土建鋼結構質量通病分析與防治

1、 土建鋼結構質量通病分析與防治 近二三十年來，高強度鋼材的使用，施工技術的發(fā)展以及電子計算機的應用使鋼結構體系的發(fā)展和廣泛應用成為可能。工業(yè)與民用建筑工程中建筑鋼結構工程越來越多，從工業(yè)建筑中的輕鋼結構廠房到民用建筑中的超高層鋼結構大樓、別墅等，建筑鋼結構的身影不斷出現(xiàn)在人們的視野之中。并且隨著社會的飛速發(fā)展，高層建筑的不斷崛起，鋼結構具有抗震能力強、強度高、環(huán)保、布置靈活、節(jié)約空間、建造周期短、施工速度比較快、變形能力強等特點占領著建筑市場，,特別適合用于跨度大和超高、超重的建筑物中。除此之外，廢舊鋼結構的材料可以回收再利用也是符合可持續(xù)發(fā)展的要求，順應著當今時代的要求。正是由于鋼結構有著以

2、上諸多優(yōu)點，最近幾年鋼結構迅速的被廣泛應用于各個領域。但由于其規(guī)模大、結構復雜、專業(yè)性強，隨著應用越來越多，鋼結構的通病也逐漸浮現(xiàn)出來，這些通病直接影響著整個工程的質量，因此，在選材、制作、安裝等方面就要有更高的要求。提前發(fā)現(xiàn)鋼結構工程的通病，做到提前預防、及時糾正對保證鋼結構工程的質量有著很大的作用。關鍵字：土建；鋼結構；質量通??；防治措施；隨著城市化進程的加快，我國建筑市場發(fā)展越來越快，各種新材料被應用在建筑領域中。鋼結構具有重量輕、強度高、抗震性能好、施工周期短、可靠性高等特點，在土建工程中有十分廣泛的應用，在實際中，受各種因素的影響，土建鋼結構施工經(jīng)常會出現(xiàn)一些質量通病，影響到整個土家

3、工程的施工質量，在這種情況下，加強土建鋼結構質量通病的分析及防治顯得十分重要。1鋼結構焊縫連接缺陷及防范1.1氣孔氣孔主要由于焊縫中存在殘留氣體造成的表面或者內部缺陷。產(chǎn)生在內部的比較普遍，形成一般的圓孔或者長形的“蟲孔”，造成這種情況的原因主要是由于焊條受潮或者焊條不良外面藥皮易脫落保護效果不好，焊件表面有水分、油、生銹，焊機電流參數(shù)太強，焊工操作不適當造成手法不穩(wěn)、速度過快、電弧過長等，特別是氣體保護電弧焊，熔池表面沒有熔渣蓋覆，氣體又有冷卻作用，熔池凝固比較快，容易在焊縫中產(chǎn)生氣孔。防治措施：（1）手工電弧焊：選用適當?shù)暮笚l并注意烘干；焊接前焊件清潔被焊部份，去水、油、銹；降低焊接速度，

4、使內部氣體容易逸出；采用焊機參數(shù)要求的適當電流；調整適當電弧長度；較厚的鋼板，焊接前施行適當?shù)念A熱工作預熱區(qū)在焊道兩側，每側寬度均應大于焊件厚度的2倍以上，且不應小于100mm，或者焊后實施熱處理，后熱處理應在焊后立即進行，保溫時間應根據(jù)板厚按每25mm板厚1h確定。（2）氣體保護焊：焊接前注意清潔被焊部位；選用適當?shù)暮附z，若表面出現(xiàn)油污必須用汽油等溶劑揩擦干凈，并注意保持干燥；點焊焊道不得有缺陷，同時要清潔干凈，且使用焊絲尺寸要適當；減小干伸長度，調整適當氣體流量；加裝擋風設備；降低速度使內部氣體逸出；注意清除噴嘴處焊渣，并涂以飛濺附著防止劑，以延長噴嘴壽命；co2純度為99.8%以上，水分

5、為0.005%以下。（3）埋弧焊：焊縫需研磨或以火焰燒除，再以鋼絲刷清除；約需300干燥；注意焊劑的儲存及焊接部位附近地區(qū)的清潔，以免雜物混入；降低焊接速度；焊劑出口橡皮管口要調整高些；焊劑出口橡皮管要調整低些，在自動焊接情形適當高度30-40mm；換用清潔焊絲；將直流正接（dc-）改為直流反接（dc+)。1.2咬邊焊縫邊緣母材上被電弧或火焰燒熔出凹陷或溝槽，使母材的有效截面減小，而且在咬邊處還會造成應力集中。防治措施：應選擇適當?shù)暮附与娏?，控制電弧長度，盡量短弧焊接，掌握合適的焊條角度合熟練的運條手法；氣焊時，應調整合適的火焰能率，焊距與焊條的擺動要協(xié)調配合；當咬邊深度或長度超過允許值時，應

6、將咬邊處的熔渣清理干凈，并用同型號的小直徑焊條進行補焊填滿。1.3夾渣焊接材料質量不好，熔渣太稠;焊件上或坡口內的銹蝕或其他雜質未清理干凈;分層焊時，各層熔渣在焊接工程中未徹底清除干凈便進行下一層的焊接;電流太小，焊速太快。預防措施:采用工藝性能良好的焊條;焊前選擇合理的焊接規(guī)范及坡口尺寸;坡口兩側要清理干凈;在多層施焊時要徹底清理每層的熔渣。2. 高強螺栓連接通病及防治2.1裝配面不符合要求因螺栓裝配面不符合要求，影響螺栓安裝和緊固；造成螺栓不好安裝，或者螺栓緊固的程度不符合設計要求；表面有浮銹、油污等雜質，螺栓孔壁有毛刺、焊瘤等；螺栓安裝面雖經(jīng)處理，仍有缺陷。防治措施：高強螺栓表面浮銹、油

7、污，以及螺栓孔壁毛病，應逐個清理干凈。使用前必須經(jīng)防銹處理，試拼裝用的螺栓，不得在正式拼裝時使用。螺栓應專人保管和發(fā)放。處理裝配面應考慮到施工安裝順序，防止重復進行。并盡量在吊裝之前處理。2.2螺栓孔移位在制作零件的時候，因為缺乏科學合理的工藝極易導致螺栓孔出現(xiàn)位移現(xiàn)象，進而不能很好的穿過螺栓。在出現(xiàn)該種問題的時候，應根據(jù)連接螺栓的種類，采取針對性的處理措施進行處理，若為普通螺栓，可通過機械擴鉆孔法對其進行處理，避免用氣隔擴孔；若為高強螺栓，可先通過不同規(guī)格的孔量規(guī)進行多次檢查，第一次采用小于孔公稱直徑的量規(guī)進行檢查，確保每組孔數(shù)的百分之八十五通過；第二次采用比螺栓公稱直徑大的量規(guī)進行檢查，此

8、次檢查應該確保全部通過。經(jīng)過主管設計同意后對兩次檢查沒有通過的產(chǎn)品進行擴孔或是補焊后再鉆孔等方法處理。防治措施：擴孔后直徑不能超過原先的2.0mm；補孔的時候，應選取同原孔母材料相同的焊條進行處理，處理后對其進行詳細的記錄；在安裝二次檢查通過的高強螺栓時，不能自由傳入的，調整時應該采用絞刀。2.3高強螺栓替代安裝螺栓為趕進度圖省事，直接用高強螺栓代替臨時安裝螺栓一次性固定，當孔位不正，強行對孔時，高強螺栓的螺紋受損，降低連接強度。防治措施：嚴格按照規(guī)范對操作人員進行技術交底，先用試孔器100%對孔進行檢驗，然后用臨時螺栓固定，若有不對孔的，要先修孔后再安裝臨時螺栓，最后卸去臨時螺栓，換成高強螺

9、栓。3鋼結構組裝加工用的設備和設施的精度和剛度不符合要求。號料、剪切、拼裝、吊裝和運輸?shù)裙に嚥划?。焊接工藝不合理，其中包括：構件的不均勻受熱和冷卻；焊縫金屬熔化時的熱脹，凝固時的收縮；焊接時采用不合理的焊接程序。防治措施：（1）合理布置焊縫，避免焊縫之間的距離靠的太近，當材料的長度尺寸大于零件長度尺寸時，盡量減少或不做拼接焊縫；焊縫布置應對稱于構件的重心或軸線對稱兩側，以減少焊接應力集中和焊接變形；（2）減少和防治鋼結構在各道工序施工時的變形，應在下料、拼裝、吊裝等系列工藝中采?。合铝系郊羟?對鋼材及剪切后的零件應作認真檢查。對于變形的鋼材及剪切后的零件應矯正合格,可防止以后各道工序的積累變形

10、。裝配時選擇合理的裝配順序，一般的原則是先將整體構件適當分成幾個部件，分別進行小單元部件的拼裝。然后將這些拼裝和焊接完的部件予以矯正后,再拼成大單元整體。這樣可以防止某些不對稱或收縮大的構件焊縫能自由收縮和進行矯正，而不影響整體結構的變形。（3）拼裝時還應注意以下工作:拼裝前，應按設計圖的規(guī)定尺寸，認真檢查拼裝零件的尺寸是否正確；拼裝時，為防止構件在拼裝過程中產(chǎn)生過大的應力和變形,應使不同形狀零件的規(guī)格或形狀均符合規(guī)定的尺寸和樣板要求,同時在拼裝時不宜采用較大的外力強制組對,以防構件焊后產(chǎn)生過大的拘束應力而發(fā)生變形；構件組裝時,為使焊接接頭均勻受熱以消除應力和減少變形，應做到對接隙、坡口角度、

11、搭接長度和t形連接的尺寸正確，其形式、尺寸的要求，應按設計及確保質量的做法進行。（4）結構在吊裝或運輸中防止構件變形的具體措施如下:吊裝時應將吊裝設備與吊件安排、調整到合理的起吊半徑或旋轉半徑處，避免構件吊起直立過程中產(chǎn)生過大彎矩而變形；吊裝剛性較差、易變形的構件，應事先進行加固后再吊裝,以防止構件吊裝失穩(wěn)變形；吊裝構件時應正確選擇吊點;結構不對稱或復雜構件在吊裝選擇重心時,應采用試吊法，將構件吊起離地受力平衡時，即為吊點正確。4案例分析4.1案例概述北京新區(qū)產(chǎn)業(yè)園項目，占地面積約113333m2。主要施工內容為：1#展示館、2#辦公樓、3#和4#廠房、5#宿舍樓、設備房、停車位等。按照現(xiàn)場和

12、工程的具體特點，可以把工程分為2個施工階段，第一階段：1#展示館和2#辦公樓；二階段：3#和4#廠房、5#宿舍樓、設備房、停車位等。其中，1#展示館、3#和4#廠房為鋼架結構。4.2施工質量控制要點4.2.1施工前的準備鋼結構施工期間的質量控制貫穿于整個施工過程，即初步施工應加強準備工作。由于零件數(shù)量和形狀的可變性，鋼結構得以建造加工和相應的計劃要求很高。在鋼結構施工的初期對零部件和提升機中使用的材料進行全面檢查，并對結構單元進行資格測試。確保項目可以在控制之下進行。鋼結構安裝的初步準備還包括控制土建工程的施工質量，確保土建工程的成功驗收；讓鋼結構的下一次安裝順利進行。4.2.2鋼結構構件設計

13、1. 鋼結構構件情況。由于此工程鋼結構涉及內容較多，所以所采用的構件類型也較多，主要有方形鋼柱、圓形鋼管柱、焊接h型鋼梁、熱軋h型鋼梁、箱型截面梁等。2. 鋼結構構件連接設計。為了確保鋼結構施工質量，構件連接時要嚴格遵照設計圖紙進行，對于不同構件的連接需要采取不同的方式，具體如下:梁柱鉸接、梁梁鉸接以及主要鋼梁和混凝土梁的鉸接通過螺栓進行連接;梁和柱的連接、梁和梁的連接、長梁拼接、斜腹桿與弦桿工地連接等可以通過栓焊連接的方式進行;不同類型的鋼柱主要通過焊接的方式連接，除此之外，h型鋼柱也可通過栓焊方式進行連接;吊桿和弦桿、桁架節(jié)點主要采取全焊的方式連接。4.2.3構件運輸以及堆放情況（1）構件

14、在運輸或堆放過程中非常容易出現(xiàn)變形，如死彎或者緩彎。出現(xiàn)這種情況的原因包括：構件在制作過程中，由于焊接而出現(xiàn)變形，一般表現(xiàn)為緩彎；構件在運輸過程中由于碰撞而出現(xiàn)變形，一般為死彎；構件的墊點存在不合理的情況，比如，上下層墊木不垂直，堆放場地出現(xiàn)沉陷的情況，這些都會使構件出現(xiàn)死彎或者緩彎變形的情況。（2）為了進一步對這些情況進行解決，可以采取以下這些措施：構件出現(xiàn)死彎變形時，一般會使用機械矯正法進行處理，即使用千斤頂或其他的工具進行矯正，或者輔以氧乙炔火焰實施烤后矯正，這些工具的選擇都需要根據(jù)結構的剛度情況進行，一般首先考慮使用工具進行矯正，以氧乙炔的烘烤為輔。結構出現(xiàn)緩彎變形時，可以使用氧乙炔火

15、焰進行加熱矯正。一般采用大型的氧乙炔火焰進行槍烤，在火焰烘烤過程中，線狀加熱大多會在剛性較大或者變形量較大的結構當中；三角形加熱常在厚度較大以及剛性較強的構件中應用。4.2.4鋼結構安裝質量控制（1）吊車梁安裝橋式起重機是工業(yè)廠房的主要生產(chǎn)設備，為了保證橋式起重機的正常運轉，則需要在廠房的柱子上安裝鋼吊車梁。在鋼結構廠房中安裝吊車梁，要重視吊車梁縱橫軸線的科學矯正：利用經(jīng)緯儀對廠房的軸線進行水平位置的牽引，對吊車梁的軸線與廠房軸線位置的距離進行精準的調整與劃定，在確保兩排縱橫軸線的位置符合相關標準之后，對吊車梁的跨距進行科學的復查。此外，針對吊車梁垂直方向的矯正：主要是利用懸掛吊墜，對線繩到梁

16、腹板上下兩處的距離進行分別測量。結合梁體的實際傾斜程度，利用楔鐵塊對傾斜度進行調整，確保線錘和腹板上下處于相等的狀態(tài)。（2）其它構件安裝針對跨度較大，側向剛度偏小，腹板寬厚比值較大等類型的構件，要利用專業(yè)的計算模式對吊點進行科學的計算處理，才能開展安裝操作，并提前采用相應的防護措施，由此避免構件出現(xiàn)局部扭曲，變形或則損壞等情況。此外，在安裝時還要避免在構件的主要受力部位或高強度螺栓連接處進行焊接操作，避免碰撞或堆壓檁條；確保吊裝吊點位置的精準性，避免對構件造成劃傷或彎扭等現(xiàn)象。4.3施工后質量控制鋼結構項目完成后，仍然需要管理和控制每個過程的狀態(tài)，即施工后的質量管理。施工后的質量管理必須反映每個過程是否滿足指定的要求，并且必須檢查整個項目的各個方面的完成和接受情況。在檢查過程中，應認真仔細檢查項目是否符合規(guī)定的質量標準。同時，還應檢查質量證明文件是否完整。如果確定鋼結構建筑項目的建筑質量不符合相關質量標準，則必須再次接受已修訂或替換的質量標準。那些經(jīng)過修訂或加強的內容應再次被接受；返工或加固后，它們仍然不能。符合相關質量標準或安全使用要求的人員不得再次被接受。結語：在土建工程中，鋼結構以重量輕、強度高、抗震性能好、施工周期短、可靠性高等優(yōu)勢得到十分廣泛的應用，但由于鋼結