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钢结构施工过程中可能出现的问题
近年来,钢结构材料因其环保、抗震等自身优点,在高层楼房、工业厂房、桥梁等现代建筑中得到了广泛应用。但在大量的工程建设过程中,钢结构工程也暴露出了很多质量问题。
钢结构在施工过程中的常见问题有以下几种:
1构件的制作问题 门式钢架所用的板件非常薄,在日常应用中,薄可达4毫米。多薄板的下料切割方式应当剪切方式,而尽量避免火焰切割。这是因为用火焰切割会使得板边产生很大的波浪状的变形。目前,h型钢材料的焊接方式大多数厂家均采用的是埋弧自动焊或半自动焊。倘若在切割时未能把握好手法,很容易发生焊接变形,使构件弯曲或扭曲。
2柱脚安装问题
2.1预埋件问题 整体或局部偏移,标高有错误,丝扣没有采取保护措施。这将直接造成钢柱底板螺栓的不对位,丝扣长度不够。
2.2.锚栓不垂直问题 框架柱脚的底板水平度差,造成苗栓不垂直,使得基础施工后预埋锚栓水平误差偏大。
2.3锚栓连接问题 柱脚锚栓没有拧紧,垫板没有与底板焊接,部分位置没有露出2-3个丝扣的锚栓。
3连接问题
3.1螺栓装备不符合标准要求,使得螺栓不好安装或导致螺栓安装不够紧固。
3.2螺栓丝扣有损伤,螺杆不能顺利旋入螺母,阻碍了螺栓的装配。
3.3现场的焊接问题,质量不能保证,设计所要求全焊透的一、二级焊缝没有采用超声波探伤,楼面主梁与柱没有实施焊接,没有采用引弧板施焊等等问题造成钢结构施工问题。
4、构件的变形问题
4.1构件在运输时发生变形,出现死弯或缓弯,造成构件无法进行安装。在构件制作过程中由于焊接产生的变形,构件一般呈现缓弯。在构件待运时,支垫点的不合理,如上下垫木不垂直或堆放构建的场地发生沉陷等原因,使构件产生了死弯或者缓变形。构件运输过程中因碰撞而产生了变形,一般呈现死弯等。这些原因造成的构建变形问题,使得钢结构材料在施工过程中无常使用,带来了施工的不便。
4.2钢梁构件在拼装之后全长扭曲程度超过允许值,造成钢梁的安装质量无法保证。拼接工艺的不合理以及拼装节点尺寸不符合设计要求等原因,造成了钢梁结构构件的不合格,在钢结构施工过程中无法进行建筑实施,质量更是无法保证。
4.3构件起拱,其程度数值大于或小于设计的数值。当构件起拱数值小时,安装后梁下挠,当起拱数值大时,容易造成构件标高超标。这种现象产生的主要原因是,构件的尺寸不符合设计要求。
我们首先根据图纸对厂房整体结构布置和概况进行详细勘查,查勘房屋所采用结构形式是否符合设计图纸及国家规范规程,传力路线是否明确,结构布置是否合理,支撑系统是否完整、支撑系统长细比是否满足规范要求,因为这些都涉及到结构的稳定性问题。而结构稳定性一直是钢结构的突出问题,一旦出现钢结构的失稳事故,不但会遭受巨大的经济损失,而且容易造成严重的人员伤亡。所以我们必须了解结构稳定性的基本概念,只有这样我们才能在钢结构厂房安全工作中更好的发现和处理钢结构失稳问题。钢结构的稳定可分为结构整体的稳定和构件本身的稳定两种情况。结构整体的稳定,在结构的纵向,主要依靠结构的支撑系统来保证,如钢柱的柱间支撑,钢屋架的上、下弦水平支撑和垂直支撑等。支撑系统能否可靠地传递结构纵向的水平荷载(风荷载、地震荷载、厂房吊车荷载等)。横向,依靠结构自身(框架或排架)的刚度来保证,主要要考虑结构自身能可靠地传递结构横向的水平荷载。而构件本身的稳定主要由构件组成部分的自身刚度来保证,要保证构件本身及其组成部份(杆件或板件)在荷载作用下不发生屈曲而丧失稳定(这种情况主要发生在受压或压弯构件上)。因此,构件本身的稳定因素主要是构件的计算长度和截面特性,包括平面内和平面外的两个方向,当然,还应该包括材料的强度和应力的大小。它主要是找出外荷载与结构内部抵抗力间的不稳定平衡状态,即变形开始急剧增长的状态,从而设法避免进入该状态。因此,它是一个变形问题。如轴压柱,由于失稳,侧向挠度使柱中弯矩大量增加,因而柱子的破坏荷载可以远远低于它的轴压强度。显然,轴压强度不是柱子破坏的主要原因。在结构稳定性检测方面主要针对以下几项重点: (1)、厂房构件的高强螺栓连接质量,采用全站仪对构件连接部分的螺栓外漏丝扣进行符合。 (2)、厂房构件的焊接连接质量,采用超声波探伤的方法确定焊缝质量等级能否满足标准要求。 (3)、厂房构件的挠度变形,采用水准仪或拉线的方法确定变形量。
钢构件进入施工现场后,应检查构件的规格、型号、数量,并对运输过程中产生的变形进行检查与校正,确保构件的质量,同时向监理单位报验。
1、钢柱检验
(1)钢尺检查柱子总长度。
(2)用钢尺检查柱底至牛腿面长度。
(3)检查柱底与基础锚栓,牛腿面与吊车梁、柱与屋架、柱与柱间支之间联接孔位置、孔径和孔距。
(4)用钢角尺检查柱底平面、柱顶平面、牛腿平面的平整度。
(5)拉麻线(或钢丝)检查柱子挠度。
2、刚梁检验
(1)用钢尺检查刚梁跨度。
(2)用麻线(或钢丝)检查刚梁平面挠度。
(3)检查刚梁与柱子的联接点尺寸。
3、支撑检验
(1)用钢尺检查各类支撑长度和高度。
(2)检查各类支撑的孔径和孔距。
(3)用麻线检查各类支撑的挠曲值。
4、锚栓基础检验
(1)用经纬仪测定跨度及间距轴线是否符合设计要求;
(2)用水平仪测检基础平面标高和倾斜度;
(3)检查基础锚栓:锚栓埋设位置,锚栓伸出长度及螺纹长度,锚栓垂直度,锚栓丝扣有无损坏。

钢结构安装质量监督常见通病:
1、钢结构构件连接、钢结构与土建结构连接设计无节点详图或图纸节点不详,应由建设单位与设计联系完善图纸设计后方可施工,而实际施工单位随意施工现象较多;
2、地脚螺栓或锚栓未按图纸设计要求采用双螺母;地脚螺栓或锚栓螺杆长度不足(露丝不够),规格偏小;
3、天沟钢板偏薄、宽度偏小,不符设计要求;采用不锈钢板时未按图纸要求设拖带或支架;天沟钢板对接焊缝处未做防腐处理;天沟落水管在室内设水斗;
4、钢柱、钢梁和基础、混凝土柱顶面的空隙二次浇灌不密实;
5、设计要求顶紧的节点端板变形,顶紧面缝隙较大,不符验收规范要求;
6、水平、竖向支撑未按图纸设计要求设花篮螺栓;水平、竖向支撑、拉条未张紧;水平、竖向支撑、拉条圆钢直径偏小,不符设计要求;
7、天沟侧面未按图纸设计要求设檩条,拉条固定在天沟上;檩条间距偏大,数量不足,不符设计要求;屋脊处檩条间拉条、屋面和墙皮斜拉条处拉条未按图纸设计要求设角钢或套筒;
8、钢梁、钢柱、檩条、系杆等增加吊荷载未经设计认可;吊挂点与主要钢构件连接采用焊接; 9、焊接H 型钢翼缘板和腹板的拼接不按规范施工。翼缘板拼接缝和腹板拼接缝的间距不应小于200mm。翼缘板拼接长度不应小于2 倍板宽;腹板拼接宽度不应小于300mm,长度不应小于600mm。
10、钢结构与土建施工配合问题:边梁吊装前山墙已砌筑完毕,靠山墙一侧锚栓螺帽无法安装,二次浇灌无法施工;无边梁工程,山墙混凝土梁标高与图纸不符,檩条与梁预埋件不能正常连接,混凝土抗风柱预埋件位置不准确,系杆与抗风柱不能正常连接;
11、钢结构安装后未对主体结构的整体垂直度和整体平面弯曲进行测量。

《钢结构工程施工质量验收规范》中的强制性条文5.2.4条规定:设计要求全焊透的一、二级焊缝应采用超声波探伤进行内部缺陷的检验,其内部缺陷分级及探伤方法应符合现行国家标准《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级》GB 11345的规定。
钢结构工程焊缝探伤的检验等级全部为B级。具体方法是采用一种角度探头在焊缝的单面双侧进行检验,对整个焊缝截面进行探伤。母材厚度大于100mm时,应采用双面双侧检验,对接接头主要采用单面双侧检验;当受构件的几何条件限制时,可在焊缝的双面单侧采用两种角度的探头进行探伤。T型接头焊缝可按双面单侧检验,T型焊缝母材位置不要选错,有人错误的认为母材一定是厚度薄的钢板,对于对接焊缝可以这么理解,但对于T型焊缝却不一定,母材的判定取决于位置而不是厚度。
二、探伤比例的确定
一级焊缝为探伤,即无论工厂制作焊缝还是现场安装焊缝,包含所有焊缝数量,每一条焊缝整条长度全部检测。
二级焊缝的为20%探伤,需要注意的是这里的20%对应工厂制作焊缝和现场安装焊缝计数方法不一样。
对于工厂制作焊缝,应按每条焊缝计算百分比,且探伤长度应不小于200mm,当焊缝长度不足200mm时,应对整条焊缝进行探伤。可以理解为,工厂制作的二级焊缝每一条都需要进行超声波探伤检测,当焊缝长度大于1000mm,小检测长度为整条焊缝长度的20%;当焊缝长度在200mm~1000mm之间,小检测长度为200mm;当焊缝长度小于200mm,按整条焊缝长度来检测。在实际探伤工作中有时候误认为工厂制作焊缝也按数量的20%抽检,这样理解是错误的。
对于现场安装焊缝,应按同一类型、同一施焊条件的焊缝条数计算百分比,探伤长度应不小于200mm,并应不少于1条焊缝。应理解为,按照焊缝的条数的20%数量进行抽检,但每条抽检的焊缝的检测长度可以参照工厂二级焊缝长度来进行。
三、探头的选取
探头的选择也对探伤检测的准确性有很大的影响。探伤检测应根据母材厚度、焊缝坡口形式等因素选择不同K值的探头。常用的探头K值有1.0、2.0、2.5,频率在2.5MHz~5.0MHz。当母材厚度在8~25mm之间,宜选用K2.5的探头;当母材厚度在25~50mm之间,宜选用K2.0的探头;当母材厚度大于50mm时,宜选用K1.0的探头。
四、探伤检测的步骤
探伤检测前,可以先通过结构图纸了解到被检构件的材质、厚度、曲率、焊接方法、焊缝等级、坡口形式等实际情况。根据实际情况选择出对应的K值探头,制作出相应的DAC曲线。
提前对被检焊缝两侧母材表面进行处理,将焊渣、飞溅、混凝土、油污等杂质打磨掉,漏出金属光泽的面层,打磨宽度一般为2.5倍的K值和母材厚度的乘积。
耦合剂应选用具有良好透声性和适宜流动性,不应对材料和人体有损伤作用,同时应便于检测后的清理的材料。工业浆糊因其粘度、流动性、附着力适当,对构件和人体无害,价格便宜,配置方便,耦合效果比较好成为比较常用的耦合剂。

建筑钢结构工程检测注意事项:
一、 钢结构的检测可分为钢结构材料性能、连接与构造、构件的尺寸与偏差、变形与损伤等项工作。必要时,可进行结构或构件性能的实荷试验或结构的动力测试。
二、钢结构的材料性能、连接与构造、构件的尺寸与偏差等检测单元的划分可参照《钢结构工程施工质量验收规范》GB 50205确定,相应抽检数量如下:
A类建筑,抽检数量不应少于《钢结构工程施工质量验收规范》GB 50205规定数量的50%;
B类建筑,抽检数量不应少于《钢结构工程施工质量验收规范》GB 50205的规定数量。
三、钢结构的材料性能检测
1 对结构构件钢材的力学性能检验可分为屈服点、抗拉强度、伸长率、冷弯和冲击功等参数。
2 当工程尚有与结构同批的钢材时,可将其加工成试件,进行钢材力学性能检验;当工程没有与结构同批的钢材时,应优先采用在结构中切取试样直接试验的方法,若无法切取试样也可采用表面硬度法等进行检测。
3 在既有建筑物结构构件上切取试样时,应保证所取试样具有结构代表性。取样的部位应在构件受力较小的部位,应保证试件不受取样扰动,防止塑性变形、硬化等作用改变其性能,取样后应立即对构件进行修补。取样不得危及结构的安全和正常使用。
四、 钢结构构件尺寸的检测应符合下列规定:
1 尺寸检测的范围,应检测所抽样构件的全部尺寸,每个尺寸在构件的3个部位量测,取3处测试值的平均值作为该尺寸的代表值。
2 钢结构构件的检测工具,可根据实际需要选用卷尺、游标卡尺、超声测厚仪等。
五、钢结构构件连接与构造
1 钢结构构件的连接质量与性能的检测可分为焊接连接、焊钉(栓钉)连接、螺栓连接、高强螺栓连接等项目。
2 对设计上要求全焊透的一、二级焊缝的超声波探伤和焊缝内部缺陷分级,宜按《钢焊缝手工超声波探伤方法及质量分级法》GB11345的规定执行。对钢结构网架工程焊缝的超声波探伤可同时按《网架结构工程质量检验评定标准》JGJ 78的规定执行。
3 高强度大六角头螺栓连接副的连接质量检查按《钢结构工程施工质量验收规范》G205和《钢结构高强度螺栓连接的设计、施工及验收规范》JGJ 82的规定执行。连接质量的外观检查包括螺栓螺纹有无生锈及损伤、高强度螺栓连接副有无拧紧、高强度螺栓连接副与钢板之间有无滑移等项目。
4 对接焊缝外观质量可采取抽样检测的方法。焊缝的外形尺寸和外观缺陷检测方法和评定标准,应按《钢结构工程施工质量验收规范》G205的规定执行。
5 钢结构构件的支座形式有刚接、铰接(滑动铰接与转动铰接),应检验实际的支座是否与设计条件相符,支座变形量(位移及转角)应全数检测。
6 钢结构的构造分为构件长细比、宽厚比、支撑体系等项目,应根据实测尺寸进行计算,应按设计图纸和相关规范进行评定。
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