浅谈工业建筑钢结构施工中的常见问题及应对措施

分类：机械论文发表 时间：2012-11-16 10:58 关注：(1)

摘要：随着经济建设和建筑行业的迅猛发展，建筑业的用钢量所占的比例逐渐增加，国家的支持极大地促进了建筑钢结构的发展。同时，国际市场钢的进入，我国的总体钢产量、品种和钢材质量的增加，除特种行业的特殊需求外，钢结构在桥梁、工业厂房设计中，大型地上结构、高层建筑等现代建筑设计中都得到了广泛的应用。但同时在大量的工程建设过程中，钢结构工程也暴露出不少质量通病，包括钢结构制作厂家和安装队伍专业水平不一，经验不足者多，控制钢结构工程质量已经值得引起我们重视，本文主要讨论针对在钢结构主体施工过程中一些常见问题及应对策略。

关键词：钢结构 钢结构施工工艺 施工质量控制

1、钢结构的特点

钢结构是指钢材制作为主的结构，是现代建筑的主要建筑结构类型之一。钢材的特点是强度高、自重轻、刚度大，故用于建造大跨度超高、超重型的建筑物特别适宜。

钢结构的相对优点体现在：1)材料匀质性和各向同性好，属理想弹性体，材料塑性、韧性好，可有较大变形，能很好地承受动力荷载;2)建筑工期短;其工业化程度高，可进行机械化程度高的专业化生产;3)加工精度高、效率高、密闭性好，故可用于建造气罐、油罐和变压器等。相比之下，其缺点是耐火性和耐腐蚀性较差。

2、钢结构工程施工过程中的部分问题及解决方法

2.1 构件的生产制作问题

门式钢架所用的板件很薄，最薄可用到4毫米。对薄板的下料应首选剪切方式而避免用火焰切割。因为用火焰切割会使板边产生很大的波浪变形。目前H型钢的焊接大多数厂家均采用埋弧自动焊或半自动焊。如果控制不好宜发生焊接变形，使构件弯曲或扭曲。主要的应对措施：概况来讲就是对整个过程做严格的质量控制。下料前检验：检验钢板尺寸，材质是否符合设计要求，外观有无缺陷，质保单是否齐全。焊材、焊剂是否与所焊钢板相匹配;放样划线，清楚表明装配标记、螺孔标注、加强板的位置方向、倾斜标记及中心线、基准线和检验线，必要时制作样板;下料注意将切割表面的铁锈、污染清除干净，保证切割件的平整和干净，切割后应清除熔渣和飞溅物。

2.2 柱脚安装问题

柱脚钢构件的安装问题常见出现在以下几点：1)预埋件(锚栓)问题现象：整体或布局偏移;标高有误;丝扣未采取保护措施。直接造成钢柱底板螺栓孔不对位，造成丝扣长度不够。对应措施：钢结构施工单位协同土建施工单位一起完成预埋件工作，混凝土浇捣之前，必须复核相关尺寸及固定牢固。

2)锚栓不垂直现象：框架柱柱脚底板水平度差，锚栓不垂直，基础施工后预埋锚栓水平误差偏大。柱子安装后不在一条直线上，东倒西歪，使房屋外观很难看，给钢柱安装带来误差，结构受力受到影响，不符合施工验收规范要求。对应措施：锚栓安装应坚持先将底板用下部调整螺栓调平，再用无收缩砂浆二次灌浆填实，国外此法施工。所以锚栓施工时，可采用钢筋或者角钢等固定锚栓。焊成笼状，完善支撑，或采取其他一些有效措施，避免浇灌基础混凝土时锚栓移位。

3)锚栓连接问题现象：柱脚锚栓未拧紧，垫板未与底板焊接;部分未露2～3个丝扣的锚栓。对应措施：应采取焊接锚杆与螺帽;在化学锚栓外部，应加厚防火涂料与隔热处理，以防失火时影响锚固性能;应补测基础沉降观测资料。

2.3 连接问题

1)高强螺栓连接，螺栓装配面不符合要求，造成螺栓不好安装，或者螺栓紧固的程度不符合设计要求。这种现象是由于螺栓表面有浮锈、油污等杂质，螺栓孔壁有毛刺、焊瘤等;螺栓安装面虽经处理仍有缺陷。对应措施：高强螺栓表面浮锈、油污以及螺栓孔壁毛病，应逐个清理干净。使用前必须经防锈处理，拼装用的螺栓，不得在正式拼装时使用。螺栓应由专人保管和发放;处理装配面应考虑到施工安装顺序，防止重复进行，并尽量在吊装之前处理。

2)螺栓丝扣损伤，螺杆不能自由旋入螺母，影响螺栓的装配。主要是由于丝扣严重锈蚀引起的。对应措施：使用前螺栓应进行挑选，清洗除锈后作预配;丝扣损伤的螺栓不能做临时螺栓使用，严禁强行打进螺孔;预先选配的螺栓组件应按套存放，使用时不得互换。

3)现场焊缝现象：质量难以保证;设计要求全焊透的一、二级焊缝未采用超声波探伤;楼面主梁与柱未焊透;未采用引弧板施焊。应对措施：钢结构施焊前，对焊条的合格证进行检查，按设计要求选用焊条，按说明书和操作规程要求使用焊条，焊缝表面不得有裂纹、焊瘤，一、二级焊缝不得有气孔、夹渣、弧坑裂纹，一级焊缝不得有咬边、未满焊等缺陷，一、二级焊缝按要求进行无损检测，在规定的焊缝及部位要检查焊工的钢印。不合格的焊缝不得擅自处理，定出修改工艺后再处理，同一部位的焊缝返修次数不宜超过两次。

2.4 构件的变形问题

1)构件在运输时发生变形，出现死弯或缓弯，造成构件无法进行安装。原因分析：构件制作时因焊接产生的变形，一般呈现缓弯;构件待运时，支垫点不合理，如上下垫木不垂直等或堆放场地发生沉陷，使构件产生死弯或缓变形;构件运输中因碰撞而产生变形，一般呈现死弯。应对措施：前期控制，构件制作时，采用减小焊接变形的措施;组装焊接中，采用反方向变形等措施，组装顺序应服从焊接顺序，使用组装胎具，设置足够多的支架，防止变形;待运及运输中，注意垫点的合理配置。后期处理，构件死弯变形，一般采用机械矫正法治理。即用千斤顶或其他工具矫正或辅以氧乙炔火焰烤后矫正;结构发生缓弯变形时，采取氧乙炔火焰加热矫正。

2)钢梁构件拼装后全长扭曲超过允许值，造成钢梁的安装质量不良。原因分析：拼接工艺不合理;拼装节点尺寸不符合设计要求。应对措施：拼装构件要设拼装工作台，定位焊时要将构件底面找平，防止翘曲。拼装工作台应各支点水平，组焊中要防止出现焊接变形。尤其是梁段或梯道的最后组装，要在定位焊后调整变形，注意节点尺寸要符合设计，否则易造成构件扭曲;自身刚性较差的构件，翻身施焊前要进行加固，构件翻身后也应进行找平，否则构件焊后无法矫正。

3)构件起拱，数值大于或小于设计数值。构件起拱数值小时，安装后梁下挠;起拱数值大时，易产生挤面标高超标。原因分析：构件尺寸不符合设计要求;架设过程中，未根据实测值与计算值的出入进行修正;跨径小的梁，起拱度较小，拼装时忽视。对应策略：严格按钢结构构件制作允许偏差进行各步检验;在架设过程中，杆件拼装完毕，以及工地接头施工结束后，都进行上拱度测量，并在施工中对其他进行调整;在小拼装过程，应严格控制累计偏差，注意采取措施，消除焊接收缩量的影响。【2】

2.5 钢结构安装问题

钢柱底脚有空隙预控措施：钢柱吊装前，应严格控制基础标高，测量准确，并按其测量值对基础表面仔细找平;如采用二次灌浆法，在柱脚底板开浇灌孔(兼作排气孔)，利用钢垫板将钢柱底部不平处垫平，并预先按设计标高安置好柱脚支座钢板，然后采取二次灌浆。

钢柱位移预控措施：浇筑混凝土基础前，应用定型卡盘将预埋螺栓按设计位置卡住，以防浇灌混凝土时发生位移;柱底钢板预留孔应放大样，确定孔位后再作预留孔。

柱垂直偏差过大预控措施：钢柱应按计算的吊挂点吊装就位，且必须采用二点以上的吊装方法，吊装时应进行临时固定，以防吊装变形;柱就位后应及时增设临时支撑;对垂直偏差，应在固定前予以修正。【3】

除此之外，钢结构施工安装中还应该注意的一些事项

号料：号料前应详细熟悉样板上的符号和号料的数量。板材号料应号出基准检查线。号料后应在零件上注明零件的编号、数量、加工方法等，并应根据零件不同的材料统一采用不同颜色标注。号料应依据施工工艺要求预留切割和边缘加工的余量，以及焊接收缩余量。

切割：一般钢板切割均采用气割的方法。在气割钢板和型材时，厚度在14mm以下时缝宽为2mm;厚度在16～20mm以下时缝宽为2.5mm，气割后的钢板和型钢的气割面的平面度和割纹深度以及局部缺口深度都必须符合《钢结构工程施工质量验收规范》规定。

加工：为了消除切割后钢材硬化或产生淬硬层，以保证构件连接接触严密、平整和其焊接坡口的加工质量。所以需要对切割后钢材的边缘进行加工，以确保加工的精度。边缘加工的宽度、长度、边直线度、相邻两边夹角、加工面垂直度以及加工面表面粗糙度都必须符合《钢结构工程施工质量验收规范》的规定. 焊接钢梁采用门式自动埋弧焊进行焊接;柱梁连接板加肋板采用手工焊接。使用门式自动焊应满足以下两点：

1)焊接后边缘30-50mm范围内的铁锈、毛刺污垢等必须清除干净，以减少产生焊接气孔等缺陷的因素。

2)引弧板应与母材材质相同，焊接坡口形式相同，长度应符合标准的规定;使用手工电弧应满足以下规定：使用状态良好、功能齐全的电焊机，选用的焊条需用烘干箱进行烘干。焊接H型钢的结构件时，当翼缘板和腹板要拼接时，按长度方向拼接。腹板拼接的拼接缝拼成“T”字形;翼缘板拼接缝和腹板拼缝的间距应大于200mm，拼接焊接应在H型钢组装前进行需要弯曲的槽钢和钢管用滚板机滚制，滚制的槽钢和钢管弧度应符合图纸要求，如果弧度有偏差，应进行矫正。

制孔：采用钻孔的方法，钻孔是在钻床上进行。为了确保指控的质量应预先在零件上冲成或钻成小孔，待结构装配时，将孔扩钻至设计孔径，确保孔壁不受损伤达到孔壁光滑。为了确保群孔制作的质量，应预先制成钻模，严格控制孔群的位置，制孔时将钻模覆在零件上钻孔。所有制孔的质量应符合《钢结构工程施工质量验收规范》的规定。【4】

结束语

总而言之，现代建筑中大规模使用钢结构促进了现代施工技术的发展，并且也是对现有施工工艺的挑战。只有在施工管理过程中，尽量避免出现施工单位和监理单位对钢结构施工质量控制存在诸多盲点,对钢结构加工及安装知识了解甚少,对规范、标准要求以及实体质量控制的重要性认识严重不足,专业队伍素质良莠不齐等不足，加强施工过程中的质量控制和监督检查，积极发挥施工、监理等各方面的作用，最终做到圆满完成验收工作，保证钢结构工程的整体工程质量。

参考文献：

[1] 钢结构工程施工质量监督中的常见问题及应对措施 郑先元

[2] 浅析厂房钢结构工程施工质量控制 李秀凤

[3] 高层钢结构工程施工技术 金天德 郁庆浩

[4] 钢结构设计规范