【原】TSG51-2023《起重機(jī)械安全技術(shù)規(guī)程》個(gè)人解讀1

九妹婆婆 2023-06-16 發(fā)布于河南

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厚板層非常容易出現(xiàn)一種脆性的斷裂就是層狀撕裂，主要發(fā)生的部位為十字形的接頭位置、T型的接頭位置以及角接接頭位置。厚度多少時(shí)采用Z向鋼？應(yīng)該是不小于40mm，而不是大于40mm，也就是說(shuō)40 mm厚的鋼板需采用Z向鋼。

第一、為什么采用Z向鋼

采用焊接連接的鋼結(jié)構(gòu)中，當(dāng)鋼板厚度較大承受沿板厚度方向的拉力時(shí)，為避免焊接時(shí)產(chǎn)生層狀撕裂，需采用抗層狀撕裂的鋼材（通常簡(jiǎn)稱(chēng)為“Z向鋼”）。Z向鋼又稱(chēng)“抗層狀撕裂鋼”，即平時(shí)所說(shuō)的Z向性能。厚板存在層狀撕裂問(wèn)題，故要提出Z向性能測(cè)試。

厚鋼板焊接層狀撕裂

第二、《起重機(jī)械安全技術(shù)規(guī)程》相關(guān)要求

TSG51-2023《起重機(jī)械安全技術(shù)規(guī)程》2.3.2節(jié)：主要結(jié)構(gòu)件材料，第三段截圖如下：

《起重機(jī)械安全技術(shù)規(guī)程》截圖

第三、其他相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)

（1）GB50017-2017《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》

做機(jī)械設(shè)計(jì)，鋼結(jié)構(gòu)計(jì)算，常用到的標(biāo)準(zhǔn)是GB50017-2017《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》，《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》Z向性能要求援引歐洲規(guī)范Eurocode 3, Part 1-10，有興趣去看。

《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》4.3.5條：

在T形、十字形和角形焊接的連接節(jié)點(diǎn)中，當(dāng)其板件厚度不小于40mm且沿板厚方向有較高撕裂拉力作用，包括較高約束拉應(yīng)力作用時(shí)，該部位板件鋼材宜具有厚度方向抗撕裂性能即Z向性能的合格保證，其沿板厚方向斷面收縮率不小于按現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《厚度方向性能鋼板》GB/T5313規(guī)定的Z15級(jí)允許限值。鋼板厚度方向承載性能等級(jí)應(yīng)根據(jù)節(jié)點(diǎn)形式、板厚、熔深或焊縫尺寸、焊接時(shí)節(jié)點(diǎn)拘束度以及預(yù)熱、后熱情況等綜合確定。

《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》截圖

（2）GB50011-2010《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》

《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》第3.9.5條：

采用焊接連接的鋼結(jié)構(gòu)，當(dāng)接頭的焊接拘束度較大、鋼板厚度不小于40mm且承受沿板厚方向的拉力時(shí)，鋼板厚度方向截面收縮率不應(yīng)小于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《厚度方向性能鋼板》GB/T5313關(guān)于Z15級(jí)規(guī)定的容許值。

《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》截圖

（3）JGJ 99-2015《高層民用建筑鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》

《高層民用建筑鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》第4.1.5條：

焊接節(jié)點(diǎn)區(qū)T形或十字形焊接接頭中的鋼板，當(dāng)板厚不小于40mm且沿板厚方向承受較大拉力作用（含較高焊接約束拉應(yīng)力作用）時(shí)，該部分鋼板應(yīng)具有厚度方向抗撕裂性能(Z向性能)的合格保證。其沿板厚方向的斷面收縮率不應(yīng)小于現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《厚度方向性能鋼板》GB/T5313規(guī)定的Z15級(jí)允許限值。

《高層民用建筑鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》截圖

第四、游樂(lè)設(shè)施大規(guī)范如何定義

關(guān)于這一點(diǎn)，游樂(lè)設(shè)施大規(guī)范的編寫(xiě)組就聰明多了，根本就不寫(xiě)厚度要求，看似規(guī)定了，又好像沒(méi)規(guī)定。

《大型游樂(lè)設(shè)施安全技術(shù)規(guī)程》（征求意見(jiàn)稿）2.2.1節(jié)：

機(jī)電類(lèi)特種設(shè)備兩個(gè)大規(guī)范：《起重機(jī)械安全技術(shù)規(guī)程》、《大型游樂(lè)設(shè)施安全技術(shù)規(guī)程》，關(guān)于Z向鋼的臨界厚度要求，一個(gè)大規(guī)范寫(xiě)的數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確（個(gè)人觀點(diǎn)），一個(gè)大規(guī)范干脆就沒(méi)寫(xiě)。

當(dāng)然還有鋼絲繩引用標(biāo)準(zhǔn)方面的要求，兩個(gè)大規(guī)范也是一個(gè)寫(xiě)了，一個(gè)沒(méi)寫(xiě)。這一點(diǎn)，將來(lái)有機(jī)會(huì)再詳細(xì)談一談。

第五、小結(jié)

當(dāng)沿著厚板方向有拉應(yīng)力存在時(shí)，特別是由于外部載荷導(dǎo)致的拉應(yīng)力持續(xù)存在時(shí)就需要考慮采用Z型鋼板，不然就很容易產(chǎn)生層狀撕裂，所以選用Z型鋼板能夠大大提高鋼板的抗撕裂能力，從根本上解決鋼結(jié)構(gòu)厚板層狀撕裂的產(chǎn)生。

對(duì)于較厚的鋼板對(duì)其厚度方向的，焊接性不好，以上規(guī)范都是明確地說(shuō)明，當(dāng)鋼板厚度不小于40mm且承受沿板厚度有撕裂拉力，需采用抗是層狀撕裂的鋼材，即Z向性能鋼。

附加：

TSG51-2023《起重機(jī)械安全技術(shù)規(guī)程》還有一點(diǎn)小瑕疵，就是標(biāo)準(zhǔn)的引用，限定了年份，如“GB/T5313-2010”，標(biāo)準(zhǔn)都在不斷更新，當(dāng)前適用的標(biāo)準(zhǔn)，可能明年就廢止了，標(biāo)注年份，會(huì)留下大的BUG，會(huì)出現(xiàn)起重機(jī)新規(guī)程還沒(méi)有實(shí)施，就可能出現(xiàn)引用標(biāo)準(zhǔn)作廢的情況，會(huì)使得《起重機(jī)械安全技術(shù)規(guī)程》顯得不嚴(yán)謹(jǐn)，不規(guī)范。