问题引入
在钢结构设计图纸中,设计人一般都要求柱翼缘与底板的焊接采用全熔透焊,并将质量等级定为一或二级。这样当然可以确保安全,但全熔透焊加工麻烦、费用高,还会增加焊缝超声波探伤检测的费用和时间。那柱翼缘与底板连接必须采用全熔透焊吗?
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昆仑土
个人体会:柱脚节点是关键构件的关键部位,在外荷载作用下虽然一般不会出现全截面受拉,但多数情况是大偏心受压,在水平荷载(风或地震)作用下,柱底焊缝总有可能承受很大的拉应力,因此还是采用全熔透对接焊缝比较可靠。设计、施工中不应过于计较施工费用及操作方便,不能图省事却降低了结构的安全可靠度。
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昆仑土
铣(刨)平很费事,但对于正规工程而言,历来都是这样要求的(竖向轴压力往往非常大,要求直接传力而不是靠焊缝传力),而且“刨平顶紧”也是确保关键部位的施工质量、减少施工误差的重要措施。因此,不能图省事省钱而不顾结构安全度。
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k
如果采用半熔透坡口对接焊缝连接,柱底端要铣(刨)平顶紧。铣(刨)平顶紧很复杂,也不便宜。
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慢慢的飞
美标就认为柱翼缘与底板连接采用角焊缝是合适的,他们是经过了试验研究和实际工程检验的。
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纯粹
我记得有一年的结构注册考试,答案解析中提到,钢柱与底板没必要所有情况都用熔透焊。
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春哥
角焊缝施工质量可靠的话,其抗拉强度不比全熔焊缝差。如果柱脚受拉不极端的话,个人认为不需要采用全熔透焊,全熔透施工和检测比角焊缝复杂且贵。
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SSSSS
在地震工况作用下,如果柱翼缘与底板连接不是全熔透焊缝,如何保证柱脚节点极限承载力的实现? 一般注册考试题目前提是非抗震,不能作为案例参考,况且现在也没有非抗震的钢结构了。
问题分析
非地震控制的工况下,柱脚翼缘部位产生的拉力可能很小,柱翼缘与底板的焊接通过计算满足要求时,采用等强连接的角焊缝是可以的。所以,GB 51022—2015《门式刚架轻型房屋钢结构技术规范》第 10.1.3 条规定,当翼缘厚度不大于 12 mm 时,刚架构件的翼缘与端板或柱底板的连接,可采用等强连接的角焊缝。
如果罕遇地震工况下,柱脚不出现塑性铰,也就不用保证柱脚节点极限承载力,按照性能化的设计思路,柱翼缘与底板的焊接通过计算满足要求时,也可采用角焊缝。在地震工况下,如果柱脚会出现塑性铰,那就需要保证柱脚节点极限承载力,这时柱翼缘与底板连接必须采用全熔透焊。
作者：
王宇明(中铁上海工程局集团有限公司)
邹安宇(天津大学建筑设计规划研究总院有限公司)
来源：
本文刊登于《钢结构（中英文）》2024年39卷第9期，68页。
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