摘 要:螺栓球鋼網架廣泛應用(yòng)于空間結構,産(chǎn)品标準JG/T10—2009《鋼網架螺栓球節點》已 發布十餘年,至今未進行修訂。對标準JG/T10—2009中(zhōng)規定不夠明确的内容進行了讨論,并與 GB50205—2020等其他(tā)相關标準進行對比分(fēn)析,提出了相應的修改建議。

關鍵詞:标準;鋼網架結構;螺栓球節點;破壞性試驗;拉伸試驗

中(zhōng)圖分(fēn)類号:TB31;TU391 文(wén)獻标志(zhì)碼:A 文(wén)章編号:1001-4012(2023)03-0068-03

鋼網架具(jù)有(yǒu)結構輕巧、造型美觀、施工(gōng)周期 短、抗震性及穩定性好、所用(yòng)材料較少等優點,廣 泛應用(yòng)于制造國(guó)内大跨度結構[1-2]。螺栓球鋼網 架結構 零 部 件 生 産(chǎn) 加 工(gōng) 所 依 據 的 标 準 主 要 是 JG/T10—2009 《鋼網架螺栓球節點》(以下簡稱 鋼網架标準),該标準于2009年頒布實施,曆經十 餘年未有(yǒu)修訂,其中(zhōng)一些條文(wén)已經與現行的其他(tā) 标準存在不一緻之處。在實際使用(yòng)過程中(zhōng),發現 該标準中(zhōng)的一些規定不夠明确,筆(bǐ)者針對該類問 題提出了相關修改建議。

1 鋼網架标準中(zhōng)的規定

1.1 鋼材的厚度

鋼管的規格和厚度是影響構件承載力大小(xiǎo)的主 要因素之一,在實際檢測中(zhōng)發現有(yǒu)工(gōng)程鋼管厚度不 符合設計和相關标準要求,但在鋼網架标準中(zhōng)未作(zuò) 相關規定。建議參照 GB50205—2020 《鋼結構工(gōng) 程施工(gōng)質(zhì)量驗收規範》第4.3.1條規定,增加厚度偏 差檢驗的要求。

1.2 焊接過程

1.2.1 焊工(gōng)鋼印

鋼網架标準中(zhōng)第5.6.4條規定:焊接完成後應 清除熔渣和焊接飛濺物(wù)并打上焊工(gōng)代号的鋼印。

早期的技(jì )術标準采用(yòng)加打焊工(gōng)鋼印的辦(bàn)法,是 在沒有(yǒu)檔案管理(lǐ)基礎和焊縫質(zhì)量檢測手段落後的特 定曆史條件下,為(wèi)保證工(gōng)程質(zhì)量而做的規定。現代 焊縫無損檢測手段的科(kē)學(xué)性、可(kě)靠性和經濟性已有(yǒu) 巨大提升,焊縫因誤判合格而通過驗收的可(kě)能(néng)性很(hěn) 小(xiǎo)[3-4],且焊工(gōng)鋼印會對鋼材造成損傷。建議參照 GB50205—2020第5.1.4條規定,将鋼網架标準修 改為(wèi):“焊縫施焊後應按焊接工(gōng)藝規定在相應焊縫及 部位做出标志(zhì)”。

1.2.2 焊縫探傷抽樣

鋼網架标準中(zhōng)表7規定:探傷比例計數方法應 按以下原則确定,對工(gōng)廠制作(zuò)焊縫,應按每批各規 格焊接空心球數量計算百分(fēn)比抽取樣本,每個樣本 的所有(yǒu)焊縫應進行探傷。

該處的“焊接空心球”疑是筆(bǐ)誤,應為(wèi)“杆件”。 封闆(或錐頭)與鋼管的連接焊縫一般都比較短,按 照焊 縫 條 數 抽 樣 檢 測 是 可(kě) 行 的。建 議 參 照 GB 50205—2020的規定,将鋼網架标準修改為(wèi):“探傷 比例計數方法應按每批各規格杆件數量計算百分(fēn)比 抽取,且不應少于3條焊縫”。

1.2.3 焊縫探傷判定方法

鋼網架标準中(zhōng)第5.6.4條規定:檢驗結果符合 标準要求時,可(kě)判定為(wèi)合格産(chǎn)品,當主要檢驗項目中(zhōng) 有(yǒu)一項不合格時,則判定為(wèi)不合格産(chǎn)品,此時可(kě)加倍 抽取樣本進行複驗,如複驗合格,可(kě)判定該批産(chǎn)品為(wèi) 合格産(chǎn)品。

焊縫探傷是主要檢驗項目,對于焊縫探傷不合 格而進行簡單加倍抽樣複檢的規定,不符合 GB 50661—2011《鋼結構焊接規範》中(zhōng)強制性條文(wén)第 8.1.8條的規定,建議按照焊接規範的内容進行相應 修改。

2 鋼網架标準中(zhōng)的試驗

2.1 破壞性試驗

螺栓球和高強度螺栓的組合拉力試驗(見圖 1)、封闆(或錐頭)與鋼管的連接焊縫拉力試驗(見圖 2)均為(wèi)破壞性試驗。破壞性試驗能(néng)夠直接檢驗鋼網 架節點(包括各零部件和焊縫)的受力情況,是保證 網架結構安(ān)全的重要試驗項目。鋼網架标準中(zhōng)第 7.1條“出廠檢驗”未要求進行破壞性試驗。

對筆(bǐ)者實驗室2021年下半年委托送樣檢驗批 次數進行了統計,杆件拉伸試驗共檢驗645批次,其中(zhōng)不合格30批次,占4.65%。在不合格的30批次 中(zhōng),有(yǒu)13批次屬于焊縫質(zhì)量問題,有(yǒu)10批次屬于錐 頭質(zhì)量問題,有(yǒu)7批次屬于鋼管質(zhì)量問題,因此有(yǒu)必 要在出廠檢驗中(zhōng)進行破壞性試驗。在實際生産(chǎn)中(zhōng), 生産(chǎn)加工(gōng)單位每批購(gòu)入錐頭、封闆和螺栓球等零部 件的廠家、批次不盡相同,這些零部件的受力情況難 以單獨進行檢測,隻能(néng)通過破壞性試驗進行檢測。 因此,建議在鋼網架标準“出廠檢驗”中(zhōng)增加破壞性 試驗項目。

2.2 螺栓球與高強度螺栓組合拉力試驗

鋼網架标準中(zhōng)第6.2.3條規定了螺栓球與高強 度螺栓組合拉力試驗的方法應滿足“采用(yòng)單向拉伸 試驗方法,試驗結果應符合高強度螺栓抗拉極限承 載力”的要求。

在螺栓球與高強度螺栓組合拉力試驗中(zhōng),螺紋 的擰入深度對試驗結果有(yǒu)較大影響[5]。随着高強度 螺栓擰入深度的增加,螺栓球節點的破壞模式從螺 紋破壞,變化到球和螺紋共同破壞,最後螺栓發生斷 裂[6]。當螺栓的擰入深度為(wèi)0.9倍螺栓直徑時,主 要是螺栓發生斷裂破壞,破壞力符合高強度螺栓抗 拉極限承載力的要求;當螺栓的擰入深度為(wèi)1倍螺 栓直徑時,所有(yǒu)螺栓和球均發生斷裂破壞[6]。JGJ 7—2010 《空 間 網 格 結 構 技(jì ) 術 标 準 》和 GB/T 16939—2016《鋼網架螺栓球節點用(yòng)高強度螺栓》均 規定,工(gōng)程設計時,螺紋的擰入深度約為(wèi)1.1倍螺栓 直徑。建議在螺栓球與高強度螺栓組合拉力試驗 中(zhōng),參照GB/T3098.1—2011《緊固件機械性能(néng) 螺 栓、螺釘和螺柱》第9.2條的規定,要求螺紋的擰入 深度不小(xiǎo)于1倍螺紋直徑。

2.3 杆件拉力試驗

鋼網架标準中(zhōng)第5.4.5條和第6.4.2條分(fēn)别規 定了封闆(或錐頭)與鋼管的連接焊縫拉力試驗的技(jì ) 術要求和試驗方法,主要規定為(wèi):試樣随機取樣後, 取其端部兩段,在開口端再焊上封闆(或錐頭),采用(yòng)軸力拉伸試驗方法,試樣的抗拉強度應符合相應的 标準要求。

對于試驗中(zhōng)出現鋼管或封闆破壞,而抗拉強度 未達到相應鋼管強度要求的,并不能(néng)說明焊縫質(zhì)量 合格與否,依據鋼網架标準判定連接焊縫質(zhì)量不合 格的結論不夠嚴謹。根據JGJ7—2010第5.3.7條 的要求:“錐頭任何截面的承載能(néng)力應不低于連接鋼 管”,顯然這種情況是不符合JGJ7—2010要求的。 建議把鋼網架标準中(zhōng)“封闆或錐頭與鋼管的連接焊 縫拉力載荷試驗”修改為(wèi)“杆件拉力載荷試驗”。

對于試驗中(zhōng)出現螺栓斷裂,拉力載荷符合螺栓 标準要求,但未達到相應鋼管強度标準要求的情況, 有(yǒu)兩種理(lǐ)解:第一種理(lǐ)解認為(wèi),螺栓在本試驗中(zhōng)隻相 當于輔助工(gōng)裝(zhuāng),應判定該試驗無效,送檢時應抽取所 連接的鋼管承載力明顯低于螺栓承載力的杆件;第 二種理(lǐ)解認為(wèi),螺栓斷裂且拉力載荷符合相應的螺 栓标準要求,說明杆件抗拉極限承載力是滿足設計 要求的,可(kě)以判定合格。筆(bǐ)者認為(wèi),本項檢驗的目的 是判斷産(chǎn)品質(zhì)量是否滿設計和規範要求,以保證工(gōng) 程質(zhì)量。采用(yòng)第二種理(lǐ)解進行判定能(néng)夠達到檢驗的 目的,且便于實施,因此建議按照第二種理(lǐ)解方法進 行判定。建議把杆件拉力載荷試驗的技(jì )術要求修改 為(wèi):拉伸試驗結果應不低于所連接鋼管和高強度螺栓的承載力。

3 結語

現行鋼網架标準中(zhōng)存在的一些問題或不明确的 條文(wén),給标準使用(yòng)者帶來了困擾,在一些工(gōng)程質(zhì)量問 題的處理(lǐ)中(zhōng),有(yǒu)些條文(wén)已成為(wèi)工(gōng)程參與各方争執的 焦點。因此,建議對該标準進行及時修訂,使該标準 更加嚴謹、科(kē)學(xué),以便于實施并減少争議。

參考文(wén)獻:

[1] 汪道金,曾繁娜.大跨度屋面鋼網架(殼)結構施工(gōng)技(jì ) 術[J].施工(gōng)技(jì )術,2010,39(2):24-26.

[2] 郝燕春.大型鋼網架安(ān)裝(zhuāng)技(jì )術[J].山(shān)西建築,2007,33 (10):195-196.

[3] 窦有(yǒu)義,劉永棵,趙剛,等.GB50205取消焊工(gōng)鋼印要 求的意義[J].重慶建築,2021,20(9):61-63.

[4] 馬新(xīn)朝,韓梅.核電(diàn)工(gōng)程焊接無損檢測管理(lǐ)水平的提 升措施[J].理(lǐ)化檢驗(物(wù)理(lǐ)分(fēn)冊),2019,55(7):462- 467.

[5] 譚曉舟.螺紋有(yǒu)效旋合長(cháng)度對螺栓拉力試驗結果的影 響[J].理(lǐ)化檢驗(物(wù)理(lǐ)分(fēn)冊),2014,50(5):351-352.

[6] 王永,陳潔,馮照平.鋼網架中(zhōng)高強螺栓緊固程度與承 載力關系研究[J].鋼結構,2017,32(8):29-32.

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