钢结构质量控制.docx

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钢结构质量控制

钢结构质量控制

一、钢结构在我国的发展

钢结构在国民经济建设的应用范围很广，可以说遍及各个行业，其中钢结构建筑工程是我国建筑行业中蓬勃发展的一项既古老又崭新的行业，是绿色环保产品，是推动传统建筑业向高新技术发展的重要排头兵。

下面就建筑钢结构的几个主要分支简述如下：

1.网架结构平板钢架

在60、70年代得到广泛应用，但近年来已经趋缓，在此工程领域逐渐有被轻钢结构代替之趋势。

并在80年代初期，就制定了的“网架结构设计与施工规程”JGJ7－91，编制了网架结构标准化，系列化工业化生产的成套图纸，形成了成熟的技术，促进其迅速发展，发展之快、其规模之大，为国际少见。

网架结构适用于塔架结构，（如大连电视塔）小型装饰塔、塑像骨架（如九华山佛像、高99.9米）等。

2.高层建筑钢结构

（1）改革开放以后，我国的高层建筑得到快速发展。

80年代初期，在这个时期国内结构工程师通过参与数十栋高层建筑钢结构的设计、安装、制造，已经取得了一定的经验。

通过和国外企业的合作，引进、吸收了国外的技术，并根据我国国情进行一系列的重大科研项目的研究，国内高层建筑钢结构的技术已经发展到一个较高的水平。

（2）钢结构的优越性及综合经济效益无论是结构性能、使用功能还是经济效益上，钢结构都具有一定的优越性。

①钢材的抗拉、抗压、抗剪强度相对来说较高，钢结构构件结构断面小、自重轻。

一般情况下，高层钢筋混凝土建筑物的自重在1.5－2.0吨／m2左右，高层建筑钢结构自重大都在1吨／m2以下，甚至有的办公楼只有0.5－0.6吨／m2。

②钢结构有较好的延性，抗震性能好，尤其在高烈度震区，使用钢结构就更为有利，钢筋混凝土结构延性的保证在于结构的应力不太高，而钢结构的延性在于使部分构件进入塑性。

③结构占有面积（或称为结构平面密度）小，实际上是增加了使

用面积。

高层建筑钢结构的结构占有面积只是同类钢筋混凝土建筑面积的28％。

采用钢结构可以增加使用面积4％－8％。

这实际上是增加建筑物的使用价值，增加经济效益。

④施工速度快。

采用钢结构可为施工提供较大的空间和较宽敞的施工作业面。

钢结构工程的柱子一般取3－4层为一个施工段，在现场一次吊装。

而且柱子的吊装、钢框架的安装、钢筋混凝土核心筒的浇筑、组合楼盖的施工等，可以实行立体交叉作业。

有时在上部安装柱、框架的同时，下部可以进行内部装饰、装修工程。

因此，在保证技术、供应、管理等方面的条件下，可以提前投入使用。

⑤钢结构的质量容易保证。

钢结构构件一般都在工厂里制造、加工、精度高。

⑥钢结构建筑在使用过程中易于改造，如加固、接高、扩大楼面等内部分割、变动比较容易、灵活。

一些发达国家认为，钢结构建筑是环保型建筑，可以重复利用，减少矿产资源的开采。

⑦钢结构可以做成大跨度、大空间。

开敞式的大平面办公室，60年代后得到较大的发展，有的国家称之为“园林化办公室”。

这种办公室要求较大尺寸的柱网布置，并且柱子断面越小越合适。

采用12－15m的柱网已经很普遍。

钢结构正适合这种要求，因为它可以形成较宽敞的无柱空间，便于内部灵活布置。

⑧管线布置方便。

在钢结构的结构空间中，有许多孔洞与空腔，而且钢梁的腹板也允许穿越小于一定直径的管线，这样使管线的布置较为方便，也增加了建筑净高，而且管线的更换、修理都为方便。

（3）钢结构建筑造价并不高。

钢结构的造价与许多因素有关，如钢铁的生产量、加工水平、钢材品种、规格、设计技术水平、计算造价的方法等等。

根据目前掌握的数据和资料，对于多层建筑，包括多层居住建筑，钢结构的造价，略高于砖混结构，而与钢筋砼结构持平，不会高于后者的造价，如果从综合效益看，则完全低于传统的建筑。

3.悬索和斜拉结构

我国应用悬索结构比较早，但在建成北京工人体育馆和浙江体育馆后，几乎停顿下来，到90年代又开始采用。

如山东淄博54米跨单层平行索的体育馆。

它采用了加荷载方法，使钢索与钢筋混凝土形成具有抗弯刚度的预应力悬挂薄壳。

．

4、网壳网壳结构

在大跨度和超大跨度时有很大优点，从50年代就开始用于体育馆和公共会堂中。

网壳型式很多，像柱面、球面、双曲抛物面、扭面及双曲扁壳等。

除钢网壳外，还有多层网壳和与屋面共同工作的组合网壳。

在建筑工程采用铝合金的有1998年建成的上海国际体操中心馆，直径68m，穹顶，采用单屋铝合金球面网壳，共有12圈。

铝合金结构对减轻结构自重，降低基础造价起到了很好的作用。

5.膜和索膜结构膜和索膜结构由于它适用性比较广，因此大量用于体育建筑，展览建筑、娱乐建筑及设施、演出建筑、机场建筑和各类海滨娱乐休闲建筑及设施。

最大的膜结构是上海八万人体育馆挑蓬，平面投影为288.4m×74.4m，由64榀径向悬挑钢管桁架和2-4道环向次桁架组成的大跨度空间结构，屋盖呈马鞍形，由57个伞状索膜单元组成。

6.单层厂房框架结构改革开放以来，又新建一批重型工业厂房，大部份都采用的是钢结构框架承重体系。

上海宝山钢铁厂的1、2期钢结构建设面积达到105万平方米。

厂房结构基本上是单层框架或排架体条。

一期工程主要由日本设计制造，二期工程主要由国内设计施工。

它的特点在于厂房高度大，有的柱高50米，吊车起重量有的达到450吨。

厂房的圆护结构，采用轻型的彩色涂层压型钢板或铝合金压型钢板。

这个时期，各地建了单层厂房不少，但仍然沿用的是过去形成的体系，有的采用钢筋砼桅，钢屋架，也有部份为钢柱（焊接H型或其它型式钢屋架的，仍属于重钢形成。

但是因为有部份的厂房与日本、美国、意大利等国家的公司合作，将国外的设计思想带到国内，国外的设计比较灵活多样。

二、钢结构工程质量控制要点

钢结构工程一般包括钢结构焊接工程、钢结构紧固件连接工程、钢零件及钢部件加工工程、钢结构组装工程、钢构件预拼装工程、钢根据钢结构工压型金属板工程和钢结构涂装工程等，结构安装工程、．

程特点，结合在钢结构厂房监理经验和体会，监理应从以下几个方面对钢结构工程进行质量控制：

一、依据：

设计图纸和《钢结构工程施工质量验收规范》（GB50205-2001）

二、钢结构焊接工程

1、材料质量要求：

1.1材料质量

1.1.1承重结构采用的钢材应具有抗拉强度、伸长率、屈服强度和硫磷含量的合格保证，对焊接结构尚应具有碳含量的合格保证。

1.1.2钢结构焊接工程中所用的焊条、焊丝、焊剂、电渣焊熔嘴、焊钉、焊接瓷环和施焊用的保护气体等必须有出厂质量合格证（质量证明书）等质量证明文件。

焊条应符合国标《碳钢焊条》GB/T5117或《低合金钢焊条》GB/T5118的规定和设计要求。

1.1.3焊接承重结构及重要非焊接承重钢结构采用的焊接材料应按国家现行有关标准进行见证抽样检验，有复试报告，应具有冷弯试验的合格保证。

1.1.4钢结构焊接材料的出厂质量证明书和复试报告的品种、型号、规格及质量、性能及质量应符合设计和国家现行产品标准的规定。

1.2材料选用：

1.2.1承重结构的钢材应采用Q235钢、Q345钢、Q390钢、Q420钢其质量应符合现行国家标准《碳素钢结构》GB/T700和《低合金高强度结构钢》GB/T150的规定。

1.2.2钢结构焊接工程中所选用的焊条、焊丝、焊剂和电渣熔嘴等焊接材料应与母材相匹配，并符合设计和国家现行产品标准的规定。

1.2.3钢结构焊接工程应优先选用已列入国家标准或部颁标准的焊接材料。

．

1.2.4如设计选用未列入标准的母材和焊接材料，应说明材料的可焊性，并提供满足设计要求的焊接工艺实验资料。

1.2.5施工单位对首次采用的钢材、焊接材料、焊接方法、焊后热处理等，应进行焊接工艺评定，并根据符合要求的评定报告确定焊接工艺后方可采用。

1.2.6施工单位对其采用的焊钉的钢材焊接应进行焊接工艺评定，其结果应符合设计和国家现行产品标准的规定。

1.2.7钢结构焊接工程中，一般采用焊缝金属与母材等强度的原则选用焊条、焊丝、焊剂等焊接材料。

1.2.8对处于外露环境且对耐腐蚀，有特殊要求的或在腐蚀性环境下的承重结构，应采用耐候钢，质量要求应符合国标《焊接结构用耐候钢》GB/T4172的规定。

1.3焊条烘焙：

焊条、焊剂、药芯焊丝电渣焊渣嘴和焊钉焊用的瓷环等在使用前必须按照产品说明书及有关焊接工艺文件的规定进行烘焙，如说明书无特殊规定时，对酸性焊条根据受潮情况，在温度75~150℃中烘焙1~2h，对碱性低氢型焊条应在温度350~400℃中烘焙1~2h，并方在保温箱内，随用随取。

1.4焊条药皮与焊剂的防潮：

焊条受潮后易形成焊芯锈蚀及药皮酥松脱落，焊剂易受潮结块，为此焊条、焊丝和焊剂必须有防潮的措施。

1.5焊丝的表面质量：

焊丝的直泾、表面均匀性、油污、锈蚀等表面质量，会直接影响焊缝质量，因此对表面质量要严格控制。

1.6焊剂防污染：

焊剂被锈垢、氧化铁皮和油脂等污染，会影响焊缝，应采取措施防止焊剂被污染。

1.7保护气体的纯度：

焊接用的保护气体CO2应有较高的纯度，其中CO2≥99.5%；O2＜0.1%；H2O＜1.22g/m3。

2、施工过程质量控制：

2.1焊工考试：

焊工应经考试合格并取得合格证书后方可上岗担个月，应重新考试。

6任相应合格项目的施焊，焊工停焊时间超过．

2.2组装质量和焊缝区复查：

施焊前焊工应复查钢结构的组装质量和焊缝区的处理情况如不符合要求，应修整合格后方能施焊。

2.3焊前预热和焊后热处理：

对于需要进行焊前预热或者焊后热处理的焊缝，其预热温度或后热温度应符合国家现行有关标准的规定或通过工艺试验确定，预热区在焊道两侧，每侧宽度均应大于焊件厚度的1.5倍以上，应不小于100mm；后热处理应在焊后立即进行，保温时间根据板厚，按每25mm板厚1h确定。

2.4多层焊接：

多层焊接应连续施焊，其中每一道焊道焊完后应及时清理，如发现有影响质量的缺陷，必须清除后再焊。

2.5焊缝裂纹：

焊缝出现裂纹时，焊工不得擅自处理，应申报焊接技术负责人查清原因，订出修补措施后，方可施焊。

2.6焊接引弧：

严禁在焊缝区以外的母材上打火引弧，在坡口内引起弧的局部面积应熔焊一次，不得留下弧坑。

2.7无损检测间隔时间：

碳素结构钢应在焊缝冷却到环境温度、低合金钢应在完成焊接24h后进行焊接无损检测检验。

2.8焊工钢印：

焊缝施焊后应在工艺规定的焊缝及部位打上焊工钢印。

三、钢结构紧固件连接工程：

1、材料质量要求：

1.1应符合现行国标《钢结构用高强度大六角头螺栓》GB/T1228的要求。

1.2钢结构连接有高强度大六角螺栓连接副、扭剪型高强度螺栓连接副、普通螺栓、铆钉、自攻钉、拉铆钉、射钉、锚栓（膨胀型和化学试剂型）、地脚锚栓等紧固标准件及螺母、垫圈等标准配件应具有质量证明书或出厂合格证，其品种、型号、规格及质量应符合设计要求和国家现行有关产品标准的规定。

1.3高强度达六角螺栓连接副和扭剪型高强度螺栓连接副出厂时应分别随箱带有扭矩系数和紧固轴力（预拉力）的检验报告，并符合设计要求和国家现行有关产品标准的规定。

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1.4高强度达六角螺栓连接副应在施工现场见证随机抽样检验其纽矩系数，复验报告的资料应符合国家现行有关规范的规定。

1.5扭剪型高强度螺栓连接副应在施工现场见证随机抽样检验其预拉力，复验报告的资料应符合国家现行有关规范的规定。

1.6普通螺栓作为永久连接时，当设计有要求或其质量有疑义时，应进行螺栓实物最小拉力载荷复验，其结果应符合《紧固件机械性能、螺栓、螺钉和螺柱》GB3098的规定。

1.7高强度螺栓连接副包装应按批号、规格有包装箱配套供货，包装箱上应注明批号、规格、数量及生产日期。

1.8高强度螺栓连接副用螺栓、螺母、垫圈外观表面应涂油保护，不得出现生锈和沾染赃物，螺栓、螺母的螺纹不应损伤。

1.9连接用高强度螺栓应进行表面硬度实验，其中8.8级高强度螺栓硬度应为HRC21~23；10.9级高强度螺栓应为HRC32~36，且不得有裂纹或损伤。

2、施工过程中质量控制：

2.1高强度螺栓连接，必须对构件摩擦面进行加工处理。

处理后的摩擦系数应符合设计要求，其方法有喷砂、喷（抛）丸；酸洗；砂轮打磨，打磨方向应与构件受力方向垂直。

如设计无要求，可不经生锈既进行组装或加涂无机富锌漆；也可生锈后，安装时用钢丝刷清除浮锈。

2.2处理好摩擦面的构件，应有保护摩擦面措施，并不得涂油漆或污损。

出厂时必须附有三组与所有代表与钢构件同一材质、同批制作、同一处理方法和相同的表面状态、同一环境下存放的试件，并应用同一性能等级的高强度螺栓连接。

以供复验摩擦面抗滑移系数。

2.3摩擦面抗滑移系数复验应由制作单位和安装单位分别按制造批为单位进行见证送样试验。

高强度螺栓板面接触应平整。

2.4

2.5当接触面有间隙时应按国家现行有关规范的规定进行处理。

2.6施拧及检验用的扭力扳手在班前应进行校正标定，班后校验，施工扳手扭矩精度误差应不大于5%；检验用的扭矩板扳手其扭矩精度误差应不大于3%。

2.7安装高强度螺栓必须初拧（复拧）和终拧进行。

2.8高强度大六角螺栓连接副终拧扭矩值按下式计算：

Tc=0.065Pc*d

2.9高强度螺栓的紧固顺序应使螺栓群中所有螺栓都均匀受力，从节点中间向边缘施拧，初拧和终拧都应按一定顺序进行。

当天安装的螺栓应在当天终拧完毕，其处露丝扣应为2扣至3扣。

2.10初拧和终拧的高强度螺栓必须用不同颜色的涂料做出标记，以防漏拧，误拧（扭剪型高强度螺栓不需做出标记）。

2.11采用转角法施工检验，初拧结束后，应在螺母与螺杆端面同一处刻划出终拧角的起始线和终止线以待检查，终拧转角偏差在10°以内为合格。

2.12扭矩法施工检验：

在螺尾端头和螺母对应位置划线；检查时，应将螺母回退60°左右再拧至原位，测定终拧扭矩值，其偏差在±10%范围内为合格。

2.13扭剪型高强度螺栓尾部梅花头未被拧掉的应按扭矩法或转角法施工及检验。

2.14高强度螺栓接头整个施工过程中，摩擦面和连接副应保持干燥整洁、不应有飞边、毛刺、焊接飞溅物、焊疤、污垢等，除设计要求外摩擦面不应涂漆，紧固作业完成后及时用防锈（腐）涂料封闭。

2.15高强度螺栓应自由穿入螺栓孔，不应气割扩孔；其最大为螺栓直径）。

d㎜（d+1~2㎜，磨擦型为d+1~1.5扩孔量承压型为

2.16永久型普通螺栓紧固应牢固、可靠、外露丝扣不应少于2扣，对直接承受动力荷载的普通螺栓连接应采用能防止螺母松动的有效措施。

2.17连接薄钢板采用的自攻螺钉、钢拉铆钉、射钉等规格尺寸应与连接板相匹配，其间距、边距等应符合设计要求，连接处应紧固密贴，外观排列整齐。

四、钢零件及钢部件加工工程：

1、材料质量要求：

1.1钢材、钢铸件应具有质量证明书（出厂合格证），其品种、型号、规格及质量应符合设计要求和国家现行有关产品标准的规定。

1.2对进口的钢材、混批钢材、厚板及设计要求复验钢材应按现行有关标准的规定进行见证抽样检验，其复试结果应符合设计要求和国家现行有关产品标准的规定。

1.3钢材性能要求：

承重钢材应确保其抗拉强度、伸长率、屈服点，焊接承重结构还须经过冷弯试验。

1.4钢板厚度、钢型的规格尺寸的偏差值应符合其产品标准的要求；钢材的表面外观质量应符合国家现行标准的规定外，当钢材的表面有锈蚀、麻点或划痕等缺陷时，其深度不得大于该钢材厚度负偏差值的1/2；钢材端边或断口处不应有分层、夹渣等缺陷。

1.5要防止混钢号，防止钢材弯曲，并应对钢材进行识标。

2、施工过程中的质量控制：

2.1切割：

2.1.1切割前、钢材表面切割区应清除铁锈、油污等杂质。

2.1.2刚才切割面或剪切面应无裂纹、夹渣、分层和大于1mm的缺棱。

并应清除边缘上的熔瘤、飞溅物、毛刺等。

2.1.3切割或剪切后的零件宽度、长度偏差应不大于3.0mm。

。

2.0mm并不大于，5%切割面平面度不大于钢材厚度的2.1.4

2.1.5切割零件的表面割纹深度不得大于0.3mm。

局部缺口深度应不大于1.0mm。

2.1.6剪切型钢端部垂直度应不大于2.0mm。

并应清除毛刺。

2.2矫正和成型

2.2.1碳素结构钢工作地点温度低于-16℃；低合金钢结构工作地点温度低于-12℃时，不应进行矫正和冷弯曲。

2.2.2碳素结构钢和低合金高强度结构钢允许加热矫正，其加热温度不应超过900℃。

加热矫正后的低合金结构钢应自然冷却。

2.2.3当零件采用热加工成型时，加热温度应控制在900~1000℃，碳素结构钢在温度下降到700℃和低合金高强度结构钢在温度800℃之前应结束加工；低合金结构钢应自然冷却。

2.2.4矫正后的钢材表面不应有明显的凹面或损伤，边面刻痕深度不得大于0.5mm。

且不应大于该钢材厚度负允许偏差的1/2。

2.2.5冷矫正和冷弯曲的最小曲率半径和最小弯曲矢高应符合有关规范规定。

2.2.6钢材矫正后允许偏差应符合有关规范的规定。

2.3边缘加工：

边缘加工的零件，其宽度、长度允许偏差为±1.0mm；加工边直线度为l/3000，且不应大于2.0mm；相邻两边夹角不应大于±6'；加工面垂直度不大于钢板厚度的2.5%，且不应大于0.5mm；加工面表面粗糙度不应大于50。

2.4制孔

2.4.1A、B级螺栓孔（Ⅰ类孔）加工后应具有H12的精度，孔壁表面粗糙度Ra不应大于12.5μm。

当孔直径在10~18mm时允许偏差在0.00~+0.18mm；当孔直径在18~30mm时，允许偏差在0.00~+0.21mm；当孔直径在30~50mm时允许偏差在0.00~+0.25mm。

2.4.2C级螺栓孔（Ⅱ类孔）加工后孔壁表面粗糙度Ra不应大于25μm。

其孔径的偏差应在0.0~1.0mm之间；圆度应不大于2.0mm；。

2.0mm且不大于0.03t垂直度控制在．

2.4.3经制孔后螺栓孔孔距的偏差应符合规范规定。

2.4.4当制孔孔距超差补孔时应采用与母材材质相匹配的焊条补焊。

2.4.5制孔后应清除孔边毛刺。

2.4.6高强螺栓孔：

承压型较螺栓直径大1~1.5㎜，磨擦型较螺栓直径大1~2㎜。