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關(guān)于鋼結(jié)構(gòu)相關(guān)規(guī)范中鋼板厚度偏差標(biāo)準(zhǔn)問題的研究

作者:陳會榮    
時(shí)間:2013-01-08 16:19:44 [收藏]
在鋼結(jié)構(gòu)施工中,材料的選擇使用是一項(xiàng)極為關(guān)鍵重要的工作。但是,我們發(fā)現(xiàn),在鋼板厚度允許偏差上,由于國家標(biāo)準(zhǔn)的不統(tǒng)一、不具體、不明確、不銜接,使得在監(jiān)理及施工單位的理解執(zhí)行中,
    關(guān)鍵詞:規(guī)范中鋼板厚度偏差標(biāo)準(zhǔn)問題的研究

    摘要:在鋼結(jié)構(gòu)施工中,材料的選擇使用是一項(xiàng)極為關(guān)鍵重要的工作。但是,我們發(fā)現(xiàn),在鋼板厚度允許偏差上,由于國家標(biāo)準(zhǔn)的不統(tǒng)一、不具體、不明確、不銜接,使得在監(jiān)理及施工單位的理解執(zhí)行中,由于不同的選擇誤差很大,可以選擇的選項(xiàng)多,因此,無法做出唯一性選擇,也就無法判定那個(gè)選擇是正確的。
          鋼板的厚度尺寸是影響承載力的主要因素,如果板厚尺寸偏差不明確,不是造成安全隱患,就是造成不必要的浪費(fèi)。因此,明確和理順各標(biāo)準(zhǔn)之間的關(guān)系,確定標(biāo)準(zhǔn)的具體執(zhí)行指標(biāo),對于提高材料利用率,確保結(jié)構(gòu)安全具有重要意義。
          關(guān)鍵詞:鋼板厚度    允許偏差
          1、造成鋼板厚度偏差尺寸無法具體界定的原因分析
          在鋼結(jié)構(gòu)質(zhì)量驗(yàn)收、設(shè)計(jì)、原材產(chǎn)品等國家標(biāo)準(zhǔn)中,《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》GB50205—2001,《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50017—2003,以及《熱軋鋼板和帶鋼的尺寸、外形、重量及允許偏差》GB/T709—2006等三個(gè)國家標(biāo)準(zhǔn)是執(zhí)行判定鋼板厚度允許偏差的主要國家標(biāo)準(zhǔn)。
          1.1上述三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的有關(guān)內(nèi)容
          (1)《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》GB50205—2001的相關(guān)要求
          在規(guī)范中第6頁第4部分原材料及成品進(jìn)場中4.2關(guān)于鋼材的規(guī)定如下:
          Ⅰ 主控項(xiàng)目4.2.1規(guī)定,“鋼材、鑄鋼件的品種、規(guī)格、性能等應(yīng)符合國家產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)要求”。
          在這里關(guān)于規(guī)格要求一是符合國家產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn),二是符合設(shè)計(jì)要求。
          Ⅱ 一般項(xiàng)目4.2.3規(guī)定,“鋼板厚度及允許偏差應(yīng)符合其產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的要求”。
          在這里關(guān)于鋼板厚度及允許偏差要求符合產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的要求。
          (2)《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50017—2003的相關(guān)要求
          在規(guī)范中第14頁3.3關(guān)于材料選用規(guī)定如下:
          在規(guī)范中“3.3.1 為保證承重結(jié)構(gòu)的承載能力和防止在一定條件下出現(xiàn)脆性破壞,應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)的重要性、荷載特性、結(jié)構(gòu)形式、應(yīng)力狀態(tài)、連接方法、鋼材厚度和工作環(huán)境等因素綜合考慮,選用合適的鋼材牌號和材性。”
            “承重結(jié)構(gòu)的鋼材宜采用Q235鋼、Q345鋼、Q390鋼和Q420鋼,其質(zhì)量應(yīng)分別符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《碳素結(jié)構(gòu)鋼》GB/T700和《低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼》GB/T1591的規(guī)定。當(dāng)采用其它牌號的鋼材時(shí),尚應(yīng)符合相應(yīng)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定和要求。”
          其中,鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范涉及的國家標(biāo)準(zhǔn)《碳素結(jié)構(gòu)鋼》GB/T700第4款中和《低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼》GB/T1591第5款中關(guān)于尺寸、外形、重量及允許偏差規(guī)定分別為:
          “鋼板、帶鋼、型鋼和鋼棒的尺寸、外形、重量及允許偏差應(yīng)分別符合相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。”和“尺寸、外形、重量及允許偏差應(yīng)分別符合相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。” 
          在設(shè)計(jì)規(guī)范中,關(guān)于尺寸、外形、重量及允許偏差同樣要求分別應(yīng)符合相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。其最終指向仍為產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)《熱軋鋼板和帶鋼的尺寸、外形、重量及允許偏差》GB/T709—2006
          (3)《熱軋鋼板和帶鋼的尺寸、外形、重量及允許偏差》GB/T709—2006的相關(guān)要求
             關(guān)于板厚允偏差的有關(guān)規(guī)定如下:
             在規(guī)范中4.2 按厚度偏差種類分為
             N類偏差:正偏差和負(fù)偏差相等;
             A類偏差:按公稱厚度規(guī)定負(fù)偏差;
             B類偏差:固定負(fù)偏差為0.3mm;
             C類偏差:固定負(fù)偏差為零,按公稱厚度規(guī)定正偏差。
            在規(guī)范中5.2 鋼板和帶鋼推薦的公稱尺寸
           在規(guī)范 5.2.1單扎鋼板的公稱厚度在3-30 mm范圍內(nèi)的鋼板按0.5 mm倍數(shù)的任何尺寸;厚度在30-400 mm范圍內(nèi)的鋼板按1 mm倍數(shù)的任何尺寸。
            在規(guī)范中5.2.3帶鋼(包括連軋鋼板)的公稱厚度在0.8-25.4mm范圍內(nèi),按0.1mm倍數(shù)的任何尺寸。
            在規(guī)范中5.2.6 根據(jù)需方要求,經(jīng)供需雙方協(xié)議,可以供應(yīng)推薦公稱尺寸
    以外的其它尺寸的鋼板和鋼帶。
          從上述條文可以看出,在產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中,其公稱尺寸分別為0.1mm、0.5 mm和1 mm的倍數(shù)等三個(gè)級別,而設(shè)計(jì)規(guī)范的公稱尺寸只是按1 mm倍數(shù)計(jì)算標(biāo)注的。
            在規(guī)范中 6.1厚度允許偏差
            在規(guī)范中6.1.1單扎鋼板厚度允許偏差應(yīng)符合表1(N類)的規(guī)定。
     

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    規(guī)范6.1.3帶鋼(包括連軋鋼板)的厚度偏差應(yīng)符合表5的規(guī)定。


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    1.2標(biāo)準(zhǔn)之間的差距
          從上述三個(gè)國家規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)中不難看出,《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》GB50205—2001和《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50017—2003關(guān)于厚度尺寸的標(biāo)準(zhǔn)最終均指向?yàn)椤稛彳堜摪搴蛶т摰某叽?、外形、重量及允許偏差》GB/T709—2006這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。但《熱軋鋼板和帶鋼的尺寸、外形、重量及允許偏差》GB/T709—2006作為鋼材產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn),其厚度允許偏差并非單一指向一個(gè)特定情況,而其它標(biāo)準(zhǔn)要求采用該標(biāo)準(zhǔn)時(shí),由于要求不具體、不明確,使得執(zhí)行起來偏差很大。
          (1)首先,鋼材標(biāo)準(zhǔn)按種類和精度分為不同的六種情況,而驗(yàn)收和設(shè)計(jì)規(guī)范并未具體指明執(zhí)行哪種情況。
          (2)設(shè)計(jì)規(guī)范中的公稱尺寸是以毫米為單位標(biāo)注的,而鋼材標(biāo)準(zhǔn)的公稱尺寸包括0.1和0.5毫米倍數(shù)。公稱尺寸相差巨大,材料使用、驗(yàn)收及資料填寫,無法確認(rèn)應(yīng)采用那個(gè)尺寸。
          (3)從鋼材標(biāo)準(zhǔn)表1中可以看出,板寬不同,則厚度允許的偏差不同,但在組成構(gòu)件的零件中,由于采用不同板寬的原材下料,生產(chǎn)出的零件厚度偏差就不同,因此,同樣的公稱厚度板材,采用不同板寬生產(chǎn)的零件將產(chǎn)生近一倍的厚度偏差誤差。
          (4)由于設(shè)計(jì)規(guī)范并未明確其設(shè)計(jì)計(jì)算允許的厚度偏差是按什么確定的,偏差多少為合理或安全值,因此,在引用鋼材標(biāo)準(zhǔn)時(shí)也無法準(zhǔn)確套用那種種類或精度。
          (5)由于單扎和連軋、中厚板和厚板的公稱尺寸分別是以0.1,0.5,1.0毫米為單位的,如何采用就沒有了唯一性,使得引用標(biāo)準(zhǔn)者茫然。

    1.3標(biāo)準(zhǔn)不確定造成的誤區(qū)及后果
          由于執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)的具體內(nèi)容不確定,從而使得采用具體材料不一致,導(dǎo)致不是浪費(fèi)就是安全隱患,具體舉例如下:
          (1)相對于某一個(gè)構(gòu)件中的一個(gè)設(shè)計(jì)8毫米厚的零件A,如果同樣按照公稱尺寸為厚度8毫米的標(biāo)準(zhǔn),分別采購單扎鋼板寬度4000毫米(表1)和帶鋼(包括連軋鋼板)寬度1200毫米(表5)的兩塊鋼板原材下料制造零件。從表中可以看出,由于單扎版N類厚度允許偏差為±0.9,而連扎版厚度允許偏差為±0.32,二者相差0.58,前者為后者的2.8倍多。差距部分占板厚的7.25?。也就是說,偏差值相同,但材料相差7.25?,這已經(jīng)相當(dāng)于企業(yè)的生產(chǎn)利潤。
          (2)按設(shè)計(jì)要求,某一構(gòu)件中的零件B,其板厚公稱尺寸為25毫米。如果設(shè)計(jì)按照表1(N類)允許偏差的標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算零件B是安全的,我們可以查出,在采購4000板寬的情況下,其實(shí)測厚度為25±1.2均屬安全,也就是說厚度只要不低于23.8毫米就符合設(shè)計(jì)要求。那么我們再看能滿足這一要求的帶鋼(包括連軋鋼板)是什么規(guī)格。由于帶鋼和連軋鋼板是以0.1毫米為公稱單位出廠的,從表5可以看出,采購一批厚度23.4±0.40最低仍不小于23.8毫米的鋼板就可滿足設(shè)計(jì)要求。不難看出,采購23.4毫米的鋼板比25毫米的鋼板從經(jīng)濟(jì)上好很多,但1.6毫米的偏差是否影響結(jié)構(gòu)安全就不得而知。如果不影響安全相對于這么大的材料節(jié)約,是否可以采用也沒有確切說明。
          (3)同樣是單扎鋼板,同樣是厚度公稱尺寸8mm,如果采用1500mm以下的鋼板其厚度偏差最大為±0.55mm,而采用4000mm-4800mm板寬的鋼板,則厚度允許偏差可達(dá)±0.90mm,相差0.45mm,接近絕對允許偏差差了一倍。超出的偏差值也占原材本身的5.635%,如果以科學(xué)的、負(fù)責(zé)任的態(tài)度衡量,這么大的誤差會造成巨大的浪費(fèi)。
          (4)在實(shí)際工程應(yīng)用中,部分企業(yè)及供貨商正是利用了這一缺陷,張冠李戴,拿著25毫米的材質(zhì)單,供應(yīng)著23.4毫米的鋼板。

    2、對于上述問題的解決方案
          鋼板的厚度尺寸是影響承載力的主要因素,關(guān)乎材料的浪費(fèi)節(jié)約及結(jié)構(gòu)的安全,對于上述存在的問題,解決的具體方案如下:
          2.1鋼材厚度允許偏差應(yīng)列入各標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的主控項(xiàng)目和強(qiáng)制性條文。
          2.2設(shè)計(jì)規(guī)范應(yīng)明確,以鋼材產(chǎn)品關(guān)于尺寸偏差的規(guī)范《熱軋鋼板和帶鋼的尺寸、外形、重量及允許偏差》GB/T709為依據(jù),在設(shè)計(jì)公稱尺寸條件下:
          (1)按照N類允許偏差的表1中1500-2500mm板寬計(jì)算允許偏差值,并規(guī)定偏差最大尺寸按照板寬1500-2500mm規(guī)定的偏差值執(zhí)行。(避免板寬不同產(chǎn)生的厚度偏差)
          (2)以設(shè)計(jì)公稱尺寸為依據(jù),明確可采用板厚允許偏差的最大值(絕對值或百分比均可)。
          (3)明確允許使用連軋鋼板或帶鋼時(shí),采用的鋼板只要實(shí)際厚度不低于允許偏差最大值即可。(避免了公稱尺寸的不同而產(chǎn)生的誤差)
          2.3驗(yàn)收規(guī)范應(yīng)以材料及上述設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定為依據(jù),以理論尺寸為準(zhǔn)繩,重點(diǎn)驗(yàn)收實(shí)際尺寸是否滿足厚度偏差最大值的要求。(確保鋼板實(shí)際厚度滿足)
          2.4驗(yàn)收規(guī)范亦應(yīng)明確材料尺寸驗(yàn)收應(yīng)以《熱軋鋼板和帶鋼的尺寸、外形、重量及允許偏差》GB/T709為依據(jù)。(應(yīng)有具體的國家產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)文號)
          2.5資料管理規(guī)程應(yīng)設(shè)置設(shè)計(jì)公稱尺寸,設(shè)計(jì)允許偏差,材料公稱厚度和材料實(shí)際測量厚度等內(nèi)容。(既保證實(shí)際厚度尺寸滿足,又可以使用不同公稱尺寸的鋼板以免浪費(fèi))
          2.6對使用單扎或連軋及帶鋼的不同軋制鋼板做出明確要求。
          2.7在規(guī)范未明確之前,考慮到設(shè)計(jì)應(yīng)以最大允許偏差計(jì)算安全貯備,則可以允許用連軋或帶鋼的同類鋼板代替單扎鋼板,只要實(shí)際厚度負(fù)偏差不大于單扎鋼板最大值即可。(以節(jié)約用鋼)

    3、 結(jié)  語
          規(guī)范是指導(dǎo)施工的強(qiáng)制性、法規(guī)性、綱領(lǐng)性、可操作性的指導(dǎo)文件,明確和統(tǒng)一規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn),確保國家規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)之間的有效銜接,合理采用最佳的板材,是效益和安全的必然要求。我們將持續(xù)關(guān)注類似問題,以確保規(guī)范的權(quán)威性,可行性,合理性和可操作性。
          作者簡介:陳會榮             中國新興鋼結(jié)構(gòu)公司
     

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