浅析钢结构工程质量控制要点

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摘要：本文针对目前钢结构工程质量不稳定的现状，总结分析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，本文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 钢结构具有强度高、自重轻、塑性及韧性好、抗震性能优越、工业装配化程度高、综合经济效益显著、造型美观等众多优点，在现代建筑工程中广泛应用于厂房结构、板壳结构、高耸电视塔和桅杆结构、桥梁和仓库等大跨结构、高层和超高层建筑等。近年来，随着我国钢产量的大幅提高，在国家一系列鼓励用钢政策的推动下,钢结构日益成为我国工程建筑的主要结构体系。

然而，近几年由于设计、施工及使用阶段存在各种问题，钢结构事故时有发生，如1992年9月24日深圳国际展览中心网架坍塌事故,1996年12月31日鞍山某饲料公司库房钢屋顶坍塌事故,2005年3月9日、4月10日、7月8日，在东北、西北等地区发生屋顶网架坍塌事故。钢结构事故的原因较复杂，因此，加强钢结构工程质量控制，研究钢结构检测技术，切实保障钢结构工程质量安全显得尤为重要。

1、钢结构事故类型及原因分析

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。

前苏联建筑学家对近百起钢结构事故进行统计分析，得出一些规律，见表1和表2。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。

浅析钢结构工程质量控制要点

文◎ 汪海峰（江西省钢结构网架质量检验中心 江西抚州）

2、钢结构设计阶段质量控制要点

现有钢结构设计标准主要有《钢结构设计规范》GB50017-2003、《冷弯薄壁型钢结构技术规范》GB50018-2002、《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》CECS102：2002、《网架结构设计与施工规程》JGJ7－91等。

2.1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。

2.2 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。

2.3 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。

2.4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。

2.5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。

3、钢结构施工阶段质量控制要点

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。

3.1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。

3.2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。

3.3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。

3.4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。

4、钢结构使用阶段质量控制要点

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。

5、结语

只有通过科学的设计、正确的施工才能保证钢结构的安全使用，本文根据对几十项钢结构工程的研究，总结了钢结构在设计、施工及使用中应注意的一些问题，希望通过设计单位、施工单位及使用单位的共同管理来提高钢结构工程的质量。

参考文献：

[1] GB50205-2001,钢结构工程施工质量验收规范

[2] GB50017-2003，钢结构设计规范[3] 李奉阁，赵根田，空间网架结构质量控制，钢结构，2007（1）

[4] 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

[5] 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