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《建筑钢结构焊接技术规程》(JGJ81)修订简介

编者按:我国20余部工程建设设计和施工规范经过比较重大的修订后,已于2002~

2003年正式颁布实施,学习规范、执行规范将是广大工程技术人员关注的热点。同时,我

国工程建设经验证明,规范的管理应是一个动态的过程。为此,本刊“标准与规范”栏目将

陆续刊出有关对钢结构设计和施工规范进行讨论的系列文章,欢迎广大读者踊跃投稿加入到

“标准与规范”栏目的讨论中来,为促进我国钢结构标准规范的不断完善献计献策。

《建筑钢结构焊接技术规程》(JGJ81)修订简介

周文瑛苏平刘景凤

(中冶集团建筑研究总院北京100088)

摘要阐述该规程修订时所确定的丰富内容、提高技术水平、扩大适用范围、加强可操作

性的原则、指导思想和与国际先进同类规范接轨的目标;全面介绍该规程修订本在总则、基

本规定、材料、焊接节点构造、焊接工艺评定、焊接工艺、焊接质量检查、焊接补强与加固、

焊工考试各章中的主要技术内容以及规程的适用范围;指出该规程作为对钢结构施工和质量

验收等规范的补充、配套和深化.其实用性及其对保证建筑钢结构工程施工质量的重要作用。

关键词建筑钢结构焊接规程修订

BRIEF INTRODUCTION TO REVISION OF“TECHNICAL SPECIFICATION FOR

WELDING OF STEEL STRUCTURE OF BUILDING” (JGJ81)

ABSTRACT

Zhou Wenying Su Ping Liu dingfeng

(Central Research Institute。f Building and Construction of MCC Group Beijing 100088)

The principles and guiding thinking of enriching contents improving technology,enlarging applicable scope and enhancing operability,and targets conforming with

the advanced international codes of the same sorts are expounded when revising this specification. An overall introduction to the following main technical respects and

the scope of the specification is also given in the revised version:generals,basic requirements,materials,structure of welding joint,evaluation。f welding process,technique of welding,inspection of welding quality,welding strengthening

and welder’s examination. It is pointed out that the practicality and the importance

for ensuring construction quality of steelwork of building when this specification

is used as a supplement,mating and deepening of the codes for steelwork construction

and quality acceptance,etc.

KEY WORDS steel structure of building welding specification revision

近十几年来,我国工业与民用建筑钢结构工程迅猛发展,其中,既有全钢结构,也有劲性混凝土和钢管混凝土结构;既有重型、大跨度钢结构,也有高层、超高层钢结构。在设计、制作、安装和焊接施工中需要有与之相适应的专业技术规程,以保证施工顺利进行,确保工程质量。

l 规程修订的原则和指导思想

在修订过程中,编制组制订了修订大纲,明确了全面修订的原则和指导思想:1)扩大规程的适用范围;2)全面丰富规程的内容,提高规程的技术水平;3)提高规程的可操作性;4)符合建筑钢结构发展的趋势,与国际先进标准接轨;5)保证规程的编写水平。根据以上指导思想,编制组进行了广泛的调查研究,编成征求意见稿发送科研、设计、施工等80多个单位和20多位专家,逐条归纳整理了40多个单位及专家返回的意见360余条。期间多次召开编委会和专题讨论会.并与正在修订中的有关钢结构设计、

施工验收规范进行了协调。为了验证规程有关内容的成熟性,编制组还委托中建三局钢结构公司、北京双园监理公司对部分章节进行工程试用。

全面修订后的规程共有9章:总则、基本规定、材料、焊接节点构造、焊工工艺评定、焊接工艺、焊接质量检查、焊接补强与加固、焊工考试。另外,还有5个附录。

2 规程修订的技术内容

本规程修订的目标为:使本规程与国际先进同类规范接轨,并能在建筑钢结构工程尤其是重大工程中应用,以改变目前国内重大工程中通常执行美国及其他国外先进焊接规范的现状。为此,对各章节进行了相应修改。

2.1 扩大规程的适用范围

将原规程第一章“总则”中规定适用范围为“工业与民用钢结构”修改为“桁架或网架(壳)式钢屋盖、多层和高层梁一柱框架结构以及各种钢构筑物”。适用的焊接方法在原来4种之外增加了自保护焊、气电焊、栓钉焊。充分体现出建筑钢结构焊接技术发展的时代特征。

2.2全面丰富规程的技术内容,提高整体技术水平

1)在一般的规程中,“重要工程、重大工程”之词经常出现,如何评估、定义并不明确,规程可操作性不强,在新增第二章“基本规定”中提出了建筑钢结构工程焊接技术难易程度分为一般、较难和难三种情况的区分原则,施工单位在承担钢结构焊接工程时应具备与焊接难易程度相适应的技术条件,以便在保证工程质量的前提下,尽可能降低工程成本。

增加了以下几方面的内容:施工单位资质和焊接质量管理体系要求;施工企业焊接工装设备、检验、试验设备的要求;企业焊接规程、工法、作业指导书等技术软件要求;采用新钢种、新工艺的特殊钢结构所需的焊接工艺试验室及试验人员的规定;焊接及检验专业技术责任人员资质、职责规定;设计图和施工图中应标明对焊接方法、焊材类型、焊缝坡口形式和尺寸、焊缝质量等级(有特殊要求时应标明抽查百分比)的规定。

2)原规程第二章“钢材及焊接材料”改为第三章“材料”,其中增加了大型、重型及特殊钢结构采用的焊材应按生产批号进行复验及新材料鉴定的规定;在焊接T形、十字形、角接接头时,当翼板厚度≥40mm时,宜根据结构类型、受力状态及板厚选用不同等级z向钢的规定;经调研搜集,按新颁国家标准全面修订规程中所列钢材、焊材的标准;取消原规程中对碳当量≤O.45%的限定,以适应于目前国内广泛使用的进口和国产建筑钢材的碳当量。

3)对原规程第三章“焊接构造和接头设计”进行全面补充和修订后改为第四章“焊接节点构造”。

接头形式增加了管材T、K、Y形特殊接头形式;经修订组反复研讨,综合借鉴了AWS D1.1(美国)及JASS6(日本)的有关规定,对接头坡口形式和尺寸进行了全面修改,其内容包括手工电弧焊、气体保护焊、自保护焊、埋弧焊全焊透及部分焊透焊接接头坡口形式和尺寸共6个表,这些坡口形式和尺寸已在国内外相关工程中广泛采用,具有焊缝填充量小,产生残余应力小、收缩变形小等特点。

在本章中参照AWS D1.1归纳了各种节点形式的对接、角接、斜角接、角对接、管子相贯形接头的焊缝计算厚度规定,这对施工详图的设计和确保钢结构工程安全可靠是至关重要的。

增加了组焊构件焊接节点一般规定,塞、槽、角焊的最小及最大尺寸规定,以避免热输入量过小或过大对母材脆化的影响。

通过对国内外钢结构工程实践经验的总结,增加了5种适合于建筑钢结构施工应用的角接、T形接头防止板材层状撕裂的节点优化形式。

通过对国内外钢结构工程设计图的归纳,增加了工程中已广泛应用的构件制作及安装节点形式,其中包括H型柱、

梁和箱型柱、梁的纵向角焊接头,钢管柱对接接头,箱型柱与隔板的连接接头,空心球的焊接接头,箱型柱、圆管柱、H 型及箱型梁的安装拼焊节点,框架柱与主梁安装节点,管一球、管一管焊接节点形式等。这些节点形式基本包括了第一章规定的适用结构类型所常用的接头。

增加了承受动载与抗震焊接节点形式,明确杆件直接承受垂直于焊缝轴向的动载拉应力时,不得采用部分焊透焊缝;直接承受动荷载时塞焊、槽焊、断续的坡口焊和角焊缝、焊脚小于5 mm的角焊缝的禁用规定,角对接焊缝加强高度的规定;板厚、板宽不同时,不论应力的种类均要求平缓过渡,其坡度≤1:2.5的规定。

参照美国、日本分别针对洛杉矶、坂神大地震后钢结构破坏形态进行分析总结后对AWS D1.1和JASS6所做的相应修改,全面修订的规程特别增加了对柱-梁翼缘角对接焊缝加强平缓过渡,梁下翼缘单面焊时清根、封焊,垫板切割、打磨以及引弧板、引出板、垫板的定位焊缝不得在坡口外母材处施焊的规定。

4)对原规程第五章“焊接工艺试验”进行了全面补充修订后调整为第五章“焊接工艺评定”。总结了修订组成员单位近年来的工程实践,编入了适用于建筑钢结构焊接工艺评定的整套内容,在“一般规定”中规定了应进行焊接工艺评定的情况、完成时间、进行程序、施焊参数选取原则;施焊设备、人员、焊接方法、钢材类型、试件接头形式、施焊位置、报告格式要求。

在焊接工艺评定规则中规定了各种情况下的互代关系。参照了AWS D1.1及《钢制件熔化焊工艺评定》(JB/T6963 —93),制订了需重新进行工艺评定的规定。特别考虑了今后材料选用的多样化,如钢材碳当量、强度级别变化,提出了对焊接性试验的要求。

对试件、试样的制备、试验与检验方法、合格评定标准作了全面规定,并参照压力容器相关规程,在附录B中提供了全套规范化报告格式,具有很强的可操作性。

5)对原规程第四章进行修改后调整为第六章“焊接工艺”,其中删除了一般工艺方法的说明及焊接、切割工艺参数表,代之以一般工艺规定,按照现行相关国家标准,列出了3种焊接方法、不同强度级别钢材的焊材选配原则。

增加了对焊前预热及后热消氢处理的规定,对屈服强度等级不超过345MPa 的钢材制订了按板厚确定的预热温度值,并说明其热输入量、焊缝扩散氢量的适用范围、预热方法、加热区范围、测温点规定。

增加了5条适用于建筑钢结构施工时防止层状撕裂的工艺措施规定。

根据工程实践经验,以5条控制焊接变形的工艺规定替代原规程附录中焊接反变形、焊接收缩余量表。

增加了焊后消除应力的相关规定。

保留各种焊接方法特有的一些工艺规定。

增加并细化了熔化焊缝缺陷返修方法的规定。

6)第七章“焊接检查”在原规程第六章的基础上进行了修改。

增加了检查人员的资质及职责规定。

增加了焊缝质量检查方案的编制要求、抽样检查的方法规定和批量合格判定及不合格处理办法。

焊缝外观检验部分基本未做修改,只增加了一般以及直接承受动载的角对接组合焊缝焊脚尺寸规定,以便与相关施工验收规范协调一致。

在原规程基础上明确各种结构构件无损探伤方法及执行的现行国家标准,并补充了已经国内多项重大工程实践应用的箱型柱隔板电渣焊和圆管T、K、Y 形节点焊缝的超声波探伤方法,取消原规程中已编制了国家标准的超声波探测角焊缝和T形焊缝、磁粉探伤技术、渗透探伤试验方法。

7)第八章“焊接补强与加固”为原规程的第七章,本章由原编写单位重新改写,增加了钢结构在气相腐蚀作用下钢材强度的计算方法;承载状态下焊缝补强与加固的规定增加了承受动荷载构件名义应力与钢材强度设计值之比值8≤0.4的规定;考虑焊接瞬时受热造成构件局部力学性能降低以及采取相应的支护、焊接工艺措施的规定。

对钢结构在各种缺损、裂纹、变形等情况下的焊接补强加固方法做了修订和补充,增加了加固时原有焊缝的强度折减计算方法,同时删减了补强加固后承载力计算方法的条款。

8)第九章“焊工考试”对应于原规程第八章,但对其内容进行了全面修订,编入了适用于建筑钢结构的焊工考试全套内容.并对焊工考试委员会由原条文应报省、自治区、直辖市、有关部委主管建设部门审批改为应报经国家主管部门授权的上级管理机构认证、审批,以适应国家政府部门体制改革的现状。

新规程将焊工手法操作考试分为基本考试、附加考试(即加障碍考试)、定位焊考试三种,分别适用于焊工作业的不同要求。自动焊操作包括了本规程所包含的各种焊接方法及考试规则,其考试规则、检验取样方法、合格评定标准、取证及动态管理均参照美国、日本相关规程做了全面详尽的规定。有关表格及合格证格式均按新规程要求做了修改。本章的制订将有助于使企业焊工资质达到现代建筑钢结构施工的实际技术要求,推动焊工技术培训的全面开展。

鉴于全面修订后的内容纳入了许多建筑钢结构焊接新技术和国内外成熟的工程实践经验,技术先进,适用范围广泛,实现了与国际先进相关标准的接轨,因此,将《建筑钢结构规程》更名为《建筑钢结构焊接技术规程》。

3规程编写的规范化

在规程的编写方面,如规程的构成和层次划分,编写顺序和细则均符合建设部建标[1996]626号规定。应该说明

的是,按照建标[1996]626号规定,规程的第二章应该是“名词术语”,考虑到本规程为建筑钢结构焊接专业规程,在名词术语方面既要符合焊接术语的现行国家标准(GB/T3375—94),又要与相关的《钢结构设计规范》(GB50017)、《钢结构施工验收规范》(GB50205—2001)中的名词术语用法协调一致,而这些规范、规程中的名词术语的应用尚存在一些不一致的现象,几经斟酌、讨论并经建设部主管领导及规程归口单位同意,不设“名词术语”这一章,但在有关焊接名词术语的应用时严格遵照(GB/T3375—94)的规定,对该规程中缺少的个别术语在使用时注意增加了文字说明,同时取消了原规程中附录十四(名词对照)。

原规程中附录十五(有关的标准目录)因内容已陈旧,而更新也不易列全,建标[1999]626号中并未规定必须编制有关标准目录,因此决定予以取消。

原规程附录十六(非法定计量单位与法定计量单位的换算关系)为手册性参考内容,应予取消。

编写的技术内容与相关标准协调一致;专业术语、代号符合现行国标;新修订规程严格遵守条文说明不对规程内容补充和引伸的规定,而只说明有关条文的依据及执行注意事项;尽可能做到措词规范、严谨,条理清晰,文字简练。

《建筑钢结构焊接技术规程》是建筑钢结构焊接的专业性标准,是对我国钢结构施工、质量验收等标准的补充、配套和深化,具有推广应用的条件和可行性,实用价值大,对提高施工安装技术水平,保证我国建筑钢结构工程质量有重要意义,将会产生明显的经济效益。

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