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关于钢结构相关规范中钢板厚度偏差标准问题的研究
发布时间:2013-1-24 23:23:28 | 人感兴趣 | 评分:3 | 收藏:
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规范6.1.3带钢(包括连轧钢板)的厚度偏差应符合表5的规定。



1.2标准之间的差距
      从上述三个国家规范标准中不难看出,《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205—2001和《钢结构设计规范》GB50017—2003关于厚度尺寸的标准最终均指向为《热轧钢板和带钢的尺寸、外形、重量及允许偏差》GB/T709—2006这个标准。但《热轧钢板和带钢的尺寸、外形、重量及允许偏差》GB/T709—2006作为钢材产品标准,其厚度允许偏差并非单一指向一个特定情况,而其它标准要求采用该标准时,由于要求不具体、不明确,使得执行起来偏差很大。
      (1)首先,钢材标准按种类和精度分为不同的六种情况,而验收和设计规范并未具体指明执行哪种情况。
      (2)设计规范中的公称尺寸是以毫米为单位标注的,而钢材标准的公称尺寸包括0.1和0.5毫米倍数。公称尺寸相差巨大,材料使用、验收及资料填写,无法确认应采用那个尺寸。
      (3)从钢材标准表1中可以看出,板宽不同,则厚度允许的偏差不同,但在组成构件的零件中,由于采用不同板宽的原材下料,生产出的零件厚度偏差就不同,因此,同样的公称厚度板材,采用不同板宽生产的零件将产生近一倍的厚度偏差误差。
      (4)由于设计规范并未明确其设计计算允许的厚度偏差是按什么确定的,偏差多少为合理或安全值,因此,在引用钢材标准时也无法准确套用那种种类或精度。
      (5)由于单扎和连轧、中厚板和厚板的公称尺寸分别是以0.1,0.5,1.0毫米为单位的,如何采用就没有了唯一性,使得引用标准者茫然。

1.3标准不确定造成的误区及后果
      由于执行标准的具体内容不确定,从而使得采用具体材料不一致,导致不是浪费就是安全隐患,具体举例如下:
      (1)相对于某一个构件中的一个设计8毫米厚的零件A,如果同样按照公称尺寸为厚度8毫米的标准,分别采购单扎钢板宽度4000毫米(表1)和带钢(包括连轧钢板)宽度1200毫米(表5)的两块钢板原材下料制造零件。从表中可以看出,由于单扎版N类厚度允许偏差为±0.9,而连扎版厚度允许偏差为±0.32,二者相差0.58,前者为后者的2.8倍多。差距部分占板厚的7.25﹪。也就是说,偏差值相同,但材料相差7.25﹪,这已经相当于企业的生产利润。
      (2)按设计要求,某一构件中的零件B,其板厚公称尺寸为25毫米。如果设计按照表1(N类)允许偏差的标准计算零件B是安全的,我们可以查出,在采购4000板宽的情况下,其实测厚度为25±1.2均属安全,也就是说厚度只要不低于23.8毫米就符合设计要求。那么我们再看能满足这一要求的带钢(包括连轧钢板)是什么规格。由于带钢和连轧钢板是以0.1毫米为公称单位出厂的,从表5可以看出,采购一批厚度23.4±0.40最低仍不小于23.8毫米的钢板就可满足设计要求。不难看出,采购23.4毫米的钢板比25毫米的钢板从经济上好很多,但1.6毫米的偏差是否影响结构安全就不得而知。如果不影响安全相对于这么大的材料节约,是否可以采用也没有确切说明。
      (3)同样是单扎钢板,同样是厚度公称尺寸8mm,如果采用1500mm以下的钢板其厚度偏差最大为±0.55mm,而采用4000mm-4800mm板宽的钢板,则厚度允许偏差可达±0.90mm,相差0.45mm,接近绝对允许偏差差了一倍。超出的偏差值也占原材本身的5.635%,如果以科学的、负责任的态度衡量,这么大的误差会造成巨大的浪费。
      (4)在实际工程应用中,部分企业及供货商正是利用了这一缺陷,张冠李戴,拿着25毫米的材质单,供应着23.4毫米的钢板。

2、对于上述问题的解决方案
      钢板的厚度尺寸是影响承载力的主要因素,关乎材料的浪费节约及结构的安全,对于上述存在的问题,解决的具体方案如下:
      2.1钢材厚度允许偏差应列入各标准规范的主控项目和强制性条文。
      2.2设计规范应明确,以钢材产品关于尺寸偏差的规范《热轧钢板和带钢的尺寸、外形、重量及允许偏差》GB/T709为依据,在设计公称尺寸条件下:
      (1)按照N类允许偏差的表1中1500-2500mm板宽计算允许偏差值,并规定偏差最大尺寸按照板宽1500-2500mm规定的偏差值执行。(避免板宽不同产生的厚度偏差)
      (2)以设计公称尺寸为依据,明确可采用板厚允许偏差的最大值(绝对值或百分比均可)。
      (3)明确允许使用连轧钢板或带钢时,采用的钢板只要实际厚度不低于允许偏差最大值即可。(避免了公称尺寸的不同而产生的误差)
      2.3验收规范应以材料及上述设计规范规定为依据,以理论尺寸为准绳,重点验收实际尺寸是否满足厚度偏差最大值的要求。(确保钢板实际厚度满足)
      2.4验收规范亦应明确材料尺寸验收应以《热轧钢板和带钢的尺寸、外形、重量及允许偏差》GB/T709为依据。(应有具体的国家产品标准文号)
      2.5资料管理规程应设置设计公称尺寸,设计允许偏差,材料公称厚度和材料实际测量厚度等内容。(既保证实际厚度尺寸满足,又可以使用不同公称尺寸的钢板以免浪费)
      2.6对使用单扎或连轧及带钢的不同轧制钢板做出明确要求。
      2.7在规范未明确之前,考虑到设计应以最大允许偏差计算安全贮备,则可以允许用连轧或带钢的同类钢板代替单扎钢板,只要实际厚度负偏差不大于单扎钢板最大值即可。(以节约用钢)

3、 结  语
      规范是指导施工的强制性、法规性、纲领性、可操作性的指导文件,明确和统一规范的标准,确保国家规范标准之间的有效衔接,合理采用最佳的板材,是效益和安全的必然要求。我们将持续关注类似问题,以确保规范的权威性,可行性,合理性和可操作性。
      作者简介:陈会荣             中国新兴钢结构公司
 

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