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海外工程十五年之一五六——美标钢结构特殊抗弯框架之设计(21)

6.4焊接

AISC 341§I2.3要求按照AWSD1.1AWS2015)和AWSD1.8对钢结构特殊抗弯框架进行焊接。焊接工艺规定必须提交给责任工程师并由其批准。焊接工艺规定基本变量,包括电流设置、电弧长度、电极角度、移动速度和焊材规定,必须在焊材制造商确定的参数范围内。AISC 360§M1要求在结构设计、施工和安装图纸以及结构规范中包括工厂和现场焊缝的位置。AISC 341§I1.2要求在安装图纸上确定需要特殊焊接顺序或技术的接头。本要求中应包括任何规定为需求关键焊接接头。审查提交文件时,工程师应确保满足这些要求。此外,在审查焊接工艺规定时,工程师应确保已提交制造商的焊材数据表,且建议的焊材具有所需的韧性。

必须根据IBC§1704.3AISC 341§J.6AWS D1.1对钢结构特殊抗弯框架的焊缝和焊接操作进行检查。AISC 341§J.6要求在焊接前、焊接中和焊接后对抗震体系中的所有焊接接头进行目视检查,如表J6-1J6-2J6-3所示。此外,AISC 341§J6.2a要求对厚度为5/16英寸或更厚的材料的100%全焊透坡口焊进行超声波检测。还需要对25%的梁柱全焊透坡口焊缝进行磁粉检测。AISC 341§J6.2i允许在制造商和安装成功证明正在常规生产质量合格的焊缝后,降低这些要求。此外,还需要对柱拼接和柱与底板连接中100%的部分接头熔透坡口焊缝进行超声波检测。

AISC 341§J6.2c要求对母材厚度大于1½英寸(38mm)的任何焊接拼接和连接处的母材进行超声波检测,母材受到贯穿厚度张力的影响,并对连接材料厚度大于3/4英寸(19mm)的T形和角接进行超声波检测。本试验的目的是检测层状撕裂。AISC341§J6.2e要求对削弱梁截面翼缘切口损坏部分的任何修理进行磁粉检测。该测试可由承包商的质量控制机构进行,并由专门检查员进行观察。

6.4.1焊材

焊接接头通常包括许多小缺陷,包括AWS D1.1允许的气孔、熔渣和小裂纹。但在高应力条件下,这些缺陷可以作为裂纹的起始点。当焊接接头具有高韧性时,它们更能抵抗此类裂纹的形成。抗震体系中的构件和连接件可能承受极高的应力,AWS D1.8要求这些构件和连接件中的所有焊缝应使用焊材制成,在0°F15 J17.8°C)下,夏比V型缺口韧性最小为20 ft-lb(根据适当的AWS分类试验方法或制造商认证确定。

此外,AWS D1.8还要求用于指定为需求关键焊缝的焊材也能够在70°F21°C时为73 J)下提供40ft-lb的最小夏比V型缺口韧性。这一双重要求确保焊材在动态荷载和非弹性要求下具有延展性。当钢框架通常封闭并保持在50°F10°C)或更高温度下时,上述标准适用。对于预期使用温度低于50°F10°C)的结构,鉴定温度必须降低至高于最低预期工作温度20°F-7°C)。


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