qiáng)度，但卻大大滴降低構(gòu)件的剛度，也就會(huì)影響構(gòu)件彈性極限承載力;而且這種殘余變形的存在，也會(huì)增加框架的二階效應(yīng)。
(3)突發(fā)性斷裂。在鋼結(jié)構(gòu)安裝施工中，時(shí)常會(huì)發(fā)生突發(fā)性斷裂。這種突發(fā)性斷裂的特點(diǎn)是，突然發(fā)生，且它的斷口呈現(xiàn)為切割面狀，很整齊，突發(fā)性斷裂具極大的危險(xiǎn)性和破壞性，而且往往在施工過(guò)程中，施工人員或許根本來(lái)得及反應(yīng)事故就發(fā)生了。這種突發(fā)性斷裂一般是焊接速度降低或者焊接電流增大所導(dǎo)致的，這兩個(gè)因素會(huì)增大焊接線能量，從而直接導(dǎo)致熱影響區(qū)的晶粒變得粗大，即生成粗大的珠光體和鐵素體，這也就會(huì)導(dǎo)致熱影響區(qū)域的韌性很大程度地降低，最終引發(fā)突發(fā)性斷裂。
(4)其他焊接質(zhì)量缺陷。如焊縫咬邊、焊瘤、夾渣、氣孔、未焊透等質(zhì)量問(wèn)題。
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