浅说钢结构工程施工质量控制.doc

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1、1. 钢结构的发展现状分析 1.1钢结构的起源 国外：钢结构起源于美国。在国外轻钢结构已成为发达国检的主要建筑架构形式。近年来，世界钢铁总量的增加和国际均需用钢量的下降，促使各国拓展改那个结构使用范围，各国建筑用钢量在刚才总小号量中的比例明显提高，一般在百分之三十左右。国外钢铁工业发展较早，给建筑用钢提供了丰富的物资基础。对钢结构本身的优越性有共识。政府对环保的严格要求和资源的 充分利用，在客观上出事业主、建筑师和结构工程师选择钢结构。成熟配套的技术和铲平推动了钢结构行业的反战。包括各种设计软件、标准规范，各种高性能钢材、焊材、连接材料、防火材料及各种设备机具等。 钢结构建筑在欧美国家及日本如

2、此普及，除这些国家的钢铁工业都非常发达，在数量上为满足钢结构建筑的需求提供了保障外，钢铁企业通过不段开发信产平来满足现代建筑对钢铁材料品种和自量的要求，对推动改那个结构建筑的技术进步尤为重要。国内：我国也是较早发明炼铁技术的国家之一，早在战国时期，我国的炼铁技术已很盛行了。公元65年（汉明帝时代），已成功地用锻铁为环，相扣成链，建成了世界上最早的铁链悬桥兰津桥。此后，为了便利交通，跨越深谷，曾陆续建造了数十座铁链桥。其中跨度最大的为1705年（清康熙）建成的四川泸定大渡河桥，桥宽2.8m，跨长100m。除铁链悬桥外，我国古代还建有许多铁建筑物，如铁塔等，目前依然存在。所有这些都表明，我们中华民

3、族对铁结构的应用，曾经居于世界领先地位。欧美等国家中最早将铁做为建筑材料的当属英国，但直到1840年以前，还只采用铸铁来建造拱桥。1840年以后，随着铆钉连接和锻铁技术的发展，铸铁结构逐渐被锻铁结构取代，随着1855年英国人发明贝氏转炉炼钢法和1865年法国人发明平炉炼钢法，以及1870年成功轧制出工字钢之后，形成了工业化大批量生产钢材的能力，强度高且韧性好的钢材才开始在建筑领域逐渐取代锻铁材料，自1890年以后成为金属结构的主要材料。20世纪初焊接技术的出现，以及1934年高强度螺栓连接的出现，极大地促进了钢结构的发展。1.2钢结构的发展现状二十世纪八十年代初到九十年代末，钢材用量约30万t

4、，资金600亿元。代表作：上海金贸大厦世界第三高楼421m，国际领先水平的深圳赛格大厦；国产钢材，国内设计、制造施工高200m的大连世贸中心。但是，钢结构行业在产能与结构、行业标准与规范、企业管理水平与技术水平、从业人员素质以及整个产业链的衔接等许多方面还有不少问题，比如：产能与结构的缺陷，行业标准、规范不完善，行业管理跟不上发展的步伐，新技术、新工艺、新材料的推广应用尚有不足，从业人员素质要进一步提高。 国外，轻钢结构已成为发达国检的主要建筑架构形式。近年来，世界钢铁总量的增加和国际均需用钢量的下降，促使各国拓展改那个结构使用范围，各国建筑用钢量在刚才总小号量中的比例明显提高，一般在百分之三

5、十左右。国外钢铁工业发展较早，给建筑用钢提供了丰富的物资基础。对钢结构本身的优越性有共识。政府对环保的严格要求和资源的 充分利用，在客观上出事业主、建筑师和结构工程师选择钢结构。成熟配套的技术和铲平推动了钢结构行业的反战。包括各种设计软件、标准规范，各种高性能钢材、焊材、连接材料、防火材料及各种设备机具等。 钢结构符合可持续发展。钢结构坏了，可以拆掉再用，但是，砖混等建筑坏了的话，就成了废物，不可再用。也符合环境保护，钢结构可以在工厂里加工，对环境的影响少。从长远看，钢结构非常有前途。轻钢结构住宅采用的材料是以钢结构为骨架，配合多种复合材料的轻型墙体拼装而成，所用材料均为工厂标准化、系列化、批

6、量化生产，改变了传统的住宅和沿用已久的钢筋混凝土建筑砖、瓦、灰、沙、石传统的现场作业。可以利用建筑方面的新技术、新产品向住户提供多样化、选择性、适应性的经济住宅。钢结构住宅现处在试点阶段，价格会高一些，但如果按工业化批量生产，价格会降下来。目前，全国每年竣工的城乡住宅建筑面积达亿多平方米，如果其中的采用轻钢结构住宅，建筑面积即可达千万平方米，市场前景非常广阔。由于新型建材业正处于快速发育阶段，与轻钢住宅相配套的国产化建筑材料种类较多，并且会随着钢结构住宅的发展逐步增长。目前，推广发展钢结构住宅具备了良好的条件，建筑业的飞速发展和人民生活水平的提高，轻钢住宅将成为现实。 钢结构建筑在欧美国家及日

7、本如此普及，除这些国家的钢铁工业都非常发达，在数量上为满足钢结构建筑的需求提供了保障外，钢铁企业通过不段开发信产平来满足现代建筑对钢铁材料品种和自量的要求，对推动改那个结构建筑的技术进步尤为重要。 总体来说：钢结构产业属于成长性朝阳行业，发展前景很好。1.3小结钢结构建筑的多少，标志着一个国家或一个地区的经济实力和经济发达程度。进入2000年以后，我国国民经济显著增长，国力明显增强，钢产量成为世界大国，在建筑中提出了要积极、合理地用钢，从此甩掉了限制用钢的束缚，钢结构建筑在经济发达地区逐渐增多。特别是2008年前后，在奥运会的推动下，出现了钢结构建筑热潮，强劲的市场需求，推动钢结构建筑迅猛发展

8、，建成了一大批钢结构场馆、机场、车站和高层建筑，其中，有的钢结构建筑在制作安装技术方面具有世界一流水平，如奥运会国家体育场等建筑，并涌现出一些优秀的钢结构建筑人才、企业和企业家。奥运会后，钢结构建筑得到普及和持续发展，钢结构广泛应用到建筑、铁路、桥梁和住宅等方面，各种规模的钢结构企业数以万计，世界先进的钢结构加工设备基本齐全，如多头多维钻床、钢管多维相贯线切割机、波纹板自动焊接机床等。还有我们自行研制开发的弯扭构件加工设备和方法，数百家钢结构企业的加工制作水平具有世界先进水平，如钢结构制作特级和一级企业。近几年，钢产量每年多达6亿多吨，钢材品种完全能满足建筑需要。钢结构设计规范、钢结构材料标准

9、、钢结构工程施工质量验收规范、以及各种专业规范和企业工法基本齐全。通过近几年与国外钢结构行业的交流，增进了解，中国的钢结构产业总体上具有世界先进水平。而我国钢结构行业还存在不少问题，主要包括：一是对钢结构产业是符合节能环保型、可持续性发展的行业认识还有待提高。最近几年日本、加拿大、英国政府和研究机构发表了很多文章，专门论述发展钢结构房屋的优点和措施，可供借鉴。二是设计理念不能适应市场需要。如目前超高层和有特殊要求的建筑大都由国外建筑师的方案中标，他们在规划、环境、建筑、功能上确有独特之处。但连接节点过于复杂，消耗过多的钢材并给制作和安装带来更多难题，也增加了工程成本。三是部分地区钢结构企业盲目

10、上马，一哄而起，导致产能过剩并浪费大量资源。四是市场运行不规范，投标企业竞相压价加上钢材涨价，造成加工和安装企业亏损。五是钢结构科研开发资金不足，标准及规范修订周期太长；标准及应用规范、规程缺项、滞后；钢材标准与工程设计、施工规范规程衔接不上。六是钢结构加工厂和施工安装企业装备、计算机管理、劳动生产率还需进一步提高。七是钢结构专业技术人员、技术工人缺乏，尤其在中小企业更短缺，企业技术质量和管理工作都不适应生产的需要。八是行业协会作用和功能远未到位。特别在规范和引导市场秩序、服务于企业、开拓钢结构市场、标准规范的编制修订和专业人才的培养等方面，还有大量工作要做。2钢结构的组成 2.1型钢按照钢的

11、冶炼质量不同，型钢分为普通型钢和优质型钢。普通型钢按现行金属产品目录又分为大型型钢、中型型钢、小型型钢。普通型钢按其断面形状又可分为工字钢、槽钢、角钢、圆钢等。大型型钢：大型型钢中工字钢、槽钢、角钢、扁钢都是热轧的，圆钢、方钢、六角钢除热轧外，还有锻制、冷拉等。工字钢、槽钢、角钢广泛应用于工业建筑和金属结构，如厂房、桥梁、船舶、农机车辆制造、输电铁塔，运输机械，往往配合使用。扁钢在建筑工地中用作桥梁、房架、栅栏、输电船舶、车辆等。圆钢、方钢用作各种机械零件、农机配件、工具等。中型型钢：中型型钢中工、槽、角、圆、扁钢用途与大型型钢相似。小型型钢：小型型钢中角、圆、方、扁钢加工和用途与大型型钢相似

12、，小直径圆钢常用作建筑钢筋H型钢应用特点热轧H型钢根据不同用途合理分配截面尺寸的高宽比，具有优良的力学性能和优越的使用性能。设计风格灵活、丰富。在梁高相同的情况下，钢结构的开间可比混凝土结构的开间大50% ，从而使建筑布置更加灵活。结构自重轻。与混凝土结构自重相比更轻，结构自重的降低，减少了结构设计内力，可使建筑结构基础处理要求低，施工简便，造价降低。以热轧H 型钢为主的钢结构，其结构科学合理，塑性和柔韧性好，结构稳定性高，适用于承受振动和冲击载荷大的建筑结构，抗自然灾害能力强，特别适用于一些多地震发生带的建筑结构。据统计，在世界上发生7 级以上毁灭性大地震灾害中，以H 型钢为主的钢结构建筑受

13、害程度最小。增加结构有效使用面积。与混凝土结构相比，钢结构柱截面面积小，从而可增加建筑有效使用面积，视建筑不同形式，能增加有效使用面积4-6%。与焊接H型钢相比，能明显地省工省料，减少原材料、能源和人工的消耗，残余应力低，外观和表面质量好。便于机械加工、结构连接和安装，还易于拆除和再用。采用H型钢可以有效保护环境，具体表现在三个方面：一是和混凝土相比，可采用干式施工，产生的噪音小，粉尘少；二是由于自重减轻，基础施工取土量少，对土地资源破坏小，此外大量减少混凝土用量，减少开山挖石量，有利于生态环境的保护；三是建筑结构使用寿命到期后，结构拆除后，产生的固体垃圾量小，废钢资源回收价值高。以热轧H型钢

14、为主的钢结构工业化制作程度高，便于机械制造，集约化生产，精度高，安装方便，质量易于保证，可以建成真正的房屋制作工厂、桥梁制作工厂、工业厂房制作工厂等。发展钢结构，创造和带动了数以百计的新兴产业的发展。工程施工速度快，占地面积小，且适合于全天候施工，受气候条件影响小。用热轧H 型钢制作的钢结构的施工速度约为混凝土结构施工速度的2-3倍，资金周转率成倍提高，降低财务费用，从而节省投资。以我国上海浦东的“金茂大厦”为例，高近400 m 的结构主体仅用不到半年时间就完成了结构封顶，而钢混结构则需要两年工期。角钢应用特点角钢：俗称角铁，是两边互相垂直成角形的长条钢材。有等边角钢和不等边角钢之分。等边角钢

15、的两个边宽相等，其规格以边宽边宽边厚的毫米数表示。如“30303”，即表示边宽为30毫米、边厚为3毫米的等边角钢。也可用型号表示，型号是边宽的厘米数，如3#。型号不表示同一型号中不同边厚的尺寸，因而在合同等单据上将角钢的边宽、边厚尺寸填写齐全，避免单独用型号表示。热轧等边角钢的规格为2#-20#。角钢可按结构的不同需要组成各种不同的受力构件，也可作构件之间的连接件。广泛地用于各种建筑结构和工程结构，如房梁、桥梁、输电塔、起重运输机械、船舶、工业炉、反应塔、容器架以及仓库货架等。槽钢应用特点槽钢是截面为凹槽形的长条钢材。其规格表示方法，如120*53*5，即表示腰高为120毫米、腿宽为53毫米、

16、腰厚为5毫米的槽钢，或称12#槽钢。腰高相同的槽钢，如有几种不同的腿宽和腰厚也需在型号右边加a b c 予以区别，如25a# 25b# 25c#等。槽钢分普通槽钢和轻型槽钢。热轧普通槽钢的规格为5-40#。经供需双方协议供应的热轧变通槽钢规格为6.5-30#。槽钢主要用于建筑结构、车辆制造和其它工业结构，槽钢还常常和工字钢配合使用。工字钢应用特点工字钢也称钢梁，是截面为工字形的长条钢材。其规格以腰高( h)*腿宽(b)*腰厚(d)的毫米数表示，如“工160*88*6”，即表示腰高为160毫米、腿宽为88毫米、腰厚为6毫米的工字钢。工字钢的规格也可用型号表示，型号表示腰高的厘米数，如工16#。腰

17、高相同的工字钢，如有几种不同的腿宽和腰厚，需在型号右边加a b c 予以区别，如32a# 32b# 32c#等。工字钢分普通工字钢和轻型工字钢，热轧普通工字钢的规格为10-63#。经供需双方协议供应的热轧普通工字钢规格为12-55#。工字钢广泛用于各种建筑结构、桥梁、车辆、支架、机械等。冷弯型钢应用特点冷弯型钢是制作轻型钢结构的主要材料，采用钢板或钢带冷弯成型制成。它的壁厚不仅可以制得很薄，而且大大简化了生产工艺，提高生产效率。可以生产用一般热轧方法难以生产的壁厚均匀但截面形状复杂的各种型材和不同材质的冷弯型钢。冷弯型钢除用于各种建筑结构外，还广泛用于车辆制造，农业机械制造等方面。异型钢中包括

18、档圈、马蹄钢、磁极钢、压脚板、浅槽钢、小槽钢、丁字钢、球扁钢、送布牙钢，热轧六角钢等。另外还有铆钉钢、农具钢、窗框钢。 3. 钢结构的施工 3.1钢结构厂房3.1.1施工工艺 1、主结构吊装，2、次结构安装，3、屋面板及保温层安装，4、墙面维护安装，5、细部构造。3.1.2具体的施工要求 1、主结构吊装：地面拼接钢梁，竖立钢柱，吊装钢梁，连接次结构，校正主体结构偏差，安装吊车梁（可选），吊装夹层（可选），防火涂料涂装。主要控制质量：主体结构偏差应符合规范及设计要求，高强螺栓初终拧应符合要求。 2、次结构安装：屋面墙面檩条，屋面墙面支撑，翼缘支撑等等。 3、屋面板及保温层安装：先铺保温层，后安装

19、屋面板（也有的项目在保温层下铺设一层钢丝网，防止保温层脱落，这主要看保温层等级了）主要控制质量：屋面主要是防水问题，所以要看板与板搭接，打钉情况，胶涂的饱满不饱满，打胶处应擦干净，板表面涂镀层不应被破坏防止生锈等等。 4、墙面维护安装：主要就是墙面保温层及墙面板安装。主要控制质量：墙面主要是一个美观问题，和一个窗口地方防水问题。还有就是安装偏差问题。比如底部要平，整个平面要平，板与板之间平整度偏差要符合要求等等。 5、细部构造:主要就是一些饰边安装，比如屋面与墙之间的包角，墙面拐角处的包角，墙面板与砖墙之间的泛水板，门及窗口饰边等等。主要控制质量：细部构造是最后一个环节，也是美观项目的主要之一

20、，所以横平竖直是最基本的。 3.2高层建筑 3.2.1施工工艺 1、钢结构的选材 2、钢结构的施工工艺 3、钢柱的制作与安装 4、框架梁的制作与安装 5、钢结构的防火 3.2.2具体的施工要求1、钢结构的选材钢结构有很多优点，但其缺点是导热系数大，耐火性差。随着冶金技术的提高，耐火钢的研究成功并投入生产，为钢结构的进一步发展创造了条件。一般高层和超高层建筑当采用框一剪、框筒结构体系时的经济性统计为：钢结构造价=钢材费用(约占40)4-制作安装费用+防火涂料费用(约占30)，防火涂料所占总造价的比重较大。如果使用高强度耐火钢虽价格略有上升，但防火涂料价格有较大幅度下降，可望部分抵消由此带来的成本

21、上升，而且可靠度及安全性有了一定的保障。2、钢结构的施工工艺2.1箱型柱制作工艺钢板拼接：由于每段柱高在12米以下，为保证下料后钢板的直线度，首先将两块钢板拼接。钢板两端开坡口。划线下料：按排料图划线，划线宽度方向留余量3mm，长度方向留余量50mm。中间隔板划线不留余量。长度方向沿划线每隔5m钻8mm孔。用两台半自动切割机(或双头)沿划线中心同时切割，每隔5米100mm不切割，待冷却后再切割。组装焊接：用H型钢作临时组装平台，组装前用水准仪将平台找平并将H型垫实固定。在两腹板上划组装线，组装焊接衬板。定位焊。在衬板内侧每隔300mm焊10-20mm焊缝。将一腹板与隔板组对，定位焊。用三根同尺

22、寸的箱体并排，并两点焊。用两边箱体作自动焊机轨道用。焊接用两台埋弧自动焊沿同一方向焊接两条焊缝。焊缝两端加100mm引弧板和熄弧焊。焊完一层后将箱体翻身，焊接另一面两条焊缝。焊接方法同上。待焊接完毕后再翻身施焊另一面两条焊缝。焊接完毕，即将引熄弧板在离母材5ram处切断，并用砂轮机修磨平整，切不可用锤击落；并修磨后的切割面进行检查。2.2梁及连接板加工及组焊下料：型钢采用型钢切割机下料，钢板采用半自动切割机下料，下料后应进行清渣修磨，编号归类放置。钻孔：先在构件上用划针和钢尺划出孔的中心和直径，在孔的四周(90位置)打四只冲孔，钻孔后检查。高强度螺栓摩擦面处理：喷砂处理高强度螺栓摩擦面的表面粗

23、糙度：喷砂压力约6Kgcm ，石英砂的粒度1.54ram，加工后的钢材表面呈现灰白色。用电动砂轮机打磨钢板的表面，砂轮打磨的方向与受力方向垂直，打磨范围不应小于4倍螺栓直径，打磨时不应在钢材表面磨出明显的凹坑。3、钢柱的制作与安装钢柱是高层，超高层建筑决定层高和建筑总高度的主要竖向构件，在加工制造中必须满足现行规范的验收标准。100m高的超高层钢柱一般分为812节构件，钢柱在翻样下料制作过程中应考虑焊缝的收缩变形和竖向荷载作用下引起的压缩变形，所以钢柱的翻样下料长度不等于设计长度，即使只有几毫米也不能忽略不计。而且上下两节钢柱截面完全相等时也不允许互换，要求对每节钢柱应编号予以区别，正确安装就

24、位。钢柱标高的控制一般有二种方式：3.1按相对标高制作安装。钢柱的长度误差不得超过3ram，不考虑焊缝收缩变形和竖向荷载引起的压缩变形，建筑物的总高度只要达到各节柱子制作允许偏差总和及钢柱压缩变形总和就算合格，这种制作安装一般在12层以下，层高控制不十分严格的建筑物。3.2按设计标高制作安装。一般在12层以上，精度要求较高的层高，应按土建的标高安装第一节钢柱底面标高，每节钢柱的累加尺寸总和应符合设计要求的总尺寸。每一节柱子的接头产生的收缩变形和竖向荷载作用下引起的压缩变形应加到每节钢柱加工长度中去。无论采用何种安装方式，都应在翻样下料制作过程中充分表达出来，并应符合设计要求的总高度。4、框架梁

25、的制作与安装高层、超高层框架梁一般采用H型钢，框架梁与钢柱宜采用刚性连接，钢柱为贯通型，在框架梁的上下翼缘处在钢柱内设置横向加劲肋。框架梁应按设计编号正确就位。为保证框架梁与钢柱连接处的节点域有较好的延性以及连接可靠性和楼层层高的精确性，在工厂制造时，在框架梁所在位置设置悬臂梁(短牛腿)，悬臂梁上下翼缘与钢柱的连接采用剖口熔透焊缝，腹板采用贴角焊缝。框架梁与钢柱的悬臂梁(短牛腿)连接，上下翼缘的连接采用衬板(兼引弧板)全熔透焊缝，腹板采用高强螺栓连接。由于钢筋混凝土施工允许偏差远远大干钢结构的精度要求，当框架梁与钢筋混凝土剪力墙或钢筋混凝土筒壁连接时，腹板的连接板可开椭圆孔，椭圆孔的长向尺寸不

26、得大于2d0(dO为螺栓孔径)，并应保证孔边距的要求。框架梁的翻样下料长度同样不等干设计长度，需考虑焊接收缩变形。焊接收缩变形可用经验公式计算再按实际加工之后校核，确定其翻样下料的精确长度。采用高强螺栓群连接时，孔位的精度十分重要。目前制孔一般采用模板制孔和多轴数控钻孔，前者精度低，后者精度高，应优先考虑采用后者。当采用模板制孔时，应保证模板的精度，以确保高强螺栓的组装孔和工地安装孔的精度要求。如果孔位局部偏差，只允许使用铰刀扩孔。严禁使用气割扩孔，若用气割扩孔，则应按重大质量事故处理。高强螺栓群应同一方向插入螺栓孔内，高强螺栓群的拧紧顺序应由中心按幅射方向逐层向外扩展，初拧和终拧都得按预先设定的鲜明色彩在螺帽头上加以表示。5、钢结构的防火要使钢结构材料在实际应用中克服防火方面的不足，必须进行防火处理，其目的就是将钢结构的耐火极限提高到设计规范规的极限范围。防止钢结构在火灾中迅速升温发生形变塌落，其措施导多种材料在实际应用中克服防火方面的不足，必须进行防火处理，其目的就是将钢结构的耐火极限提高到设计规范规的极限范围。防止钢结构在火灾中迅速升温发生形变塌落，其措施导多种多样的，关键是要根据不同情况采取不同方法，如采用绝热、耐火材料阻隔火焰直接灼烧钢结构，降低热量传递的速度推迟钢结构温升，强度变弱的时伺等。3.3公共建筑 3.3.1施工工艺