建筑钢结构刨平顶紧部位的受力与施工分析

罗国峰

摘 要：在建筑钢结构顶紧部位施工过程中，施工单位常以熔透焊缝代之。行否？本文作者从设计意图、构件受力、焊接等方面综合进行分析、论证，以此来得出正确的结论。

关键词：钢结构；紧部位；设计意图；动载

在建筑钢结构顶紧部位，如：吊车梁加筋板与上翼缘板连接部位、牛腿面板与筋板连接部位及柱脚底板与筋板连接部位等装配施工过程中，由于设计与规范要求高，施工单位在装配施工过程中时常难以达到设计与规范要求。当监理在检查过程中要求对其进行整改时，施工单位往往以提高焊缝等级（角焊缝更改为全熔透焊缝）的方案来进行整改。此方案看似提高了标准，是这样的吗？

下面笔者分别将以上顶紧部位结合受力及荷载形式、材料物理性能变化、焊接应力及设计意图对其进行综合分析，以此来论证其整改方案是否科学、合理。

一、顶紧部位设计与规范要求及原因

1.在设计各顶紧部位时要求此接头部位为顶紧接触，并用脚焊缝形式连接。

2.《钢结构工程施工质量验收规范》中10.3.2对顶紧节点的阐述为：设计要求顶紧的节点，接触面不应小于75%贴紧，且边缘最大间隙不应大于0.8mm，此规范要求明显高于一般组对间隙要求（1.5mm）。

3.提出顶紧要求的设计意图。

（1）构件承受较大集中荷载。当焊接变形较大时造成构件接触部位间隙较大、受力面积减小，从而使构件局部承压增大，造成局部承压破坏，危及结构安全。采用顶紧加脚焊缝形式连接可有效减小焊接变形；

（2）构件承受频繁动荷载。当采用全熔透焊时，焊接产生的高温将导致钢材的塑性下降、脆性增加，降低构件的抗疲劳性能，不利于构件长时间承受动荷载，影响结构安全及使用寿命。采用顶紧加脚焊缝形式连接可有效减小焊接热影响区面积、降低影响程度，从而提高构件的抗疲劳性能。

二、厂房钢结构中常见顶紧部位的受力分析及改变设计要求的危害性分析

1.吊车梁加筋板与上翼缘板连接部位刨平顶紧

（1）受力及荷载形式。因行车在吊车梁上翼缘板上面往复运行，同时在运行过程存在振动，因而该部位承受动荷载。

（2）改变设计的危害：如改变顶紧加角焊缝的设计为坡口全熔透焊接，将增加因施焊产生的构件约束度、应力集中及内应力比，使柱脚底板产生较大变形。这样一不利于钢柱找正；二使柱脚底板与柱基础面受力不均匀，易造成局部承压破坏，危及结构安全。

三、结论

综上所述，在建筑钢结构顶紧部位施工过程中，施工单位以熔透焊缝代之是违反设计意图的、不安全的。

四、正确的施工方法

（1）严格控施工手册及规范施工，细化每道施工地序号料、放样要精准，并按规范要求留有削、刨加工余量。

（2）气割下料时型材一定要放在平台上完成，并要保持割嘴与工件切割面垂直。

（3）削、刨及打磨加工時应时刻用样板、靠尺及塞尺检查工件顶紧面平整度。

（4）牛腿及柱脚顶紧部位装配时应按先装面板，后装筋板的顺序完成。

（5）面板安装前，应用靠尺及塞尺检查工件顶紧面平整度，同时对纵、横向接触面进行严格检查，保持接触面在同一平面上。

（6）定位焊施焊时，焊量、定位焊间距应均匀并保证焊接牢固，同时筋板两边的定位焊量应大致相同，以此控制因施焊而产生的焊接应力使接触面间隙增大。

（7）施焊时应在筋板两边对称施焊，并且对未施焊的焊道进行定时检查，防止应焊接应力而导致定位焊断裂。