建筑鋼結構刨平頂緊部位的受力與施工分析

羅國峰

摘 要：在建筑鋼結構頂緊部位施工過程中，施工單位常以熔透焊縫代之。行否？本文作者從設計意圖、構件受力、焊接等方面綜合進行分析、論證，以此來得出正確的結論。

關鍵詞：鋼結構；緊部位；設計意圖；動載

在建筑鋼結構頂緊部位，如：吊車梁加筋板與上翼緣板連接部位、牛腿面板與筋板連接部位及柱腳底板與筋板連接部位等裝配施工過程中，由于設計與規范要求高，施工單位在裝配施工過程中時常難以達到設計與規范要求。當監理在檢查過程中要求對其進行整改時，施工單位往往以提高焊縫等級（角焊縫更改為全熔透焊縫）的方案來進行整改。此方案看似提高了標準，是這樣的嗎？

下面筆者分別將以上頂緊部位結合受力及荷載形式、材料物理性能變化、焊接應力及設計意圖對其進行綜合分析，以此來論證其整改方案是否科學、合理。

一、頂緊部位設計與規范要求及原因

1.在設計各頂緊部位時要求此接頭部位為頂緊接觸，并用腳焊縫形式連接。

2.《鋼結構工程施工質量驗收規范》中10.3.2對頂緊節點的闡述為：設計要求頂緊的節點，接觸面不應小于75%貼緊，且邊緣最大間隙不應大于0.8mm，此規范要求明顯高于一般組對間隙要求（1.5mm）。

3.提出頂緊要求的設計意圖。

（1）構件承受較大集中荷載。當焊接變形較大時造成構件接觸部位間隙較大、受力面積減小，從而使構件局部承壓增大，造成局部承壓破壞，危及結構安全。采用頂緊加腳焊縫形式連接可有效減小焊接變形；

（2）構件承受頻繁動荷載。當采用全熔透焊時，焊接產生的高溫將導致鋼材的塑性下降、脆性增加，降低構件的抗疲勞性能，不利于構件長時間承受動荷載，影響結構安全及使用壽命。采用頂緊加腳焊縫形式連接可有效減小焊接熱影響區面積、降低影響程度，從而提高構件的抗疲勞性能。

二、廠房鋼結構中常見頂緊部位的受力分析及改變設計要求的危害性分析

1.吊車梁加筋板與上翼緣板連接部位刨平頂緊

（1）受力及荷載形式。因行車在吊車梁上翼緣板上面往復運行，同時在運行過程存在振動，因而該部位承受動荷載。

（2）改變設計的危害：如改變頂緊加角焊縫的設計為坡口全熔透焊接，將增加因施焊產生的構件約束度、應力集中及內應力比，使柱腳底板產生較大變形。這樣一不利于鋼柱找正；二使柱腳底板與柱基礎面受力不均勻，易造成局部承壓破壞，危及結構安全。

三、結論

綜上所述，在建筑鋼結構頂緊部位施工過程中，施工單位以熔透焊縫代之是違反設計意圖的、不安全的。

四、正確的施工方法

（1）嚴格控施工手冊及規范施工，細化每道施工地序號料、放樣要精準，并按規范要求留有削、刨加工余量。

（2）氣割下料時型材一定要放在平臺上完成，并要保持割嘴與工件切割面垂直。

（3）削、刨及打磨加工時應時刻用樣板、靠尺及塞尺檢查工件頂緊面平整度。

（4）牛腿及柱腳頂緊部位裝配時應按先裝面板，后裝筋板的順序完成。

（5）面板安裝前，應用靠尺及塞尺檢查工件頂緊面平整度，同時對縱、橫向接觸面進行嚴格檢查，保持接觸面在同一平面上。

（6）定位焊施焊時，焊量、定位焊間距應均勻并保證焊接牢固，同時筋板兩邊的定位焊量應大致相同，以此控制因施焊而產生的焊接應力使接觸面間隙增大。

（7）施焊時應在筋板兩邊對稱施焊，并且對未施焊的焊道進行定時檢查，防止應焊接應力而導致定位焊斷裂。