幕墙设计中的一些问题(五)钢结构.ppt

幕墙设计中的一些问题(五)钢结构.ppt

《幕墙设计中的一些问题(五)钢结构.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《幕墙设计中的一些问题(五)钢结构.ppt（84页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

幕墙设计的一些问题幕墙设计的一些问题（五五）钢结构设计钢结构设计中国建筑科学研究院中国建筑科学研究院赵西安赵西安2012幕墙钢结构设计幕墙钢结构设计幕墙钢结构问题的由来幕墙钢结构问题的由来幕墙钢结构目前出现许多有争议幕墙钢结构目前出现许多有争议的问题，遍及各地。

剪不断，理还的问题，遍及各地。

剪不断，理还乱，这些问题是怎么出来的呢？

乱，这些问题是怎么出来的呢？

这是一个历史遗留问题。

这是一个历史遗留问题。

问题出自问题出自JGJ133-2001。

规。

规范是范是16年前编的，那时候幕墙行业年前编的，那时候幕墙行业共识是：

不采用钢结构。

所以规范共识是：

不采用钢结构。

所以规范只对铝合金结构作出了规定。

只对铝合金结构作出了规定。

JGJ133-2001编在编在16年前，年前，是针对铝合金建筑幕墙编制的是针对铝合金建筑幕墙编制的133规范编制于上一个世纪规范编制于上一个世纪199699年间，年间，当时从事幕墙工程的不是建筑公司，而是军转当时从事幕墙工程的不是建筑公司，而是军转民的飞机制造公司，因熟悉铝合金制品而形成民的飞机制造公司，因熟悉铝合金制品而形成了幕墙这一行业。

所以当时业内共识是幕墙只了幕墙这一行业。

所以当时业内共识是幕墙只用铝合金型材，当时幕墙的标准名称为用铝合金型材，当时幕墙的标准名称为“铝合铝合金建筑幕墙金建筑幕墙”、“铝合金玻璃幕墙铝合金玻璃幕墙”。

1993年年编制编制102-96规范时，建筑行业人士坚持取消了规范时，建筑行业人士坚持取消了“铝合金铝合金”三个字，但对采用钢型材没有达成三个字，但对采用钢型材没有达成共识。

共识。

102、133是针对铝型材编的。

是针对铝型材编的。

1990年代幕墙只用铝合金骨架年代幕墙只用铝合金骨架标准名称为标准名称为“铝合金幕墙铝合金幕墙”所有技术文件、规范都局限于铝合金所有技术文件、规范都局限于铝合金上世纪，幕墙是铝合金型材上世纪，幕墙是铝合金型材的一统天下；的一统天下；2000年以后，钢年以后，钢结构大量在幕墙中使用，来得结构大量在幕墙中使用，来得突然，幕墙规范中没有相应的突然，幕墙规范中没有相应的规定。

有些工程只好照搬幕墙规定。

有些工程只好照搬幕墙规范中对铝型材的规定来做钢规范中对铝型材的规定来做钢结构，矛盾、问题不断出现。

结构，矛盾、问题不断出现。

钢结构设计的基本依据钢结构设计的基本依据钢结构设计的基本依据是国钢结构设计的基本依据是国家标准家标准钢结构设计规范钢结构设计规范GB50017。

幕墙钢结构是钢结构的一部幕墙钢结构是钢结构的一部分，其设计也应遵照执行；幕分，其设计也应遵照执行；幕墙规范编制、修订，有关钢结墙规范编制、修订，有关钢结构的条文，要与之一致。

构的条文，要与之一致。

幕墙钢结构的设计依据是幕墙钢结构的设计依据是GB500171996年年黑体字黑体字的说法和现在不同的说法和现在不同19931998年编制年编制JGJ102和和133时，时，对对“强制性条文强制性条文”黑体字的说法是黑体字的说法是“强强调、着重、提醒、注意调、着重、提醒、注意”，并没有一票，并没有一票否决、违法的含义。

不知道甚么时候就否决、违法的含义。

不知道甚么时候就变成了现在这个变成了现在这个“规范就是法律规范就是法律”的解的解释。

我们也是有口难辩，很后悔当初用释。

我们也是有口难辩，很后悔当初用了黑体字，现在了黑体字，现在“被被”强制。

今后黑体强制。

今后黑体字只能写字只能写“构件承载力要大于外荷载构件承载力要大于外荷载”这一类绝对真理。

所有构造、作法、尺这一类绝对真理。

所有构造、作法、尺寸等等都不能用黑体字。

而且黑体字不寸等等都不能用黑体字。

而且黑体字不要超过要超过5%。

第一个问题：

第一个问题：

是不是一定要竖向层层是不是一定要竖向层层分段，水平三米一段？

分段，水平三米一段？

回答：

不一定要切得这么回答：

不一定要切得这么碎。

碎。

切碎是设计最省事的办法切碎是设计最省事的办法尺寸越小，温度的影响就小，这尺寸越小，温度的影响就小，这是尽人皆知的常识。

把构件切碎，是尽人皆知的常识。

把构件切碎，弄成短短的，当然就不用费心去做弄成短短的，当然就不用费心去做温度应力计算，不用专门考虑抗温温度应力计算，不用专门考虑抗温度变化措施。

由于最初做幕墙的不度变化措施。

由于最初做幕墙的不是建筑结构行业，而是飞机制造行是建筑结构行业，而是飞机制造行业，所以历史地形成了通通切断的业，所以历史地形成了通通切断的行业习惯。

行业习惯。

对付温度影响不一定要断开对付温度影响不一定要断开断开是一种方法断开是一种方法，但不是唯一方法但不是唯一方法解决温度的影响可以有两条途径：

解决温度的影响可以有两条途径：

1构件断开，支点自由，结构随温度变形，构件断开，支点自由，结构随温度变形，减少或消除温度应力。

称为减少或消除温度应力。

称为“有变形，无应力有变形，无应力”2构件连续，支点约束，结构温度变形受到构件连续，支点约束，结构温度变形受到限制，甚至不准变形，温度应力由钢结构自己限制，甚至不准变形，温度应力由钢结构自己的强度承受。

称为的强度承受。

称为“有应力，无变形有应力，无变形”解决温度变化问题的两种办法解决温度变化问题的两种办法两种处理方法的例子两种处理方法的例子有温度变形，无温度应力有温度变形，无温度应力常规幕墙的骨架；老式低速铁路的铁轨（长常规幕墙的骨架；老式低速铁路的铁轨（长度度13.2米）；用许多温度缝分开的厂房；带活米）；用许多温度缝分开的厂房；带活动接头的管道；动接头的管道；约束温度变形，承受温度应力约束温度变形，承受温度应力巨型航空母舰；巨型油轮；大型油罐；超大巨型航空母舰；巨型油轮；大型油罐；超大跨公共建筑；超高层建筑；核反应堆；大容量跨公共建筑；超高层建筑；核反应堆；大容量炼铁高炉；高速铁路的超长钢轨（长度一般超炼铁高炉；高速铁路的超长钢轨（长度一般超过过1000米，甚至几百公里无缝隙）；大量焊接米，甚至几百公里无缝隙）；大量焊接钢结构建筑；钢结构建筑；结构钢有能力承受温度应力结构钢有能力承受温度应力Q235强度设计值强度设计值215N/mm2Q345强度设计值强度设计值315N/mm2在完全固定，不能变形的情况下，温度每在完全固定，不能变形的情况下，温度每变化变化1度，钢构件中产生的温度应力为：

度，钢构件中产生的温度应力为：

2.4N/mm2通常，幕墙骨架连接在主体结构上，温度通常，幕墙骨架连接在主体结构上，温度变化时，支座随主体结构位移，钢骨架受到变变化时，支座随主体结构位移，钢骨架受到变形约束很小，温度应力远小于这个按支座固定形约束很小，温度应力远小于这个按支座固定考虑的数值。

考虑的数值。

铝的膨胀系数为铝的膨胀系数为混凝土的三倍混凝土的三倍温度变形相差悬温度变形相差悬殊，每层留伸缩殊，每层留伸缩缝是合理的缝是合理的钢材和混凝土的膨胀系数相近钢材和混凝土的膨胀系数相近钢钢材：

材：

1.2X10-5/C混凝土：

混凝土：

1.0X10-5/C所以，钢筋混凝土结构才有所以，钢筋混凝土结构才有可能应用。

可能应用。

钢幕墙结构和钢主体结构、钢幕墙结构钢幕墙结构和钢主体结构、钢幕墙结构和混凝土主体结构膨胀系数相同或相近和混凝土主体结构膨胀系数相同或相近温度变化时幕墙钢结构的温度应力接近于零温度变化时幕墙钢结构的温度应力接近于零断不断，怎么断，由设计者决定全部砍断，传统做法，肯定可行。

全部砍断，传统做法，肯定可行。

但是增加许多连接节点，费工费料。

但是增加许多连接节点，费工费料。

加长杆件，减少断口，可以节省工加长杆件，减少断口，可以节省工料，但要从计算和构造上加以考虑。

料，但要从计算和构造上加以考虑。

全部不断，必须计算温度和位移产全部不断，必须计算温度和位移产生的应力，分析结构的变形耐受能生的应力，分析结构的变形耐受能力，采取措施确保结构安全。

力，采取措施确保结构安全。

第二个问题：

第二个问题：

幕墙钢结构可以焊接吗？

幕墙钢结构可以焊接吗？

回答：

完全可以。

回答：

完全可以。

GB50017是幕墙钢结构是幕墙钢结构设计的基本依据设计的基本依据钢结构设计规范钢结构设计规范GB50017是是钢结构设计的依据，当然也是幕墙钢结构设计的依据，当然也是幕墙钢结构设计的依据。

钢结构设计的依据。

幕墙钢结构是钢结构的一部分，幕墙钢结构是钢结构的一部分，既然钢结构可以焊接，那为什么加既然钢结构可以焊接，那为什么加上上“幕墙幕墙”两个字，就不能焊接呢两个字，就不能焊接呢？

GB50017幕墙钢结构属幕墙钢结构属于钢结构，所于钢结构，所以其设计依据以其设计依据是是钢结构设钢结构设计规范计规范。

幕墙规范的幕墙规范的修订也应符合修订也应符合GB50017。

JGJ133-2001规定铝型材不用焊接，规定铝型材不用焊接，是因为当时技术水平不高是因为当时技术水平不高JGJ133-2001是对铝合金结构编制是对铝合金结构编制的，但的，但5.6.6条关于铝梁、柱只用螺接条关于铝梁、柱只用螺接的规定仅仅反映了当时的技术水平的规定仅仅反映了当时的技术水平铝型材现场焊接有困难。

铝型材现场焊接有困难。

现行现行铝合金结构设计规范铝合金结构设计规范GB50429-2007明确铝合金建筑结构可以明确铝合金建筑结构可以焊接，并给出了焊接的相应规定。

焊接，并给出了焊接的相应规定。

幕墙铝型材设计应符合幕墙铝型材设计应符合GB50429的规定的规定GB50429规定了对铝合金焊接的要求规定了对铝合金焊接的要求既然规定了铝型材既然规定了铝型材都可以焊接，钢结构都可以焊接，钢结构本来就名正言顺可以本来就名正言顺可以采接，幕墙的钢横梁、采接，幕墙的钢横梁、钢立柱当然可以焊接。

钢立柱当然可以焊接。

一、焊接是钢结构的基本一、焊接是钢结构的基本连接方式连接方式二、二、JGJ133-2001是是上一个世纪的历史产物上一个世纪的历史产物5.6.6条是针对铝型材规定的条是针对铝型材规定的编写编写5.6.6条的时候，幕墙还没有采条的时候，幕墙还没有采用钢型材做梁柱，全用铝合金型材。

用钢型材做梁柱，全用铝合金型材。

所以自然认为梁柱连接就必须用螺栓。

所以自然认为梁柱连接就必须用螺栓。

因为在因为在90年代现场进行铝的焊接还很年代现场进行铝的焊接还很困难，螺栓是传递大的内力的唯一手困难，螺栓是传递大的内力的唯一手段。

段。

当时谁也没有预计到当时谁也没有预计到21世纪钢结构世纪钢结构会大量进入幕墙中。

会大量进入幕墙中。

与时俱进，与时俱进，JGJ1022003已经修改已经修改2000年以后，大型公共建筑大量兴建，年以后，大型公共建筑大量兴建，钢结构在幕墙中广泛应用。

原规范已钢结构在幕墙中广泛应用。

原规范已不适应钢结构的要求，矛盾日益显著。

不适应钢结构的要求，矛盾日益显著。

2001年修订年修订JGJ102-96时，已经在时，已经在规范中对钢结构作出规定。

其中就包规范中对钢结构作出规定。

其中就包括钢梁柱连接可以焊接的规定。

括钢梁柱连接可以焊接的规定。

1996年编制的年编制的JGJ133-2001：

（铝型材）要用螺栓连接。

（铝型材）要用螺栓连接。

2001年修订的年修订的JGJ102-2003：

（铝型材）可以用螺栓连接（也可以不用，改用焊（铝型材）可以用螺栓连接（也可以不用，改用焊接）；（钢型材）可不用螺栓连接，可以用焊接。

接）；（钢型材）可不用螺栓连接，可以用焊接。

133规范修订，规范修订，5.6.6条已经修改条已经修改目前，目前，133规范修订进入送审阶段。

规范修订进入送审阶段。

修订后明确规定钢横梁与钢立柱可以修订后明确规定钢横梁与钢立柱可以采用焊接。

采用焊接。

按照规范执行中，按照规范执行中，“同一问题的规同一问题的规定，以最新规定执行定，以最新规定执行”的从新原则，的从新原则，在新的在新的133规范颁布前，可按规范颁布前，可按102规范规范中钢结构可以焊接的规定执行中钢结构可以焊接的规定执行。

JGJ133送审稿送审稿实际上，从实际上，从90年代年代开始，幕墙已经采用焊开始，幕墙已经采用焊接钢结构。

接钢结构。

广广东东公公安安