关于钢结构工程质量控制问题探索与研究

摘要：钢结构是一种新型建筑形式，以其自重轻、施工速度快、造型美观和造价低廉等诸多优点，由于钢结构工程在建筑领域被广泛应用，施工质量的好坏就直接影响工程结构的安全，如何控制钢结构工程施工质量已引起业内人士的高度重视。本文首先分析了目前钢结构工程质量不稳定的现状,然后论述了钢结构事故发生的一般原因。为提高钢结构工程质量,避免质量事故的发生,最后阐述了钢结构工程设计、施工及使用阶段质量控制要点,以此来保证钢结构工程质量安全。

关键词：钢结构； 事故； 质量控制；

中图分类号： TU391 文献标识码： A 文章编号：

前言

随着我国钢铁工业的发展，钢材在建筑业中的应用亦有很大的变化。国家建筑技术政策由以往的限制使用钢结构转变为积极合理推广应用钢结构，从而大大推动了建筑钢结构的快速发展。我国20世纪80年代，就陆续在深圳、上海、北京等地建成几十栋高层钢结构建筑，九十年代又在大跨度空间结构、轻型钢结构建筑方面有了较快的发展。大量的工程实践证明，钢结构工程具有强度高、重量轻、结构抗震性能好、施工快、建筑造型美观等诸多优点。由于钢结构工程已在建筑领域广泛应用，所以对钢结构工程施工质量的控制就显得尤为重要。

一、钢结构出现问题的原因分析与研究

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。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。

二、钢结构设计阶段质量控制问题分析与研究

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、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。

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，只要能保证最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。

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。

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。

三、钢结构施工阶段质量控制问题分析与研究

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。

1、焊接工程质量控制。焊接工程是钢结构制作和安装工程最重要的分项之一，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。

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、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。

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。

四、钢结构使用阶段质量控制问题分析与研究

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最低，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。

五、结语

在钢结构工程施工过程中，必须要求施工单位严格按照施工组织设计、施工方案进行施工，要加强施工过程的控制，加大巡视检查和旁站监理力度，严格工序检验制度，坚持上道工序质量不合格或未进行验收不予签认，不得进行下道工序施工；施工过程中，从确定监控控制点入手，进行工程质量控制。只有这样，才能保证钢结构工程的施工质量。

参考文献：

[1] GB50205-2001,钢结构工程施工质量验收规范

[2] 李奉阁，赵根田，空间网架结构质量控制，钢结构，2007（1）

[3] 雷宏刚编著，钢结构事故分析与处理，北京：中国建材工业出版社，2003

[4] 郭兵，雷淑忠编著，钢结构的检测鉴定与加固改造，北京：中国建筑工业出版社，2006

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