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钢结构工程质量控制要点

作者: 山东龙金特钢有限公司 日期:2019/1/8 16:17:47

钢结构具有强度高、自重轻、塑性及韧性好、抗震性能优越、工业装配化程度高、综合经济效益显著、造型美观等众多优点,在现代建筑工程中广泛应用于厂房结构、板壳结构、高耸电视塔和桅杆结构、桥梁和仓库等太跨结构、高层和超高层建筑等。近年来,随着我国钢产量的大幅提高,在国家一系列鼓励用钢政策的推动下,钢结构日益成为我国工程建筑的主要结构体系。

然而,近几年由于设计、施工及使用阶段存在各种问题,钢结构事故时有发生,如1992年9月24日深圳国际展览中心网架坍塌事故,1996年12月31日鞍山某饲料公司库房钢屋顶坍塌事故,2005年3月9日、4月10日、7月8日,在东北、西北等地区发生屋顶网架坍塌事故。钢结构事故的原因较复杂,因此,加强钢结构工程质量控制,研究钢结构检测技术,切实保障钢结构工程质量安全显得尤为重要。

1、钢结构事故类型及原因分析

钢结构事故的发生,存在多样性和复杂性,一方面钢结构先天性缺陷的存在,如钢结构耐火性及耐腐蚀性差:另一方面人们在设计、制作、安装、使用阶段存在的一系列问题,导致发生事故的隐患。

钢结构事故的分类有多种方式,如按事故发生时间分类,分为施工期和使用期;如按事故性质分类,分为材质事故、变形事故、脆性断裂事故、疲劳破坏事故、失稳破坏事故、锈蚀事故、火灾事故和倒塌事故。

前苏联建筑学家对近百起钢结构事故进行统计分析,得出一些规律,见表1和表2。我国由于过去钢结构工程较少,缺少较完整的统计资料,但据调查表明,施工阶段钢结构屋盖事故较多,使用阶段吊车梁事故较多。

2、钢结构设计阶段质量控制要点

现有钢结构设计标准主要有《钢结构设计规范》GB50017-2003、《冷弯薄壁型钢结构技术规范》GB50018-2002、《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》CECS102: 2002、《网架结构设计与施工规程》JGJ7-91等。

2.1钢结构设计文件中,应注明建筑结构的设计使用年限、钢材牌号、连接材料的型号和对钢材所要求的力学性能、化学成分和其他附加保证项目。此外,还应注明焊缝形式、焊缝质量等级及对施工的要求。

2.2合理选用钢材,钢结构用钢材主要有碳素结构钢Q235钢,低合金钢16Mn钢(Q345钢)、15MnV钢等,其中Q235钢共分A、B、C、D四个等级。很多工程设计常采用Q235B钢,该种钢保证了常温下的冲击韧性要求,适用于包括有吊车梁的钢结构厂房,但在实际工程常有采用不符设计要求的Q235A钢的情况,实际上该钢号只保证抗拉强度、屈服强度、延伸率和冷弯性能,不保证冲击韧性,而且因含碳量高而可焊性较差,而对于吊车梁等承受动载的构件,必须保证钢材具有冲击韧性。

2.3合理选用焊条,不同钢材之间的焊接,从连接的韧性角度考虑,应选用适合低材质的焊条、焊剂,只要能保证***终的焊缝强度同母材强度等强即行。钢结构焊接工程中所选用的焊条、焊丝和焊剂等焊接材料应按强度、性能与母材相匹配。通常,对于Q235钢来说,焊条应选用E43系列,对于Q345钢,应选用E50系列,Q235与Q345连接时,应该选择低强度的E43,而不是E50。

2.4合理选用紧固件,钢结构常用的紧固件有高强度螺栓连接副、普通螺栓连接副、锚栓、自攻钉、拉铆钉、射钉等,前三种主要用于承重构件的连接,后三种主要用于附属构件及围护体系的连接。

2.5结构选型与结构布置,钢结构通常有框架、平面桁架、网架(壳)、索膜、轻钢、塔桅等结构形式。结构选型时,应考虑不同结构形式的特点。在工业厂房中,当有较大悬挂荷载或大范围移动荷载时,要考虑放弃门式刚架而采用网架结构;基本雪压较大的地区,屋面曲线应有利于积雪滑落(切线50度外不需考虑雪载),比如采用圆形网壳,总雪载和坡屋面相比释放近一半;降雨量大的地区相似考虑。建筑允许时,在框架中布置支撑会比简单的节点刚接的框架有更好的经济性。而屋面覆盖跨度较大的建筑中,可选择构件受拉为主的悬索或索膜结构体系。高层钢结构设计中,常采用钢混凝土组合结构。

3、钢结构施工阶段质量控制要点

钢结构工程的施工要经过工厂制作和现场安装两个阶段,加强施工阶段的质量管理,并通过有效的检验手段来确保钢结构工程质量。

3.1焊接工程质量控制

焊接工程是钢结构制作和安装工程***重要的分项之一,钢结构施工绝大部分采取自动埋弧施焊,个别部位手工电焊。焊接质量问题较多存在于手工焊缝,问题主要有焊瘤、夹渣、气孔、未焊透、裂纹等,可以通过焊缝外观检查和焊缝尺寸检测来控制焊接质量,同时按照<钢结构工程施工质量验收规范》GB50205-2001及工程设计要求进行焊缝无损检测。

3.2高强度螺栓连接质量控制

为保证高强度螺栓连接工程的施工质量,必须保证连接面处理达到规范要求,包括表面喷丸处理、材料平整密贴以及螺栓孔加工精度等。高强螺栓必须分两次拧紧,初拧、终拧质量必须符合施工规范并控制好施工扭矩,高强螺栓终拧必须在48小时内完成。

高强度螺栓的型式、规格和技术条件必须符合设计要求和有关标准规定。高强度螺栓必须经检验确定扭矩系数或复验螺栓预拉力,构件的高强螺栓连接面的摩擦系数必须符合设计要求。

3.3除锈及涂装工程质量控制

除锈及涂装质量的合格与否直接影响钢结构工程的使用寿命、结构安全及火灾时耐火时间。涂刷防腐及防火材料前,应将铁锈、焊缝药皮、焊接飞溅物、油污、尘土等杂物彻底清除,除锈质量等级分类执行《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》GB8923标准规定,除锈质量尽可能采用抛丸或冲砂处理样板对比检查,使防腐及防火材料粘合良好,粗糙度合适利于摩擦系数的保证。同时严格控制涂刷遍数及涂层厚度。

3.4地脚螺栓的预埋

地脚螺栓的预埋质量直接影响钢结构的安装质量,控制好地脚螺栓的位置、垂直度、长度和标高,可减少扩孔及调整工作量,提高钢结构安装质量。地脚螺栓的预埋方法可采用直接预埋法或预留孔法。钢柱、钢梁安装完毕后,应尽快调整钢柱垂直度和高差垫片,然后封闭柱脚,并二次灌浆密实。

4、钢结构使用阶段质量控制要点

使用阶段与建造阶段及老化阶段相比,该阶段的平均风险函数往往******,这是结构领域研究的一个误区。该阶段可能影响结构安全的主要因素有:超载或使用不当引发地基下沉;任意开洞、局部改造削弱了构件截面和结构整体性;生产操作不当,造成构件或结构损坏但未及时修复;使用条件恶劣如表面锈蚀,未执行结构定期检查维修规定:不可抗力因素,如火灾、水灾、地震、爆炸等。

为保证经正常设计、施工的钢结构工程在设计使用年限内具有规定的可靠度,在使用阶段建设单位应对钢结构进行定期检查或维修,必要时委托专业机构进行可靠性鉴定,以确保钢结构的安全性、适用性和耐久性。 5、结语 只有通过科学的设计、正确的施工才能保证钢结构的安全使用,本文根据对几十项钢结构工程的研究,总结了钢结构在设计、施工及使用中应注意的一些问题,希望通过设计单位、施工单位及使用单位的共同管理来提高钢结构工程的质量。


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