钢结构节点连接板设计之国标、美标对比分析
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国标、美标及欧标焊接规范对比第一部分国标、美标及欧标关于焊缝坡口的对比对建筑钢结构中常用的典型坡口形式和焊接方法SMAW/GMAW/SAW进行对比●JGJ81:2002建筑钢结构焊接技术规程●ISO 9692-1:焊接及相关工艺——推荐的焊接坡口第1 部分:钢的焊条电弧焊、气体保护焊、气焊、TIG 焊及高能束焊●ISO 9692-2:焊接及相关工艺——推荐的焊接坡口第2 部分:钢的埋弧焊●AWS D1.1/D1.1M 美国钢结构焊接规范1 焊接方法及焊透种类表示差异JGJ 81-2002:a、焊接方法及焊透种类代号代号焊接方法焊透种类MC手工电弧焊接完全焊透焊接MP 部分焊透焊接GC 气体保护电弧焊接自保护电弧焊接完全焊透焊接GP 部分焊透焊接SC埋弧焊接完全焊透焊接SP 部分焊透焊接b、接头形式及坡口形状代号接头形式坡口形状代号名称代号名称I I 形坡口B 对接接头V V 形坡口X X 形坡口U U 型坡口L 单边V 形坡口K K 形坡口T T 形接头U①U 形坡口J①单边U 形坡口C 角接头注:①—当钢板厚度≥50mm 时,可采用U 形或J 形坡口。
c、焊接面及垫板种类代号反面垫板种类焊接面代号使用材料代号焊接面规定BS 钢衬垫 1 单面焊接BF 其它材料的衬垫 2 双面焊接d、焊接位置代号焊接位置平焊横焊立焊仰焊代号 F H V O e、坡口各部分的尺寸代号代号坡口各部分的尺寸t 接缝部位的板厚(mm)b 坡口根部间隙或部件间隙(mm)H 坡口深度(mm)p 坡口钝边(mm)a 披口角度(°)f、焊缝表示方法AWS D1.1-2008:焊缝表示方法:接头类型符号-母材厚度和熔深符号焊缝类型符号-焊接方法符号2 坡口形式比较2.1 典型坡口形式全熔透焊缝差异:符合标准焊接方法 板厚 焊接位置 坡口尺寸 允许偏差 坡口示意图零件图用 装配用 JGJ 81SMAW 3~6 所有 b=t/2 0,+1.5 -3,+1.5GMAW FCAW3~8 所有 b=0~3 0,+1.5 -3,+1.5 SAW 6~12 F b=0 ±0 0,+1.5 AWS D1.1SMAW6(max ) 所有 R=T1/2 +2,-0 +2,-3 GMAW FCAW10(max ) 所有 R=0到3 +2,-0 +2,-3 SAW10(max ) F R=0 ±0 +2,-0 16(max )FR=0±0+2,-0总结 I 型坡口对接接头,背部清根,差异主要体现在偏差允许值上,AWS 所允许的偏差范围大于JGJ81。
浅议国内钢结构设计规范与欧美设计规范的几点差别摘要:关于钢结构焊缝连接的计算和构造,各国钢结构设计规范中都有明确的规定并且存在一定的差别。
本文以我国新修订的钢结构设计规范GB50017-2003为基础,结合美国钢结构设计规范LRFD一2001、欧洲钢结构设计规范EC3和ISO规范,对各本规范中关于角焊缝的绕角焊问题、端面接触承压时的焊缝计算问题、角焊缝焊脚尺寸的限值问题以及角焊缝的计算进行了对比分析,得出了其中的差别,有关分析结论可供工程技术人员参考.关键词:钢结构设计规范角焊缝限值端面接触承压绕角焊中图分类号:文献标识码: 文章编号近年来,随着我国与世界其他国家合作的工程建设项目不断增加,迫切地需要我国工程技术人员去认识并熟悉欧美规范,同时不断完善我国的结构设计标准,并最终让国际世界了解并接纳我国的标准。
以此为出发点,本文对中国钢结构设计规范GB50017—2003、美国钢结构设计规范LRFD一2001以及欧洲钢结构设计规范EC3关于角焊缝计算方法、绕角焊问题、端面接触承压时的焊缝计算问题进行了分析和比较,找出了各本规范的差异和共同之处,希望能为我国工程技术人员了解欧美标准提供一点帮助。
1 关于端面接触承压时的焊缝计算问题钢结构的连接节点中经常会遇到杆件端面接触承受压力的情况。
我国设计规范中认为当端面承压时,端面如刨平顶紧,则压力N可全部通过接触面直接传力,但此时应验算端面承压的强度。
当端面未进行刨平顶紧时,规范中未作规定,而设计习惯则按全部压力N由焊缝传递来确定焊缝的尺寸。
事实上,即使端面不刨平顶紧,通过端面的部分接触,也可以传递部分压力.关于这个问题,国外规范如ISO规范第8。
10条和欧洲《钢结构建议》第7.1。
6条中都规定:假如接触面是相互平行和紧贴的,焊接节点中不同部件间的压力可通过接触传递。
接触面间的局部不平整容许达到2mm,此局部空隙不要求必须用焊缝填充,但要求采取相应措施防止接触面间的相互滑动或接触面被拉开.在防止侧向位移的措施中可以考虑摩擦力的作用。
随着现代工业的不断发展,不锈钢焊接连接已成为广泛应用的常见工艺。
作为一种具有耐腐蚀、美观、强度高等优点的材料,不锈钢在船舶、化工、能源、医疗等领域得到了广泛的应用和推广。
不同的国家和地区在不锈钢焊接连接设计方法上存在差异。
本文就中国与欧美不锈钢焊接连接设计方法进行比较分析。
一、中国不锈钢焊接连接设计方法中国在不锈钢焊接连接设计中,注重相关技术的研发和应用,特别是在不锈钢焊接头的设计和制造上有较大发展。
现在常见的不锈钢焊接连接方法有TIG 焊接、氩弧焊接和MIG 焊接等。
TIG 焊接是中国目前应用较多的焊接连接方法,这种方法适用于不锈钢板、钢管及其他不同形状的金属材料连接,具有耐腐蚀、焊接接头美观、焊接强度高等优点。
氩弧焊接适用于规模较大、工序较复杂的焊接连接,其制造难度和工序较高,但是可以得到更好的连接效果。
MIG 焊接则适用于规模小、制造繁琐度较低的铸件制造连接。
在不锈钢焊接连接设计方法的应用中,中国重视实践经验的积累,并通过研发新的技术和工艺,实现不同形式的不锈钢焊接连接。
自近年来,国内在不锈钢焊接连接方面的技术水平已得到显著提升,具有较强的技术优势和研发能力。
二、欧美不锈钢焊接连接设计方法欧美地区在不锈钢焊接连接设计中致力于提高焊接技术的精度和质量,并注重污染物的排放问题。
欧美地区在不锈钢焊接连接方法的选择上更加注重其环保性和工艺效率。
各种焊接方法的应用与开发也更有针对性。
在不锈钢焊接的方法研究方面,欧美地区已经发展出多种实用且环保的方法,如冷金属转移焊接(CMT)、激光焊接等。
CMT 焊接具有较好的金属熔化率和焊缝清晰度,工艺上需要使用氮气、氩气等稀有气体,从而使得焊接过程较为环保。
激光焊接是一种新型的焊接方法,拥有高效性和高精度的特点,利用激光线束能够准确地焊接不锈钢焊接接口,实现高规格的焊接需求。
三、中国与欧美不锈钢焊接连接设计方法的对比与分析1、焊接接头的设计方法中国在理论知识和经验层面上有较深厚的积累,在焊接接头的设计和制造方面,发展出独具特色的方法。
中美两国钢结构焊接标准对比与分析中美两国钢结构焊接标准对比与分析 1 概述目前,我国的钢结构正进入迅猛发展时期,钢结构的建筑比比皆是,如上海金茂大厦、北京京广中心、深圳地王大厦、上海在建的环球金融中心等等。
随着钢结构的快速发展,相关的标准钢结构焊接规范也进一步得到了完善和加强。
为了对钢结构焊接规范有更深入的认识,我们对美国钢结构焊接标准与我国钢结构焊接标准进行对比与分析,找出差异,从而有利于对标准的理解和执行。
2 美国钢结构焊接标准与我国钢结构焊接标准情况介绍美国AWS D1.1/D1.1M:2019《钢结构焊接规范》是钢结构焊接的旗舰标准,引导了超过130个标准及规则、实践介绍、指南或设计说明书等等,由美国焊接学会D1委员会负责。
第一版建筑结构的熔焊和气割规范在1928年发布,桥梁焊接规范在1936年单独发布,1972年两个规范合并到D1.1,1988年又再度分开。
同时参照建筑和桥梁,变为静载荷和动载荷结构。
D1.1问世以来不断修订,到目前为止共多20版。
现每两年修改一次,是目前最广泛应用的焊接标准。
中国JGJ 81-2002《建筑钢结构焊接技术规程》是参照有关国际标准和国外先进标准,并在广泛征求意见的基础上,对JGJ81-91进行了全面的修订。
JGJ 81-2002内容比JGJ81-91更丰富,适应范围更广,实用性更强。
其修订根据我国钢结构的发展与时俱进,对保证我国钢结构工程施工质量起了非常重要的作用。
3 AWS D1.1/D1.1M:2019与JGJ 81-2002比较与分析两个标准的主要技术内容见表1表1 主要技术内容AWS D1.1/D1.1M:20191总则2焊接接头设计3WPS的预评定4WPS的评定5制作 JGJ 81-2002 1总则 2基本规定 3材料 4焊接节点构造 5焊接工艺评定6检验7螺柱焊 6焊接工艺 7焊接质量检查8现有结构的加固和修补 8焊接补强与加固9焊工考试 AWS D1.1/D1.1M:2019与JGJ 81-2002主要技术内容接近,结构及章节的安排有差异。
第31卷第10期2004年10月建筑技术开发BuildingTechniqueDevelopmentVol.31,No.10Oct.2004技术开发报道国外钢结构设计规的几点比较肖桂清1,2茂华侯建国22(11学院,432000;21大学土木建筑工程学院,430072)[摘要] 以我国新修订的钢结构设计规GB5001722003为基础,结合美国钢结构设计规LRFD22001及欧洲钢结构设计规EC3,对3本规中拉、压杆的屈曲限值以及梁腹板受剪屈曲后强度的计算方法进行了计算分析和比较,有关分析结论可供工程技术人员了解国外钢结构设计规的技术水平和发展动态时参考。
[关键词] 屈曲限值;腹板;翼缘;屈曲后强度,力场理论;通用高厚比[中图分类号] TU391 [文献标识码] A [文章编号] 10012523X(2004)1020001203 COMPARATIVELYSTUDYTHEBUCKLINGLIMITATIONS OFCOMPRESSIONORTENSILEMEMBERSANDTHECALCULATINGMETHODOFPOST2BUCKLINGSTR ENGTHOFTHESHEARWEBBEAMXiaoGui2qing LiMao2hua HouJian2guo[Abstract]OnthebasesofChinesenewnationalstandard,GB5001722003,combinedwithAmeric anstructuralsteelcriterionandEuropeancriterionEC3,calculatedanalyzedandcomparedthebucklinglimitatio nsofcompressionortensilemembers,andthecalculatingmethodofpost2buckling strengthaboutthebeamthatsubjectedtoshearinit’sweb.Therelevantconclusi onprovidedtheengineeringtechnicianwithaconferencetolearnthedevelopment andtheleveloftechniqueofthesteelstructurecriterionshomeandaboard.[Keywords]Bucklinglimitations;Web;Flange;Post2bucklingstrength;Tensionfieldtheor y;Generalwebdepth2thicknessratio长期以来我国在工程项目建设中完全采用国标体系,与国际标准接触较少,使得我国工程技术人员不了解国际通用标准,也使得我们在国际市场处于劣势。
中美建筑钢结构钢材性能对比分析3篇中美建筑钢结构钢材性能对比分析1中美建筑钢结构钢材性能对比分析随着建筑工业化的发展,钢结构建筑在世界范围内得到了广泛的应用。
由于钢材的特殊性能,钢结构具有轻质、高强、耐腐蚀、抗震、抗风等特点,因此越来越受到设计师和业主的喜爱。
然而,钢结构所涉及的钢材品种繁多,不同地区或国家的钢材标准也存在差异,因此需要进行中美建筑钢结构钢材性能对比分析,以便设计师和业主选择合适的钢材材料,确保钢结构的质量和安全。
一、中美建筑钢结构的历史在中国,钢结构的应用历史可以追溯到上世纪60年代,但是由于钢材品种较少,钢结构体系也比较单一,建筑的高度和规模相对较小。
随着经济的快速发展,特别是2008年汶川大地震的发生,中国对钢结构的重视程度大大提高。
目前,中国已经成为世界上钢结构应用最广泛的国家之一,拥有许多创意十足的钢结构建筑。
在美国,钢结构的应用历史更加悠久。
自19世纪末以来,钢结构已经成为美国建筑业中的重要组成部分。
经过多年的发展,美国建筑钢结构的设计、施工和检测技术已经非常成熟。
以芝加哥的“亨利·莫斯”大楼为例,它是全球著名的钢结构建筑之一,也是美国钢结构建筑的代表之作。
二、中美钢材标准的差异中美两国的钢材标准存在着一定的差异。
以中国标准为例,目前最常用的钢材品种是Q235和Q345两种低合金钢。
这两种钢材的强度和韧性良好,适用于大多数的建筑结构。
而美国的钢材标准则以ASTM标准为主,比如ASTM A36、ASTM A572等。
在强度方面,美国的钢材标准要求更高。
以ASTM A36为例,其抗拉强度可以达到400 MPa以上,而Q235的抗拉强度大约只有235 MPa。
在韧性方面,两国的标准也存在差异。
美国的钢材标准更加注重低温韧性,而中国钢材标准则注重冲击韧性。
三、钢材性能对比分析钢材的性能对于钢结构建筑来说至关重要。
下面就通过一些关键参数进行中美钢材性能对比分析。
1. 强度首先,强度是决定钢结构建筑安全性的关键因素。
海外地区美标与国标钢结构施工管理差异对比分析摘要:随着国家大力推进和发展“一带一路”建设政策,中国企业开始在海外地区承揽了越来越多的工程建设项目。
但是海外地区项目所采用的建造、施工、验收等标准均为国外标准,与中国国家标准存在着明显的差异。
本文以马来西亚标志塔项目钢结构施工为例,从钢结构图纸深化设计、钢结构安装、钢结构焊接作业、防火涂装施工等多方面综合对比分析美标与国标在施工管理流程中存在的差异,为后续的海外地区工程建设施工指明方向。
关键词:海外地区;钢结构;国标;美标;对比分析10 前言海外地区建设工程项目因为项目地址处于中国之外地区,项目施工建设过程中采用设计、施工、验收等标准均为其他国家标准,因此导致相应的施工管理等流程均与国内的建设项目存在着差异。
海外地区工程建设人员应对不同国家施工标准有深入的了解及掌握,这样才能在海外项目建设施工过程中针对因标准不同产生的问题及时、有效的做出解决方法及对策。
因此,本文将以马来西亚标志塔项目钢结构施工为例,从钢结构图纸深化设计、钢结构安装、钢结构焊接作业、防火涂装施工及现场质量验收等多方面综合对比分析国标与美标在施工管理流程中存在的差异,为海外项目的钢结构施工提供指导作用。
1 项目概况吉隆坡标志塔项目位于吉隆坡敦拉萨国际金融中心,地下4层,地上98层,高452.065m,建筑面积约40万平米,为框架-核心筒结构体系,用钢量2.6万吨。
外框钢柱以1.35°向内倾斜,倾斜的建筑外形给施工后塔吊的拆除带来一定的难度。
2 深化设计标准差异2.1 深化设计流程差异由于采用的标准不同,国内外项目钢结构深化设计流程存在明显差异。
其主要差异表现在钢结构深化图纸审批流程。
海外美标环境下深化图纸报审及审批流程如下:1.钢结构专业分包单位根据设计图纸及相关规范要求完成某部分深化图纸编制。
2.深化图纸报送总承包单位技术部。
3.总承包技术部审核签字完成后报送总承包深化设计部。
1、对于节点设计的看法
节点设计在钢结构设计中占有举足轻重作用。
合理的连接形式直接决定了结构
是否如预期力学模型一样明确传力,此外为符合施工现场安装作业要求节点连
接形式也是很有讲究的。
当然,节点必须满足承载力要求,其组成元素包括:
结构构件、焊缝、螺栓、加筋板件、连接板等,均需满足相应的计算及构造要求。
对于国标,除了简单的焊缝、螺栓、连接板(计算形式较单一)的相关计算,构造方面则更多一些,一般来说均参照《钢规》、《节点设计手册》即可。
而对于美标,经鄙人近一年来的钻研,发现各种节点形式均以计算为主,构造
为辅。
美国钢结构协会发布的用于节点设计的规范和手册数量极多,就拿连接
板来说,基本上各种形式都有计算参照。
2.国标与美标计算参数的区别
美标体系庞大,节点设计甚为繁杂,一种连接节点计算或许要依据数本规范和
手册。
美标相对于国标在许多方面上都要细致,节点构造要求和计算公式大相
庭径。
一般国内单位设计国外美标项目都是用中国材料加工打包发往海外,现
就如何用美标计算国内材料,下面我通过板件计算举例简要说明(螺栓,焊缝
以后再说)。
2.1 参照规范
《钢结构设计规范》(GB50017-2003)
GB-T1591-2008(低合金高强度结构钢)
Specificationfor Structural Steel Buildings ANSI/AISC 360-10
2.2 强度设计值
国标板材强度设计值,就拿Q345B的板材来讲,参照国标《钢规》表 3.4.1-1。
美标中没有国标所谓的“设计值”,均是使用屈服强度Fy和极限抗拉强度Fu 通过各公式直接计算板件的强度。
比如我想验算板件的抗拉屈服强度和抗拉撕裂强度:
a.板件的抗拉毛截面屈服强度计算,公式用的是Fy,那么对于国内材料涉及不同板厚时就要使用不同的屈服强度。
见GB-T1591-2008(低合金高强度结构钢)这本书,表6
b.板件的抗拉净截面撕裂强度计算,公式用的是Fu。
注:Φ(LRFD)和Ω(ASD)是美标中不同的荷载组合设计方法。
对应不同设计方法,板件设计强度Rn需要乘以相应系数。
其中,LRFD设计方法基本等同于国标荷载组合,那么对于板件毛截面屈服强度Rn需要乘以0.9系数,也就是0.9Fy*毛截面面积,基本上与国标设计值f*毛截面面积相等。
2.3 常见板件验算公式
2.3.1 国标中7.5章连接板验算(均为抗剪拉计算)
关于上面国标公式7.5.1-1,国标为了简化计算,把拉剪作用产生的拉剪应力,通过拉剪折剪系数统一表示;对照下面美标验算块剪切时,就把抗拉和抗剪设
计值区分开!
2.3.2 美标中连接板的验算:
2.3.2.1 板件毛截面受拉屈服和净截面受拉撕裂
2.3.2.2 板件毛截面受剪屈服和净截面受剪撕裂
假设主次梁铰接的连接板受到剪力作用。
需要验算板件毛截面剪切屈服强度:
0.6Fy*Agv(毛截面面积,等于315*10)>V;
还需验算板件净截面撕裂强度:
0.6Fu*Anv[净截面面积,等于(315-24*4)*10]>V
2.3.2.3板件受剪发生Block Shear(块剪切)
依旧以上面主次梁铰接为例,在受到剪力作用时,连接板需要验算发生块剪切时的强度。
取:垂直剪力方向板件的抗拉极限强度+剪力方向发生撕裂长度的板件毛截面抗剪屈服强度和净截面抗剪撕裂长度的减小值>V,即:
2.3.2.4板件受压屈曲强度
受压板件:K(计算长度系数)*L(板件长度)/r(板件回转半径)即受压长细比小于25时,不考虑受压失稳,板件受压强度为Fy*Ag(毛截面受压面积),否则需要考虑受压失稳,使用E章受压构件计算公式计算。
3.节点示例
支撑与梁
柱顶梁做滑动
大梁与柱子交接
典型支撑节点
刚接柱脚节点
不难看出以上节点使用一些软件和工具箱难以贴合实际计算,因此对于节点设计,通过合理运用规范、手册,进行手画和手算是极其必要的。
此外,正确运用美标的一些计算方法设计节点也可以弥补国标一些不足之处。
具体到各种节点的简化计算在此后的更新文章中阐明。