断不断，怎么断，由设计者决定
• • • • • • • 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。 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。 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 力，采取措施确保结构安全。
第二个问题：
幕墙钢结构可以焊接吗？ 回答：完全可以。
幕墙铝型材设计应符合 GB 50429 的规定
GB 50429 规定了对铝合金焊接的要求
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既然规定了铝型材 都可以焊接，钢结构 本来就名正言顺可以 采接，幕墙的钢横梁、 钢立柱当然可以焊接。
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一、焊接是钢结构的基本 连接方式
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二、JGJ 133-2001是 上一个世纪的历史产物
5.6.6条是针对铝型材规定的
石材幕墙振动台试验 侧移达1/50
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幕墙焊接钢骨架早在133规范颁布之 前就已经使用，至今近20年，经历了 强台风和大地震的考验
• 我国的幕墙工程从1993年至今， 钢横梁与钢立柱、钢角码与连接 钢板的焊接已经用了十多年，效 果良好。许多工程还经历了大地 震或多次强台风的考验。 • 工程实践证明钢骨架采用焊接是 很好的连接方式。
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• 1996年编制的JGJ 133-2001：
• （铝型材）要用螺栓连接。
• 2001年修订的JGJ 102-2003：
• （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。
133规范修订，5.6.6条已经修改
目前，133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 采用焊接。 • 按照规范执行中，“同一问题的规 定，以最新规定执行”的从新原则， 在新的133规范颁布前，可按102规范 中钢结构可以焊接的规定执行。
GB 50017 是幕墙钢结构 设计的基本依据
《钢结构设计规范》GB 50017是 钢结构设计的依据，当然也是幕墙 钢结构设计的依据。 • 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 上“幕墙”两个字，就不能焊接呢？ •
GB 50017
幕墙钢结构属 于钢结构，所 以其设计依据 是《钢结构设 计规范》。 • 幕墙规范的 修订也应符合 GB 50017。 •
• 钢横梁与钢立 柱一端焊接， ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ端螺接。
广东图书馆新馆凹凸石材幕墙
焊接钢骨架
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我们可以列举很多 工程实例，说明幕墙钢 结构采用焊接是安全可 靠的。
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可是，谁有能举出 哪怕一个例子，说明仅 仅是由于采用了焊接， 幕墙钢结构就出了安全 问题呢？
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没有，没有一个工 程是由于没有采用螺栓 连接，钢结构就出问题 的。
6个阳光谷是倒喇叭形玻璃采
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阳光谷玻璃幕墙支承钢结构 采用全焊接方钢管单层网壳
幕墙钢结构螺接可以用、 焊接也没有问题。
• 理论和工程实践都证明了， 幕墙钢结构可以采用螺栓连接， 也可以采用焊接。设计人员可根 据工程的情况和自己的工艺习惯 选用。也可以螺接和焊接混合使 用。
天津 中船重工 146米 花岗岩
编写5.6.6条的时候，幕墙还没有采 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。 因为在90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 段。 • 当时谁也没有预计到21世纪钢结构 会大量进入幕墙中。 •
与时俱进，JGJ102—2003已经修改
2000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 不适应钢结构的要求，矛盾日益显著。 • 2001年修订JGJ 102-96时，已经在 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。
九十年代末的焊接大争论
• 1998年前后，成都市许多幕墙采用了钢横
梁和钢立柱，而且采用焊接。这些已建成的 幕墙，拆还是不拆，引起激烈的争论。最后 还争到了北京，在会议上双方都拍了桌子。 • 在搞钢结构的技术人员的支持下，这些幕 墙幸存了下来。 • 它们静静地度过了十年，谁都没有预计会 有2008年5月12日……
幕墙设计的一些问题 (五 )
钢结构设计
中国建筑科学研究院 2014 赵西安
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幕墙钢结构设计
幕墙钢结构问题的由来
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 乱，这些问题是怎么出来的呢？ • 这是一个历史遗留问题。 • 问题出自JGJ 133 -2001。规 范是16年前编的，那时候幕墙行业 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。 •
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谁也没有料到十年后，2008年5月12 日它们经受了大地震的考验，用事实回 答了钢结构能不能焊接的大争论。
汶川大地震幕墙经受了考验
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地震区规定的设防烈度为6、7度。 • 地震中，幕墙工程在烈度7、8、9度下， 不管螺栓还是焊接，只要主体结构在，幕墙 就在，而且完好。
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九十年代 幸存下来的焊接钢结构幕 墙经受了这次大地震的考验，客观事实 证明了幕墙完全可以采用焊接钢结构。
一定要保证现场焊接的施工质量
• 焊接施工应符合现行标准 JGJ 81的规定。 焊工必须持证上岗。 焊缝应均匀饱满，不得断开、漏 焊。不应有气泡、夹渣、裂缝。 做好焊缝防锈。 做好防火措施。
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上下柱并不是必须连接
上下柱之间并不是非连接不可，连接 与否、连接方式完全取决于设计考虑 和采用的计算简图。 • 通常采用多跨铰接梁的计算模式， 上下柱之间是铰接点，要保证上下位 移一致，可传递剪力，应连接。 • 如果设计按简支考虑，按简支梁计 算，则可以不连接， 只须留出间隙。 • 实体墙上的幕墙可以按分段设置横 梁和立柱，各自单独计算，各自单独 受力，这时各段之间也可不连。
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四、现在大量幕墙钢结构 采用焊接
世博会阳光谷
• 世博会的中轴线长1000米，宽110 米，称为世博轴。 • 世博轴上有六个朝天玻璃大喇叭， 直径80~96米，高42米，叫阳光谷。 • 这些巨型玻璃幕墙的支架，是全焊 接方钢管结构。
阳光谷
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光顶，最大直径96米，高41.5 米。 • 单层网壳钢结构。方钢管， 三向布置，三角形网格。焊接 节点。 •
• 第一个问题： • 是不是一定要竖向层层 分段，水平三米一段？ • 回答：不一定要切得这 么碎。
切碎是设计最省事的办法
• 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， 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 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 业，所以历史地形成了通通切断的 行业习惯。
实践是检验真理的唯一标准
• 从1996年幕墙钢结构开始
采用焊接，到今天已经过去 了 16 年。16 年的实践告诉 我们，幕墙钢结构采用焊接 连接是没有问题的。
客观实践已经得出了结论 • 幕墙钢结构如同其他钢结
构一样，可以采用螺栓连接， 也可以采用焊接，还可以两 者混合使用。
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世界是多样的，解决问题 的方法也应该是多样的。
• 绵阳 (9度) • 石材幕墙完好
• 焊接钢结构不但抗震，而且抗风 • 从九十年代至今,沿海地区的建 筑幕墙许多采用焊接钢结构,虽经 多次强台风袭击,从未因骨架焊接 而出现安全问题.实践表明:钢横梁 与立柱焊接完全可以满足幕墙抗 风要求.
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采用焊接钢结构的幕 墙，经受了台风和地震 的实际考验。 • 实践是检验真理的唯 一标准，所以现行规范 就要修改补充。
钢结构设计的基本依据是国 家标准《钢结构设计规范》GB 50017。 • 幕墙钢结构是钢结构的一部 分，其设计也应遵照执行；幕 墙规范编制、修订，有关钢结 构的条文，要与之一致。 •
幕墙钢结构的设计依据是GB 50017
1996年黑体字的说法和现在不同
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1993~1998年编制JGJ 102和133时， 对“强制性条文”黑体字的说法是“强 调、着重、提醒、注意”，并没有一票 否决、违法的含义。不知道甚么时候就 变成了现在这个“规范就是法律”的解 释。我们也是有口难辩，很后悔当初用 了黑体字，现在“被”强制。今后黑体 字只能写“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 寸等等都不能用黑体字。而且黑体字不
• 约束温度变形，承受温度应力
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结构钢有能力承受温度应力
• Q235 强度设计值 215N/mm2 • Q345 强度设计值 315 N/mm2 • 在完全固定，不能变形的情况下，温度每
变化 1 度，钢构件中产生的温度应力为： • 2.4 N/mm2 • 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 形约束很小，温度应力远小于这个按支座固定 考虑的数值。
按铰接多跨梁设计，上下柱应连接 按单跨简支梁设计，上下柱可不连接
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按简支梁设计，上下柱不连接
按分层简支梁设计的立柱，上下不连接
按多跨铰接梁设计的立柱，用铝横梁作外部 连接；附加4X40mm铝排也起连接作用
芯柱连接主要用于铝型材
JGJ133-2001中关于型材用芯柱连接的规 定是针对铝型材的。该规范是在 1996~2000年间编制的，当时幕墙基本上 只用铝型材，一般不考虑用钢型材。 • 铝型材开模方便，又是高精度和超高精度 产品，可以做到紧密滑动配合。因此用芯 柱是恰当的。 • 2000年以后，钢型材大量使用， JGJ133-2001的规定就不适应钢型材了。 钢型材大量是开口断面，无法插芯；钢型 材不能随便定尺寸，轧辊不能随便改，无 法紧密配合；精度做不到高精级，滑动不 了，或者空隙很大，芯柱晃动。
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JGJ 133 《送审稿》
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实际上，从90年代 开始，幕墙已经采用焊 接钢结构。
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广 东 公 成安 指 全挥 部中 钢心 骨 架一 焊九 接九 六 年 建