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海外工程十五年之一一九——美国钢结构规范之制作与安装要求

近来,多个朋友咨询美标钢结构的制作与安装要求,现翻译《Specification
for Structural Steel Buildings》的施工要求第M章。也算个统一回答。


M. 制作和安装

本章介绍了施工图、制造、车间涂装和安装的要求。

本章的组织如下:

M1. 施工图纸

M2. 加工

M3. 工厂涂装

M4. 安装

M1. 施工详图

允许分阶段编制施工图和安装图。制造前应编制施工详图,并提供制造结构部件所需的完整信息,包括焊缝和螺栓的位置、类型和尺寸。安装图纸应在安装前编制,并提供结构安装所需的信息。施工图和安装图应明确区分车间和现场焊缝和螺栓,并应明确识别预张紧和滑动临界高强度螺栓连接。制造和安装图纸应充分考虑制造和安装的速度和经济性。

M2. 加工

1. 起拱、弯曲和矫直

除使用机械方法以外,也可以采用局部加热的方法对构件进行弯曲、起拱和矫直。对于ASTMA514/A514M A852/A852M钢材,最高温度为1100F°(590)。对于其他钢材,最高温度为1200°F(650)

2. 热切割

热切割边缘应符合《结构焊接规范钢》(AWS D1.1/D1.1M)第5.14.5.25.14.8.35.14.8.4条(以下简称AWS D1.1M/D1.1M)的要求,但不受疲劳影响的热切割自由边缘不得有大于3/16 in.5 mm)的圆形底槽又深又尖的V形缺口。深度超过3/16 in.5 mm)的凿槽和缺口应通过研磨或焊接进行修复。凹入角应形成弯曲过渡。半径不必超过安装连接所需的半径。为防止凹角处的变形和相关应力集中,把不连续凹入拐角两侧的材料连接均连接到板件,则允许使用不连续凹角。

使用说明:当受静力荷载作用时,凹角半径可以为                             in.(13~10mm)。其板件应紧密结合在一起,如果两块板件在靠近不连续凹角两边的角部连接,则允许有不连续凹角存在。插在结构钢管中的节点板,其端部应制成半圆形或用弧形。如果节点板的边缘与钢管采用焊接连接,则其端头可以为方形。

过焊孔应满足第J1.6条中的几何尺寸要求。当要求对成型的梁翼缘切除或过焊孔进行镀锌处理时,则应进行将其打磨至显出光亮的金属色。根据ASME B46.1(《表面结构、表面粗糙度、波纹度和铺层》)的规定,对于翼缘厚度不超过2in.(50mm)的型钢,梁翼缘切除的热切割表面粗糙度不应大于2000μin.(50um)。对于ASTM A6/A6M钢材、翼缘厚度大于2in (50mm)的热轧型钢及板厚大于2in.(50mm)的焊接型钢,当梁翼缘切除或过焊扎的孤形部分采用热切割时,热切割之前应进行预热,预热温度不得低于150°F(66)。对于ASTM A6/ A6M 钢材、翼缘厚度大于2in ( 50mm)的热轧型钢及板厚大于2in.(50mm)的焊接型钢,其过焊孔的热切割表面应进行打磨。

使用说明:AWS 《氧气切割表面描述标准表面粗糙度的量测》(AWSC4.-77)中的2号样本,可作为评估型钢翼缘厚度小于2in(50mm)切割表面粗糙度的依据。

3. 刨边

除合同文件有特别要求或焊接准备中要求在指定的边缘进行加工外,钢板或型钢的热切割边或剪切边可不进行刨铣加工。

4. 焊接施工

除了本规范的第J2节中对AWS 规范进行的部分修正补充外,均应符合AWS D1. 1/D1.1M的要求。

使用说明:AWS D1.1/D1.1M4条规定的板焊工资格测试适用于将板、型材或HSS连接到其他板、型材或矩形HSS的焊缝。对于HSS T型、Y型和K型连接件的无支撑全焊透坡口焊缝,需要进行6GR管状焊工资格认证。

5. 螺栓施工

在安装时,应将栓接构件的各构(部)件牢固销紧或拧紧,安装时在螺栓孔中使用冲头,不得损坏螺孔或扩孔。不得使用不匹配的螺栓孔。除了侧壁表面粗糙度不超过1000uin(25 um)的热切割孔(根据B46.1的要求),螺栓孔应符合RCSC《高强度螺栓的结构连接技术规范》中第3.3条的相关规定。不得有深度大于in.(2mm)的凿痕。也可以采用水射流切割孔工艺。

使用说明:AWS《氧气切割表面描述标准表面粗糙度的量测》(AWSC4.1-77)中的3号样本,可作为评估热切割表面粗糙度的依据。

可以在一个螺栓连接处完全插入总厚度不超过in.(6mm)的填片,而无须在节点设计时改变其强度(根据孔的类型)。填片的填塞方向与荷载作用方向无关。

除了本规范第J3节中的修订外,使用高强度螺栓应符合RCSC规范的相关规定。

6. 受压接头

依靠接触面承压作为一部分拼接接头承载力的受压连接,则每个所加工制作板件的承压面都应经过铣削、锯切或其他适当的方法进行加工处理。

7. 尺寸允许偏差

尺寸允许偏差应符合AISC《建筑及桥梁钢结构施工标准规范》中的相关规定,以下称为实用规范。

8. 柱脚加工

柱脚和柱底板的加工应满足下列要求:

(a)当钢制承压板板厚小于等于2in.(50mm)时,则其板面可不需铣平处理而可以满足承压接触面的要求;当钢制承压板板厚大于2in.(50mm)但不超过4in.(100mm)时,则可以采用压力矫平()进行处理,若无法进行压力矫平()时,则可对承压面进行铣平处理(除了本节中第(b)(c)款所指情况外),以满足承压接触面的要求;当钢制承压板板厚超过4in.(100mm)时,应对承压面进行铣平处理(除了本节中第(b)(c)款所指情况外).

(b)当通过灌浆来保证承压板的底表面和柱脚在基础上的完全承压接触时,则可以不进行铣平加工。

(c)当柱子与承压板之间采用完全熔透坡口焊时,则承压板的上表面不需进行铣平加工。

9. 地脚螺栓孔

地脚螺栓孔可以根据第 M2.2条的规定进行热切割成孔。

10. 排水孔

在施工或使用过程中可能会在钢管或箱型截面构件内部积水,应密封构件且在构件底部上开排水孔,或采用其他适当的方法避免构件内部积水。

11.构件镀锌要求

对于需要进行镀锌的构件和部件,其构件设计、构造和加工制作,应保证酸洗液和锌液的流动和排放,以避免在封闭构件内部产生压力。

使用说明:有关镶锌构件设计和构造要求的实用资料,可参见美国电镀业者协会出版的《加工制作后进行热浸锌的产品设计》和 ASTM A123A153A384 A780等相关标准。有关成型构件翼缘切除部位进行镀锌处理时,参见M2.2条。

M3.工厂涂装

1.一般要求

构件的表面处理及工厂涂装,应符合AISC《建筑及桥梁钢结构实用标准规范》第6章中的相关规定。

除非合同文件有规定,一般无须进行工厂涂装。

2.无法接触的表面

除了接触表面外,若设计文件有要求,对在工厂组装后无法触及的表面,应在组装前对其进行表面清理和涂装。

3.接触的表面

在承压型连接中可以对接触表面进行涂装;在摩擦型连接中,摩擦面要求应符合RCSC规范中第3.2.2 (b)款的相关规定。

4.机加工表面

机加工表面应采用防锈涂层进行保护,在安装前可以清除防锈涂层,或者可以不清除而不会对安装产生影响。

5.与现场焊缝邻近的表面

除非设计文件另有说明,任何现场焊接位置2in.(50mm)以内的表面,应没有妨碍正确施焊或在焊接过程中会产生有害气体的材料。

M4.安装

1.柱脚调平

应根据AISC《建筑及桥梁钢结构施工标准规范》中第7章的要求,对柱脚进行找平并调整其标高,以保证在混凝土或砌体基面上的完全承压接触。

2. 稳定和连接

钢结构建筑物的框架应保证铅直,其垂直度应符合AISC《建筑及桥梁钢结构施工标准规范》中第7章的相关允许偏差要求。随着施工的进行,该结构必须承受静荷载、吊装荷载和在安装期间预期会产生的其他荷载。应按照AISC《建筑筑及桥梁钢结构实用标准规范》的要求,在结构可能承受何载作用(包括设备和操作荷载)的位置,设置临时支撑。为安全起见,应尽可能推迟拆除临时支撑的时间。

3.对准

在对结构的相邻受影响的部分进行定位对齐前,不得采用永久性的焊缝和螺栓连接。

4. 柱受压接头和柱脚底板安装

无论采用哪种拼接连接形式(部分熔透坡口焊接或螺栓连接)承压接触面允许有不超过in.(2mm)的缝隙。如果缝隙超过in.(2mm),但等于或小于in.(6mm),且经调查实际工程中确实接触面不够时,则应使用平的钢填片对该缝隙进行塞填。无论母材是何种等级的钢材,填片的材质只能是低碳钢。

5. 现场焊接

现场焊接接头内部和附近的表面应根据需要进行处理,以确保焊接质量。该处理应包括必要的表面处理,以纠正安装后出现的损坏或污染。

6. 现场涂装

补漆、清洁和现场涂漆的责任应按照公认的当地惯例进行施工,且该应在合同文件中明确规定。

 

 

 

 

 

 


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作者: ganggouren

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