箱形柱拼接,为什么一定要端铣?深度解析
眉毛怪i
眉毛怪i Lv.2
2023年08月11日 17:10:35
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如 果不知道端铣是怎么回事,可以先看视频号里的一段几秒钟工厂加工视频。 下面主要聊以下四个方面的内容: 困惑的由来,什么是端铣,节点具体构造,具体原因等。 困惑的问题 在《高钢规》JGJ 99-2015 图8.4.6 有这么一个节点形式,根据条文有个要求: 下节箱形柱的上端应设置隔板,并应与柱口齐平,厚度不宜小于16mm。


果不知道端铣是怎么回事,可以先看视频号里的一段几秒钟工厂加工视频。

下面主要聊以下四个方面的内容: 困惑的由来,什么是端铣,节点具体构造,具体原因等。

困惑的问题

在《高钢规》JGJ 99-2015 图8.4.6 有这么一个节点形式,根据条文有个要求:

下节箱形柱的上端应设置隔板,并应与柱口齐平,厚度不宜小于16mm。 其边缘应与柱口截面一起刨平  
《高钢规》端铣要求的节点形式图8.4.6   

从图中可以看到边缘“50mm+柱壁厚”范围内,水平隔板的厚度薄了4mm,这部分就是需要刨平的,这个刨平工艺就是“端铣”,这个是需要增加钢柱加工的一道工序。

困惑点在于 “下节柱的柱顶为什么需要端铣?可以不可以省掉这道工艺?”

什么是端铣

首先,要了解一下什么是“端铣”。“铣”这个工艺分很多种类型,对应的是采用不同的铣刀。

不同的铣刀  

那跟本文讨论的节点相关的,就是上图中的第二种类型 “端铣” ,采用的工具就是“端铣刀”。

端铣动画  

箱型柱工地拼接节点构造

这个通用节点构造在《16G519》P9~P10页中有给出,更详细一点的构造,我们可以看 《钢结构连接施工图示(焊接连接)》15G909-1 P36页 ,不同的两个团队编的图集,内容侧重点也不一样。

箱型柱工地拼装节点  

箱形柱端铣的原因

钢结构端部铣平是一种常用的加工方法,设备的改进使得加工效率也提升很多。

端铣主要是为了保证钢结构的连接质量和传力可靠性。

先看看规范是怎么解释的:
《高钢规》8.4.6条文说明:图8.4.6所示箱形柱的工地接头,是日本高层民用建筑钢结构中采用的典型构造方式,在我国已建成的高层民用建筑钢结构中也被广泛采用。下柱横隔板应与柱壁板焊接一定深度,使周边铣平后 不致将焊根露出  

把这个条文解释直白地翻译一下,这个节点就是抄日本的,国内已经用了很多项目,安全可靠,但是加工的时候,注意不要把焊缝铣没了。 为什么要铣,也没说。

柱端端铣完成的图片  
下面谈一下个人的理解:
  1. 1. 端铣可以使端面平整光滑,提高端面的垂直度和平整度,减少端面间隙,保证连接的紧密性。
  2. 2. 端铣可以消除切割或焊接造成的影响区,避免端面出现裂纹、毛刺、氧化皮等缺陷,提高端面的抗腐蚀性和耐久性。
  3. 3. 端铣可以使受压柱端部的最大压力由铣平端传递,减少连接焊缝的受力,降低焊缝的计算强度和设计要求。
第3点原因,主要是针对柱接头采用 部分熔透焊缝 连接,详见《高钢规》中的8.4.4条,但是要理解透彻的话,还有较多的理论内容,这次就不展开了。看图更轻松一些。
部分熔透焊  

以上是设计方面的原因,还有施工方面的原因。钢柱安装过程中,测量标高时,端部铣平,对于 控制安装精度 更有利。


小结

从以上分析可以看到这个节点形式, 端铣很有必要。

但是如果不想端铣,那就要 改变节点形式 ,比如下节柱取消水平隔板,这个如果大家感兴趣,下次再展开说一说改进方案吧。

国内的钢结构设计标准规范,看条文说明,经常会看到参照国外的相关规定和典型构造方式, 至于为什么这么做呢?可能他们都知道吧,我们也想知道,但是投问无门,只能自己追根溯源了。

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