浅谈钢结构工程常见质量及预防控制措施

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【摘 要】近几年来，随着建筑机械化程度的日益提高和钢结构技术的飞速发展，钢结构建筑已得到了较为广泛的应用，因此，如何保证钢结构的质量，是绝对值得研究的论题，本文就钢结构最初的构件生产制作到安装、连接等方面进行阐述，从而达到保证钢结构工程质量的目的。

【关键词】钢结构；质量；地脚螺栓

近几年来，随着建筑机械化程度的日益提高和钢结构技术的飞速发展，钢结构建筑已得到了较为广泛的应用，但在工程进展中，却发现，仍有不少钢结构从业人员，对钢结构加工及安装知识了解不足，导致工程施工过程中存在不少的质量隐患。因此，如何预防和解决该类问题，保证工程质量，成为一个值得思索的课题。

一、构件的生产制作问题

1、钢结构所用钢材有多种，包括：Q235钢，Q345钢、15MnV钢等，而Q235钢共分A、B、C、D四个等级。通常，很多有吊车梁的钢结构厂房的工程设计采用Q235B钢，该种钢保证了常温下的冲击韧性要求，但在实际中，由于施工单位的对钢材知识了解不足，常有采用Q235A级钢进行施工的现象发现，该钢号钢材含碳量高，不可焊性差，只能保证抗拉强度、屈服强度、延伸率和冷弯性能，不能保证冲击韧性，而对于吊车梁等承受动载的构件，具有冲击韧性是钢材的必要条件。

2、门式钢架所用的板件很薄，最薄时可达到4毫米，用火焰切割时，会使板边产生很大的波浪变形，而目前大多数厂家均采用埋弧自动焊或半自动焊进行焊接，易出现焊接变形，使构件弯曲或扭曲的现象。因此，薄板的下料应尽可能选择剪切方式而避免用火焰切割。

二、柱脚安装问题

柱脚部位常见的质量问题包括预埋螺栓定位不准、标高出现偏差，抗剪键缺漏（或者混凝土短柱未留设抗剪键槽）以及柱脚间隙不能有效填充等问题。

1、预埋螺栓定位不准、标高上有偏差

预埋螺栓在浇筑中的移位通常是造成预埋螺栓定位不准、标高出现偏差的主要原因。现在浇筑混凝土通常采用机械化浇筑，流速大，流量更大，对模板的冲击力大，同时，由于混凝土在模板四周分布不均匀导致模板各边受力差别较大，这些都会引起模板的变形和移位，从而造成螺栓的倾斜和整体移位，往往造成柱子难以到达准确的位置。

针对于此类问题，可以采用安装垫板法和座浆垫板法控制标高，同时加强过程控制，于混凝土浇筑前，浇筑过程中，及初凝前对预埋螺栓进行测定和调整来解决。

2、抗剪键或抗剪槽遗漏

柱脚锚栓按承受拉力设计，计算时并不考虑锚栓所承受的水平力。若未设置抗剪件，所有由侧向风荷载、水平地震荷载、吊车水平荷载等产生的柱底剪力，几乎都由柱脚锚栓承担，从而破坏柱脚锚栓。因此，留设抗剪键或抗剪槽是不可缺少的。然而，在施工中，却经常发现遗漏留设抗剪键或抗剪槽的现象。

针对此类问题，主要还是通过加强作业人员责任心，严格按图纸，同时加强过程检查来解决。

3、柱脚间隙填充强度不足、密实度不够

通常情况下，设计要求柱脚底板与砼柱顶间空隙50mm，填充料强度要求比柱混凝土强度高一等级；而实际施工中，空隙有时过小，使得灌浆料难以填实，而且填充量的用量较少，配合比和强度等现场无法有效的控制，通常导致填充料的强度、密实度（特别抗剪槽内）不足。

针对此类问题，建议优先选用高强度的自流平成品灌浆料作为填充料。

三、结构连接问题

钢结构连接通常采用高强螺栓连接和焊接两种方式。其中，高强螺栓连接易出现安装质量不符合要求、端接板磨擦间隙过大等问题；焊接最常见的问题有焊缝质量差、焊缝变形过大、对接焊坡口处理不到位等。

1、高强螺栓安装质量不符合要求

产生此类问题的主要是由于操作人员及管理人员未按照规范要求进行操作、错误的计算施工扭矩、更未按照要求配置扭矩扳手等造成的。高强度螺栓的拧紧应分为初拧、终拧。对于大型节点应分为初拧、复拧、终拧。初拧扭矩为施工扭矩的50%左右，复拧扭矩等于初拧扭矩。高强度螺栓在初拧、复拧和终拧时，连接处的螺栓一般由螺栓群中央向外按一定顺序施拧，初拧、复拧、终拧应在同一天完成。而有的施工单位，当复扭结束后一天甚至更长的时间才完成终拧。同时，相当多的操作及管理人员并不知道，如何计算拧矩，导致不能正确配置施工用扭矩扳手，随便用普通扳手施工高强度螺栓或虽有配置扭矩扳手但未按规定定期标定导致其失效或扭矩扳手量程和工程需求不吻合等等。此类种种问题导致高强度螺栓连接施工扭矩控制成为空话。

针对这类问题，重点就是要做好施工现场技术交底，加大检查力度，严把质量关，不合格的部位要求整改，整改未完严禁进入下一道工序。

2、端接板磨擦间隙过大

摩擦型高强度螺栓连接方法是靠螺栓压紧构件间连接处，用摩擦来阻止构件之间滑动达到内力传递。因此当构件拼接板面有间隙时，则固定后有间隙处的摩擦面间压力减小，影响承载能力。施工过程中，常发现高强螺栓连接板翘曲变形，接触面不能紧密贴在一起的情况。试验证明，当间隙大于1mm时，受力摩擦面抗滑移力就要下降10%，因此当接触面 1.0mm3.0mm应加垫板，垫板两面应作摩擦面处理，其方法与构件相同。

由于钢构件安装完成后，此类问题处理难度较大。因此，应加强在地面预拼装阶段的检查力度，及早发现问题及早进行处理。

3、焊缝质量差

安装焊缝由于是现场烧焊，施工条件较差，质量控制上的不确定因素较多。而部分施工单位对焊缝的检测又不够重视，对于设计要求为二级以上的全熔透焊缝，不按规范要求进行探伤，给构件的正常承载与使用带来安全隐患。

针对这类问题，主要还是要加强过程质量的控制，并严格按照规范要求进行第三方验证性检测。

4、焊缝变形过大

焊接变形过大易造成焊接H型钢梁或钢柱端板的平面翘曲，拼接时会因翘曲的端头板接触面不紧贴而影响构件的受力性能。

通常可以采用以下方法来控制焊接变形：（1）选用合理的施焊顺序，尽可能对称焊接，对较厚的焊缝采用分层焊；（2）预留与焊接变形相反方向的偏差；（3）采用夹具或专用胎具固定焊件，可将端板用螺栓预先固定在一块刚度很大的支座上；（4）加热矫正。

5、对接焊坡口处理不到位

规范中明确规定：薄板与厚板或窄板与宽板连接时，对接焊缝连接处，若焊件的宽度或厚度不同，且在同一侧相差4mm以上者，应分别在宽度或厚度方向从一侧或两侧做成坡度不大于1：2.5的斜角。在日常钢结构工程中，绝大多数工程在对翼缘板及端头板等处对接焊缝时，并未按要求做成倾斜角的过渡，而是直接对焊。

针对这类问题，主要还是要加强过程质量的控制，不合格的要求立即整改，完毕后方可进入下道工序。

四、构件变形问题

钢结构构件变形通常涉及以下几方面

1、钢梁起拱问题

为抵消一部分屋面钢梁受荷变形，使其屋面仍能保持一定的坡度。通常钢梁会设置起拱，是否起拱，起拱大小，都直接关系到屋面坡度的变化，通常情况下，当设计不要求起拱时，施工时也不起拱。

2、屋面檩条、檀托等安装不当导致变形过大

檩条不仅是支撑屋面板或悬挂墙面板的构件，还是设置刚架梁柱隅撑的支撑体，设置一定数量的隅撑可有效的保证刚架的平面外整体稳定性。当檩条或檩托板孔径过大过长，隅撑就失去了应有的作用，在施工中，部分施工单位为了安装方便，随意增大、加长檩条或檩托板的螺栓孔径。在施工过程中应加强质量控制，发现此类问题就要求其立即整改，以避免钢构件过大变形。

五、结论

本文介绍了钢结构常见的质量问题和预防处理措施。通过大量的施工经验证明，施工单位需根据工程实际情况，结合工艺及规范要求，积极采取有效的方法，方能更好的保证钢结构工程质量。

参考文献：

[1]现行建筑施工规范大全[M].北京：中国建筑工业出版社。

[2]郭正兴、李金根主编《建筑施工》，东南大学出版社

[3]《建筑施工手册》第四版，中国建筑工业出版社