幕墻鋼橫梁和鋼立柱的焊接問題

1、幕墻鋼橫梁和鋼立柱的焊接問題趙西安（中國建筑科學研究院北京100013）提要《金屬與石材幕墻工程技術規(guī)范》JGJ1332001是90年代針對鋁合金型材而編制的，第5.6.6條的規(guī)定不適用于鋼結構。幕墻鋼結構采用焊接已有十多年歷史，并經歷了2006年汶川大地震的考驗。目前許多大型公共建筑和高層建筑的幕墻都在采用焊接鋼結構。實踐表明幕墻鋼結構采用焊接是沒有問題的。新修訂的幕墻規(guī)范已經對幕墻鋼結構焊接問題作出相應規(guī)定。關鍵詞幕墻規(guī)范鋼結構焊接

2、1問題的提出進入二十一世紀，鋼結構在幕墻工程中大量應用，這是2000年以前根本沒估計到的。隨之而來就產生了幕墻工程中鋼橫梁和鋼立柱可否采用焊接的現實問題。因為現行《金屬與石材幕墻工程技術規(guī)范》JGJ1332001第5.6.6條規(guī)定“橫梁應通過角碼、螺釘或螺栓與立柱連接”，由此而來在許多工程中引發(fā)爭議，被迫停工的事件也時有發(fā)生。如何理解JGJ1332001規(guī)范中第5.6.6條規(guī)定的實際含義，如何在幕墻鋼結構中合理應用焊接連接，已經成為不可

3、回避的問題。22JGJ133規(guī)范編制的時代背景《金屬與石材幕墻工程技術規(guī)范》JGJ1332001頒布于2001年，編制于1996~1997年，是上一個世紀九十年代的產物，距離今天已經有十四五年的歷史了。理解和應用JGJ133規(guī)范，不能離開當時的歷史背景和技術水平。我國從上個世紀八十年代開始出現幕墻，九十年代初形成幕墻行業(yè)。但是最初進入這一行業(yè)的并不是建筑公司，而是飛機制造公司。當時幕墻公司幾乎全是軍轉民的飛機制造廠，它們熟悉鋁合金材料，

4、但對鋼結構比較陌生。當時幕墻主要應用于辦公樓和酒店，層高一般3m~4m，采用鋁合金型材完全可以滿足受力要求。因此幕墻行業(yè)的共識是幕墻只用鋁合金結構，不采用鋼結構。當時幕墻的普遍稱呼是“鋁合金建筑幕墻”、“鋁合金玻璃幕墻”。1993~1995年編制《玻璃幕墻工程技術規(guī)范》10296期間，經過努力，終于去掉了“鋁合金”三個字，但是在幕墻中采用鋼結構并沒有被行業(yè)的大多數人接受。因此JGJ10296和JGJ1332001兩本規(guī)范就是針對鋁合金結

5、構編制的，僅僅因為連接件不能不涉及鋼材，所以才列入一些有關鋼材的內容。正因為如此，規(guī)范許多條文的規(guī)定不適用于鋼結構。十五年前的技術條件下，鋁合金結構現場焊接還很難實現；而螺栓和螺釘連接對飛機制造廠來說輕車熟路，非常習慣。所以JGJ10296、JGJ1332001兩本規(guī)范很自然規(guī)定“橫梁應通過角碼、螺釘或螺栓與立柱連接”。這對當時的鋁合金結構是萬無一失的可靠作法，自然得到幕墻廠家的肯定。廣東省公安廳（1997）廣東交通大廈（1998）廣東

6、省建行大廈（1998）圖1石材幕墻采用焊接鋼結構支承最令人難忘的是發(fā)生在1998年的關于幕墻采用焊接鋼結構的大辯論。四川成都地區(qū)在九十年代初期已經采用焊接鋼結構建造了大批鋁板和石材幕墻，1998年《金屬與石材幕墻工程技術規(guī)范》JGJ133進入送審階段，送審稿傳到四川后，根據第5.6.6條關于應采用螺栓連接的規(guī)定，省里有關部門下令全部拆除鋼橫梁立柱焊接的已建幕墻，這引起成都市有關部門的激烈反對，雙方展開了長時間的爭論。鋼橫梁與鋼立柱能不能

7、焊接，現有大批幕墻要不要拆除成為針鋒相對的焦點問題。最后吵到了北京，會議上雙方都拍了桌子。在從事鋼結構的技術人員的勸和下，這批幕墻幸存了下來，靜靜地度過了整整十年。誰也沒有想到，1998年雙方都不服的“技術訴訟”，終于在十年后由2008年汶川大地震給出了判決。5實踐證明幕墻完全可以采用焊接鋼結構幕墻鋼結構采用焊接不僅符合《鋼結構設計規(guī)范》的規(guī)定，而更重要的是，十多年的科學試驗和工程經驗都表明：幕墻鋼結構不許采用焊接是毫無道理的。實踐是檢

8、驗真理的唯一標準。十多年來，我國已建的采用焊接鋼結構支承的鋁板和石材幕墻，從未因采用焊接鋼結構而發(fā)生過安全事故；廣州、深圳等地的這類工程甚至經歷了多次12級到14級強臺風的吹襲而完好無損。十年來，國內進行過多次石材幕墻的振動臺試驗，僅筆者參與的實驗就有五個。為了挑戰(zhàn)極限，支承結構都采用了柔性的焊接鋼結構，試驗地震加速度大大超過設防烈度7、8度，達到相當于9度，甚至10度。幕墻試件的位移角達到170~150。在這樣的位移下，實際房屋的主體

9、結構早已倒塌；而而幕墻試件的焊接鋼結構和面板都保持完好。這些振動臺試驗結果表明：幕墻采用焊接鋼結構完全可以滿足抗震要求。2008年5月12日發(fā)生了汶川大地震，成都地區(qū)的幕墻經歷了空前的大考驗。1998年備受爭議、但幸運地得以保存達十年之久的焊接鋼結構幕墻，如同那些螺接鋼結構幕墻一樣，在7度區(qū)的成都、8度區(qū)的德陽、9度區(qū)的都江堰、綿陽都保持完好。震害調查表明：采用焊接鋼結構的金屬和石材幕墻具有優(yōu)良的抗震性能。我們可以列舉大量例子證明幕墻采