鋼結構培訓——吳逸飛

1、鋼鋼 結結 構構 控控 制制 要要 點點 培培 訓訓 材材 料料江蘇安廈工程項目管理有限公司 監(jiān)理二部吳逸飛 鋼結構簡易示意圖鋼結構簡易示意圖鋼結構的特點及前景鋼結構的特點及前景l(fā)鋼結構的特點：l1、輕質(zhì)高強l2、塑性、韌性好l3、各向同性、性能穩(wěn)定l4、可焊性l5、不易滲漏l6、制造簡便、施工周期短l7、耐腐蝕性差l8、耐熱但不耐火l9、存在穩(wěn)定性問題l鋼結構的前景及應用：l1、重型工業(yè)廠房l2、大跨度結構l3、高聳結構l4、高層結構受動力載荷作用的結構l5、可拆卸和移動的結構l6、容器和管道l7、輕型鋼結構等常州普利司通自行車（常州普利司通自行車（BSCC）遷建新工廠工程）遷建新工廠工程

2、鋼結構單體匯總鋼結構單體匯總 l生產(chǎn)車間鋼排架結構 l鋼圈車間輕型門式鋼架結構l吸煙室鋼框架結構各種鋼結構的定義各種鋼結構的定義l1、排架結構：顧名思義，一排一排的。主要用于單層廠房，由屋架、柱子和基礎構成橫向平面排架，是廠房的主要承重體系，再通過屋面板、吊車梁、支撐等縱向構件將平面排架聯(lián)結起來，構成整體的空間結構。l2、門式剛架為一種傳統(tǒng)的結構體系，該類結構的上部主構架包括剛架斜梁、剛架柱、支撐、檁條、系桿、山墻骨架等。門式剛架輕型房屋鋼結構具有受力簡單、傳力路徑明確、構件制作快捷、便于工廠化加工、施工周期短等特點。鋼排架結構與輕型門式鋼結構的區(qū)別鋼排架結構與輕型門式鋼結構的區(qū)別l 排架結構

3、的柱腳與基礎剛接，柱頂與梁（或桁架、網(wǎng)架）端鉸接。門式剛架結構的柱腳與基礎可剛接可鉸接，柱頂與梁（只能是梁）端剛接，如果門式剛架柱頂連接的屋蓋結構是桁架或網(wǎng)架，那么這個結構已經(jīng)不是門式剛架結構了。鋼結構控制階段鋼結構控制階段l鋼結構控制可分為以下三個階段：l1、基礎階段監(jiān)理控制l2、鋼結構安裝階段監(jiān)理控制l3、屋面、墻面采光板安裝階段監(jiān)理控制一、鋼結構基礎階段監(jiān)理控制要點一、鋼結構基礎階段監(jiān)理控制要點l1、現(xiàn)場施工單位資質(zhì)、質(zhì)量保證體系審查及鋼結構加工廠資質(zhì)審查 (1)鋼結構工程施工單位應具備相應的鋼結構工程施工資質(zhì)，從事鋼結構工程施工的施工企業(yè)資質(zhì)等級標準分為一、二、三級。施工現(xiàn)場質(zhì)量管理應

4、有相應的施工技術標準、質(zhì)量管理體系、質(zhì)量控制及檢驗制度，施工現(xiàn)場應有經(jīng)技術負責人審批的施工組織設計、施工方案等技術文件。 (2) 監(jiān)理單位對鋼結構分包單位的認可記錄。必須明確監(jiān)理合同中是否對鋼結構加工過程進行監(jiān)理，建議建設單位在監(jiān)理合同書中明確規(guī)定。 l2、設計圖紙及施工組織設計檢查詳細查看圖紙說明和施工組織設計，明確設計對鋼材和連接、涂裝材料的要求，鋼材連接要求，焊縫無損探傷要求，涂裝要求及預拼裝和吊裝順序和吊裝要求。l3、監(jiān)理單位要編制鋼結構專項旁站方案，并有相應的工作制度和控制要點，而且要對施工單位進行監(jiān)理交底。l4、施工單位要有經(jīng)總監(jiān)理工程師審批合格的鋼結構施工方案，若鋼結構系統(tǒng)供應商

5、負責現(xiàn)場指導，必須提供系統(tǒng)供應商的書面交底記錄；同時施工單位要對分包單位的施工人員進行現(xiàn)場交底，并提供書面記錄。l5、地腳螺栓的標高和偏移圖，總承包單位、鋼結構分包單位、監(jiān)理單位的項目負責人應簽字。地腳螺栓應有保護螺紋的措施。柱腳處理存在缺陷柱腳處理存在缺陷 l柱腳部位常見的質(zhì)量問題包括預埋螺栓定位不準、柱腳板隨意擴孔、抗剪鍵缺漏（或者混凝土短柱未留設抗剪鍵槽）以及柱腳板下間隙不能有效填充等問題。 1、預埋螺栓定位不準、預埋螺栓定位不準l預埋螺栓的定位不準，常造成諸如柱腳板需擴孔等后續(xù)問題。一般常用的臨時安裝固定方法如上圖：預埋螺栓的位置是依附于模板的。l造成預埋螺栓偏位的原因，主要有：1、測

6、量誤差，每一次的測量誤差、前后兩次的測量誤差，這一點很小，也就是一兩個毫米以內(nèi)，是可以容忍的。2、澆筑中的移位，澆筑過程中現(xiàn)在都是采用的機械化，混凝土流速大，流量更大，對模板的沖擊力大；還有混凝土在模板四周分布不均勻，模板各邊受力差別大，這些都會引起模板的變形和移位，從而造成螺栓的整體移位，螺栓的傾斜，這一偏差大，常以厘米計，往往造成柱子難以到達準確的位置。l對于此類問題的解決，只能通過加強過程控制來減少偏差。 2、預埋螺栓直徑與柱底板螺栓孔的配合問、預埋螺栓直徑與柱底板螺栓孔的配合問題題 l通過綜合比較鋼結構節(jié)點構造詳圖（01SG519）、圖集門式剛架輕型房屋鋼結構（02SG518）、鋼結構

7、設計手冊（第三版）以及圖集門式剛架輕型房屋鋼結構（04SG518）中螺栓與柱底板孔的配合要求，可以看出一般要求為：柱底板螺栓孔應該比螺栓直徑大15-30mm之間，采用這樣的設計，大部分柱都可以安裝到位，不需工地擴孔。l由于不少設計人員對鋼結構本身的認識不足，以及對設計軟件的依賴，造成許多工程的操作困難。實際上很多工程的設計圖，設計人員搞不清楚，而按照軟件生成的圖紙，直接采用，這樣柱底板螺栓孔只比螺栓直徑大5mm。對預埋螺栓的偏位，即使是整體偏位，柱子可以很好地放入預埋螺栓，也要將柱子底板做適當?shù)臄U孔，使其與軸線的相對位置滿足必要的精度。 3、預埋螺栓標高上偏差、預埋螺栓標高上偏差 l螺栓標高上

8、的偏差，這種成因與平面位置偏差成因相同。有的工程，土建施工單位為防止混凝土超高，施工時故意將混凝土做低，這樣使預埋螺栓外露過長（GB50205中地腳螺栓外露長度允許偏差為（0，30mm），當采用下螺母調(diào)整柱的標高時，預埋螺栓承受著柱傳來的豎向力和水平推力，預埋螺栓成為懸臂的壓彎構件，這種荷載可能使細長預埋螺栓失穩(wěn)而破壞，這也是造成許多鋼結構工程在安裝過程中倒塌的直接原因。像這種情況就不能單獨用下螺母來調(diào)整柱子的高度，下面一定要加墊板支承。l一般說，柱底板標高找平找正方法有兩種：安裝墊板法和座漿墊板法。安裝墊板法中墊板應設置在靠近地腳螺栓的柱腳底板加勁肋或柱肢下，每根地腳螺栓則應設12組墊板，每

9、組墊板不得多于5塊。另外須注意墊板與基礎面和柱底面接觸應平整、緊密；二次澆灌砼前墊板間應焊接固定。但墊鐵加工成本高，調(diào)整時費時費力，工效低，特別是在大批量的安裝施工中，此缺點更為明顯。4、抗剪鍵或抗剪槽遺漏、抗剪鍵或抗剪槽遺漏 l工程監(jiān)督中經(jīng)常發(fā)現(xiàn)遺漏留設抗剪鍵或抗剪槽。柱腳錨栓按承受拉力設計，計算時不考慮錨栓承受水平力。若未設置抗剪件，所有由側(cè)向風荷載、水平地震荷載、吊車水平荷載等產(chǎn)生的柱底剪力，幾乎都由柱腳錨栓承擔，從而破壞柱腳錨栓。 l對于這類的問題的解決，主要還是需要加強責任心，嚴格對照圖紙施工，并強化過程檢查。 5、柱腳間隙二次填充、柱腳間隙二次填充 l柱腳底板與砼柱頂間空隙一般設計

10、要求50mm，而實際施工中有時過小，使得灌漿料難以填入或填實。此外，一般此處二次灌料均要求比柱混凝土強度高一等級，由于二次灌料強度高、用量少，實際配合比、強度等現(xiàn)場均無法很好控制，常導致二次灌入料強度、密實度（特別抗剪槽內(nèi)）不夠。因此，為避免此類問題，建議二次填充料優(yōu)先選用高強度自流平成品灌漿料。 二、鋼結構安裝階段監(jiān)理控制要點二、鋼結構安裝階段監(jiān)理控制要點l 鋼結構工程的施工通常要經(jīng)過工廠制作和現(xiàn)場安裝兩個階段。鋼結構工程有大部分時間是在工廠車間內(nèi)部進行，由于鋼結構構件在工廠內(nèi)加工制造的質(zhì)量好壞，對鋼結構工程的現(xiàn)場安裝及整體結構的安全穩(wěn)定至關重要。因此鋼結構制作生產(chǎn)廠家必須具備相應企業(yè)資質(zhì)、

11、生產(chǎn)規(guī)模、技術能力、機械設備及先進的工藝水平。l鋼結構一般制作工藝流程分為:放樣下料拼板切割組立埋弧焊接鉆孔組裝矯正成型鉚工零配件下料制作組裝焊接和焊接檢驗防銹處理、涂裝、編號構件驗收出廠。在鋼結構制作中，應根據(jù)鋼結構制作工藝流程，抓住關鍵工序進行質(zhì)量控制，如控制關鍵零件的加工，主要構件的工藝、措施，所采用的加工設備、工藝裝備等。 l其中在鋼結構安裝階段監(jiān)理機構應重點控制以下要點：1、焊縫處理存在問題、焊縫處理存在問題 l1.1焊縫變形過大 焊接變形控制不當常常造成焊接H型鋼梁或鋼柱端板的平面翹曲，翹曲的端頭板拼接時會因接觸面不緊貼而影響構件的受力性能。有一些技術力量比較雄厚的專業(yè)鋼構廠家在這

12、點上控制得比較好。通常有以下幾個方法來控制焊接變形：（1）選用合理的施焊順序，并盡可能對稱焊接，例如對較厚的焊縫可采用分層焊；（2）預留與焊接變形相反方向的偏差；（3）采用夾具或?qū)Ｓ锰ゾ吖潭ê讣?，可將端板用螺栓預先固定在一塊剛度很大的支座上；（4）加熱矯正。l1.2現(xiàn)場安裝焊縫質(zhì)量差 鋼構參建單位常常對現(xiàn)場安裝焊縫的檢測不夠重視，甚至漠視現(xiàn)場安裝焊縫的質(zhì)量，對構件的正常承載與使用帶來不安定因素。而安裝焊縫由于是現(xiàn)場燒焊，條件較差，質(zhì)量控制上的不確定因素更多。對于設計要求為二級以上的現(xiàn)場全熔透焊縫，部分工程不按規(guī)范要求進行探傷。對于這類問題的解決，主要還是要加強現(xiàn)場管理，強化過程質(zhì)量控制，并嚴格

13、按照規(guī)范要求進行第三方驗證性檢測。 l1.3焊縫探傷檢測數(shù)量不符合要求 l建筑鋼結構中的焊縫可分三級：一級焊縫是全熔透的用于動載受拉等強的對接焊縫，二級焊縫是全熔透的靜載受拉受壓的等強焊縫和動載受壓等強焊縫，三級焊縫則是不要求等強的常見角焊縫和組合焊縫。lGB502052001第5.2.4條（強條）中明確要求：“一級焊縫探傷100，二級焊縫探傷20?！?但實際操作中，往往檢測數(shù)量不符合要求，特別是對二級焊縫的探傷檢測，誤以焊縫條數(shù)計算百分比，導致檢測數(shù)量不滿足規(guī)范要求。規(guī)范中是這樣規(guī)定的：二級焊縫探傷抽檢的20，對于工廠制作焊縫，應按每條焊縫計算百分比，即每條焊縫長度的20，且不少200mm；

14、而對于現(xiàn)場安裝焊縫，可以按焊縫條數(shù)計算百分比，即總條數(shù)的20。2、高強度螺栓連接檢測及施工質(zhì)量控制方、高強度螺栓連接檢測及施工質(zhì)量控制方面缺陷面缺陷 l1、高強度螺栓連接副的概念理解錯誤l不少工程人員對什么是高強螺栓沒有形成一個正確認識，甚至有人錯誤認為扭剪型高強度螺栓是摩擦型的，而大六角高強度螺栓是承壓型的。l高強度螺栓在生產(chǎn)上全稱叫高強度螺栓連接副，一般不簡稱為高強螺栓。每一個連接副包括一個螺栓，一個螺母，兩個墊圈，均是同一批生產(chǎn)，并且是在同一熱處理工藝加工過的產(chǎn)品。根據(jù)安裝特點分為大六角頭螺栓和扭剪型螺栓。根據(jù)高強度螺栓的性能等級分為8.8級和10.9級，其中扭剪型只在10.9級中使用。

15、l高強度螺栓連接副組裝時，螺母帶圓臺面的一側(cè)應朝向墊圈有倒角的一側(cè)。對于大六角頭高強度螺栓連接副組裝時，螺栓頭下墊圈有倒角的一側(cè)應朝向螺栓頭。 大六角頭大六角頭 高強度螺栓高強度螺栓扭剪型高強度螺栓扭剪型高強度螺栓施工前施工中施工后l2、高強度螺栓連接摩擦面的抗滑移系數(shù)檢驗 l鋼結構驗收規(guī)范GB50205明確規(guī)定：制作和安裝單位應分別進行抗滑移試驗和復驗（強條6.3.1條）?？够葡禂?shù)必須大于等于設計值。l現(xiàn)場制作試件時，試件與所代表的鋼結構構件應同一材質(zhì)，同批制作，采用同一摩擦面處理工藝和具有相同的表面狀態(tài)，并應采用同一批同一性能等級的高強螺栓連接副，在同一環(huán)境下存放以供抗滑移試驗。如構件系

16、成品出廠，則除了廠內(nèi)要抗滑移系數(shù)試驗報告外，制造廠還應同時提供每批三組試件以便構件進場后現(xiàn)場檢驗抗滑移系數(shù)是否符合要求。 l工程資料的檢查中，很多工地僅有制造廠在廠內(nèi)的抗滑移系數(shù)試驗報告，缺乏提供給工地現(xiàn)場的試件的抗滑移系數(shù)的復試報告。l3、高強度螺栓連接安裝質(zhì)量不符合要求 l驗收規(guī)范GB50205要求：大六角高強度螺栓連接副使用前需復試扭矩系數(shù)，而扭剪型高強度螺栓連接副需復試預拉力，合格后方可使用。復試批量為每3000套抽檢8副（注：對于同一強度等級、同一直徑但螺栓長度不同的高強螺栓連接副，如不能證明為同一秕次，視為不同規(guī)格，應分別取樣檢測。GB/T3632-2008扭剪型高強螺栓及GB13

17、1-2006大六角高強螺栓規(guī)范規(guī)定:在同一批的前提下,但螺栓長度100mm時，長度相差15mm；或者螺栓長度100mm時，長度相差20mm，可視為同一長度。）高強度螺栓的擰緊應分為初擰、終擰。對于大型節(jié)點應分為初擰、復擰、終擰。初擰扭矩為施工扭矩的50%左右，復擰扭矩等于初擰扭矩。為防止遺漏，對初擰或復擰后的高強度螺栓，應使用顏色在螺母上涂上標記。對終擰后的高強度螺栓，再用另一種顏色在螺母上涂上標記。高強螺栓現(xiàn)場安裝中嚴禁氣割擴孔。高強螺栓外露一般要求不少于23扣，允許有10的外露1扣或4扣。l高強度螺栓在初擰、復擰和終擰時，連接處的螺栓應按一定順序施擰，一般應由螺栓群中央順序向外擰緊。l高強

18、度螺栓的初擰、復擰、終擰應在同一天完成，不可在第二天以后才完成終擰。監(jiān)督過程中，經(jīng)常發(fā)現(xiàn)部分工程存在這樣的施工單位，當復扭結束后終扭的時間在一天甚至一周或一個月以后的情況。所以，施工及監(jiān)理單位需要特別注意。l4、施工的扭矩扳手配置不滿足要求 l相當多工程不能正確配置施工用扭矩扳手（包括手動及電動型）。有的工程根本就沒有配置，工地隨便用普通扳手施工高強度螺栓；有的工程雖然配置但未按規(guī)定定期標定導致失效；有的工程雖然配置扭矩扳手但量程和工程需求不吻合（從上述的“施工扭矩值參考表”可以看出，每種高強螺栓施工扭矩是不同的，現(xiàn)場配置的手工或電動扭矩扳手應能確保覆蓋該工程設計所選用的各種規(guī)格高強螺栓）。此

19、類種種問題導致高強度螺栓連接施工扭矩控制成為空話；l一般來說，高強度螺栓施工中所用的扭矩扳手，在使用前必須校正，其扭矩誤差不得大于5% ，合格后方準使用。扭矩數(shù)值偏差過大的力矩扳手不可繼續(xù)使用。不允許使用普通扳手或電動普通扳手施工。l對這類問題的監(jiān)督控制，重點就是要加大檢查與處罰力度，督促施工、監(jiān)理單位切實履行自身職責。 3、鋼結構涂裝質(zhì)量問題、鋼結構涂裝質(zhì)量問題 l1、防腐涂料涂裝質(zhì)量問題 l鋼構件的除銹和涂料防護是保證結構耐久性的重要手段，構件表面的防銹方法和除銹等級應與設計采用的防銹涂料相適應，具體的適應性規(guī)范已明確表明。涂料應有合格證（注意有效期）或復試報告，涂裝時應檢查涂層厚度是否符

20、合設計要求，如設計無要求則室外應為150m，室內(nèi)125m，允許偏差為-25m；且涂裝時應注意氣候條件，不需要涂的地方不要涂裝，否則按除銹方法清除至符合要求（比如高強螺栓連接端板摩擦面等處）。特別需注意的是，若直接在涂過漆的鋼材表面上施焊，焊縫根部會出現(xiàn)密集氣孔，嚴重影響焊接質(zhì)量，故嚴禁在涂過漆的鋼材表面施焊，如果非得施焊，必須進行除漆處理。這一點很多工程存在問題，特別是鋼構件進場監(jiān)督檢查發(fā)現(xiàn)問題后，很多施工單位現(xiàn)場進行整改，作業(yè)條件不具備，非常容易出現(xiàn)上述問題。l2、防火涂料涂裝質(zhì)量問題 l日常監(jiān)督檢查中，發(fā)現(xiàn)很多工程防火涂料不抽樣復檢，或者復檢指標不完整；另外一個普遍性的問題就是防火涂料涂層

21、厚度不滿足設計要求。l防火涂料分薄涂型及厚涂型兩種。關于復檢批量問題，GB50205規(guī)定：薄涂型防火涂料每100t應抽檢一次粘結強度，厚涂型防火涂料每500t應抽檢一次粘結強度和抗壓強度，其相應的指標應符合鋼結構防火涂料應用技術規(guī)程CECS24：90要求。l薄涂型防火涂料的涂層厚度應符合有關耐火極限的設計要求。厚涂型防火涂料的涂層厚度，80及以上面積應符合有關耐火極限的設計要求，且最薄處厚度不應小于設計要求的85。 三、屋面、墻面采光板安裝階段監(jiān)理三、屋面、墻面采光板安裝階段監(jiān)理控制控制l1、鋼梁起拱問題l鋼梁起拱的目的，主要是對屋面鋼梁受荷變形后，起拱量可以抵消一部分變形，其屋面仍能保持一定

22、的坡度。鋼梁起拱過大，將會使靠近屋脊處的屋面坡度變小，鋼梁變形過大將會使靠近檐口處的屋面坡度變得過小。l過大的坡度變化是不恰當?shù)?。起拱與否，起多大拱，本身應該是一個設計問題。因此鋼結構工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范（GB50205）附表C.0.5（對焊接實腹鋼梁）、 附表C.0.6（對鋼桁架）在設計未要求起拱時拱度允許偏差定為-510mm，就是不主張施工方自己定個起拱量。一般來說，設計不要求，施工方也不起拱。l起拱的方法，對鋼梁有拋物線形起拱和折線形起拱。對門式剛架常采用折線形起拱，也就是在鋼梁的拼接節(jié)點處，通過控制連接端板的角度，達到起拱的目的。對桁架只有在放樣時起拱。 l2、屋面檁條、系桿、拉條等安

23、裝不當導致變形過大l有些工程中，剛性系桿、風拉桿的連接板設置位置高低不一，使得水平支撐體系不在同一平面上，從而影響剛架的整體穩(wěn)定性。剛性系桿與風拉桿構成水平支撐體系，其設置高度在同一坡度方向應保持一致。l在屋面或墻面檁條安裝中，有些施工單位為了安裝方便，隨意增大、加長檁條或檁托板的螺栓孔徑。檁條不僅僅是支撐屋面板或懸掛墻面板的構件，而且也是剛架梁柱隅撐設置的支撐體，設置一定數(shù)量的隅撐可減少剛架平面外的計算長度，有效的保證剛架的平面外整體穩(wěn)定性。若檁條或檁托板孔徑過大過長，隅撐就失去了應有的作l檁間拉條在坡向靠近天溝處常增設套管，以增加抗壓能力。但監(jiān)督中常常發(fā)現(xiàn)，套管兩端同檁條存在空隙不能緊貼，

24、起不到作用，必要時可采用補點焊的辦法解決。l另外，有的單位擅自增加屋面荷載，原設計未考慮吊頂或設備管道等懸掛荷載，而施工中卻任意增加吊頂?shù)葢覓旌奢d，從而導致鋼梁撓度過大或坍塌。任何單位均不得擅自增加設計范圍以外的荷載。施工或監(jiān)督過程中，如發(fā)現(xiàn)這類問題，必須要求將增加的荷載送原設計單位進行結構承載力等復核，能滿足結構安全及使用要求情況下才可進行屋面吊載。 l3、吊車梁下?lián)蟣有些工業(yè)廠房中，設計有吊車。GB50205中明確規(guī)定：吊車梁和吊車桁架不應下?lián)希◤姉l）。而實際施工中，包括施工及監(jiān)理監(jiān)理單位很少去檢查該項指標，因此應特別注意。 l4、彩鋼板施工質(zhì)量控制l彩鋼板工程是鋼結構工程中另一重要部分。

25、其施工質(zhì)量的好壞直接影響鋼結構工程的使用。目前彩鋼板有很多種類。但彩鋼板施工問題比較集中，如：彩板接縫、彩板配件制作安裝等節(jié)點處理不細、不可靠，維護結構滲漏，彩板觀感質(zhì)量不平整、變形、劃傷、污染現(xiàn)象等。因此壓型彩板安裝質(zhì)量控制主要包括：壓型彩板進場后，要進行外觀和合格證的檢查，并復核與壓型板施工安裝有關鋼構件的安裝精度，清除檁條的安裝時的焊縫藥皮和飛濺物，并涂刷防銹漆進行防腐處理。彩板安裝時，要編制合理的安裝工藝順序等。 鋼結構相關專家論證內(nèi)容鋼結構相關專家論證內(nèi)容l鋼結構鋼結構施工中危險性較大工程的專項施工方案施工方案需要專家來論證，包括跨度大于36M及以上的鋼結構鋼結構安裝工安裝工程程，跨度大于60M及以上的網(wǎng)架網(wǎng)架和索膜結構索膜結構安裝工程安裝工程，用于鋼結構鋼結構安裝等滿堂支撐體系，承愛單點集中荷載荷載700kg以上的承重支撐體系。除此之外，鋼結構施工中的吊裝設備及方法，一定條件內(nèi)也要由專家來論證：包括：1、采用非常規(guī)起重設備、方法，且單件起吊重量在100kN及以上的起重吊裝工程。2、起重量300kN及以上