建筑鋼結構施工的質量控制要點研究

張闖

【摘 要】鋼結構是現代我國建筑工程中的一項重要結構，其在建筑工程中應具有的優(yōu)勢十分明顯，但是，要想使其結構優(yōu)勢能夠得到充分發(fā)揮，必須選擇最佳施工方案。在建筑結構設計過程中，要加強對鋼結構設計的合理分析，提高施工的合理性。本文根據筆者工作實踐，對建筑鋼結構施工的質量控制要點進行了分析和探討。

【關鍵詞】建筑;鋼結構;施工;質量

1 現代建筑鋼結構特點

（1）結構用鋼量大，鋼板材質等級高，厚板占用比例大。（2）抗震等級高，焊縫質量等級要求高。（3）焊接量大，焊接變形大。（4）構件單體重量大，對吊裝設備要求高。（5）鋼結構與鋼筋混凝土結構交叉施工作業(yè)多，施工作業(yè)面小。（6）核心筒鋼板墻多，現場焊接變形控制難度大。

2 建筑鋼結構制作重點、難點分析及控制措施

建筑鋼結構多采用箱型，十字型號，圓管形，H型，由30～100mm厚的鋼板制成，主受力焊縫多為一級熔透焊縫，需100%超聲波檢測。針對建筑鋼結構的特點，對鋼構件制作的難點，重點實施分析，并提出針對性控制措施，以確保鋼構件制作質量，具體如下：

（1）鋼構件焊縫質量關系到建筑結構安全性能，焊縫質量控制是構件加工的重點，必須重點控制。（1）焊接前應根據鋼板厚度、材質、節(jié)點形式、焊接方法進行焊接工藝評定試驗，焊接工藝評定合格后，制定焊接指導工藝，車間必須依據焊接工藝施焊;（2）對于超過20mm的板焊接，實施焊前預熱，預熱溫度滿足規(guī)范要求;（3）坡口角度需滿足設計要求，裝配間隙控制在0～3mm，對于超標間隙需進行處理后焊接。

（2）構件變形主要是焊接受熱收縮引起，焊接變形控制是構件制作的難點，尤其是厚板焊接，極易產生焊接變形。焊接變形主要通過焊接順序和坡口形式加以控制，焊接采取對稱焊、分段退焊、跳焊等方法減少焊接變形。對于大于30mm鋼板，開設雙面坡口，一側開t/3，另外一側開設2t/3，且兩側交替焊接。

（3）鋼構件制作精度是現場順利安裝的保證，工序控制是保證制作精度的關鍵，制作精度應重點控制如下幾個方面：

（1）零件切割采用數控切割，切割完成的零件，尺寸復核。

（2）對箱體構件、十字型構件、H型構件組立時，根據經驗并結合理論計算，預留一定的焊接收縮余量，確保焊接后的構件截面尺寸滿足規(guī)范要求。

（3）根據工藝要求，在箱體內部增設工藝隔板，增強箱體剛度。

（4）構件最終完成后，對構件總長度、截面尺寸、彎曲度、扭度，牛腿及孔位全面檢查。

（4）焊接應力對結構是不利的，尤其是厚板焊接，根據板厚采取焊前預熱，焊后保溫的措施減小焊縫應力，對特別重要的焊縫或設計有要求的焊縫，采取焊后熱處理消除焊接應力。

3 建筑鋼結構施工措施及質量控制

（1）建筑通常位于城市中心區(qū)，施工材料用量大，施工場地狹小，為便于場地周轉，鋼構件進場計劃必須作為一個重點控制，根據現場進度合理制定構件加工發(fā)運計劃，確保構件進場與現場施工順序一致，避免構件現場積壓，實現進場的構件及時吊裝。

（2）鋼構件合理分段直接關系到后續(xù)運輸及吊裝，在施工技術準備階段應重點控制，在設計階段應充分熟悉垂直運輸設備的性能參數，根據起重設備的吊重，并結合運輸車輛的載重對構件分段，構件分段后的重量嚴禁超出起重設備的吊重能力，構件長度和寬度不宜超出運輸車輛的限制。構件分段位置應考慮現場焊接的可行性，確保現場無障礙焊接。

（3）建筑施工，通常鋼結構和鋼筋、模板，幕墻等工種交叉施工，施工作業(yè)面有限，如何在有限的作業(yè)面上有效穿插施工是一個難點。針對作業(yè)場地特點：（1）根據作業(yè)面的實際狀況，制作移動的作業(yè)設備工具箱，以便施工設備隨作業(yè)點整體移動;（2）掌控好施工窗口時間，鋼柱在模板鋪設后緊跟安排吊裝焊接，并及時組織驗收，以便為后續(xù)作業(yè)提供工作面;（3）依據工作面情況合理安排施工人員，在最有利的時間窗口內完成節(jié)點施工。

（4）建筑的建筑高度往往超過100m，甚至超過600m或更高，對施工測量精度要求極高，精準的測量控制是施工的重點。施工前，對給定的坐標復查，對儀器進行計量校準，確保儀器的精度，并編制測量專項方案，準確建立一級控制網，二級控制網，并根據需求增加輔助坐標點。為消除施工過程中的累計誤差，必須對每節(jié)鋼柱的標高、坐標、垂直度、扭曲度測定，尤其是造型復雜的鋼構件，應在構件上布置測控點，采用三維坐標法控制安裝精度。

（5）考慮到高層建筑的構件單體較重，重則會超過50t，吊裝必須按照安全規(guī)范要求選用鋼絲繩，鋼絲繩應無斷絲、無死折，吊裝時，鋼絲繩水平夾角應大于60°。吊裝前在構件上標定出安裝方向，在構件上設置控位纜風繩。為便于構件就位，在下節(jié)柱兩個相鄰側面設置導向擋板。鋼柱就位后用連接板連接固定，并調整垂直度，扭度及標高，校正完成后及時焊接固定構件。

（6）鋼構件間現場連接多為焊接連接，焊縫質量等級要求高，現場焊接作業(yè)環(huán)境差，如何保證焊縫質量是施工的一個重點，針對高空焊接的特點，采取如下措施保證焊縫質量：現場用焊絲存放在干燥通風的倉庫，焊工必須持證上崗，銹蝕的焊絲不得使用。焊絲使用前進行力學性能復檢，合格后方能使用。焊接前，根據實際的節(jié)點形式進行現場焊接工藝評定試驗，并根據焊接工藝評定編制焊接工藝指導文件，焊接操作必須按照焊接工藝文件規(guī)定的電流、電壓、速度施焊，并按照要求預熱，層間溫度不應超過220℃。對鋼柱焊接先焊接翼緣板，后焊接腹板，翼緣板應2人同時對稱焊接，采取小電流，多道焊接，每道焊縫厚度不宜大于6mm，以減小焊接變形。當風速度大于2m/s時，需搭設防風棚，雨天嚴禁焊接作業(yè)，如特殊情況需在雨天焊接時，必須設置遮雨布。當氣溫低于0℃時，焊縫區(qū)需加熱到20℃或規(guī)定的最低預熱溫度后焊接，當溫度低于-10℃時，必須進行相應的環(huán)境下工藝評定試驗，試驗合格后方能焊接。

（9）結構節(jié)點

通常來說，鋼結構節(jié)點設計主要包括鉸接、剛接、半剛接三個方面。在建筑設計過程中，通過對這三種節(jié)點設計方式的合理應用，能夠使建筑工程的結構發(fā)生合理變化。在節(jié)點設計過程中應當注重以下幾項內容：

（1）焊接。對于焊接焊縫的形式和尺寸等各項內容，應當進行強制固定，并且要嚴格遵守，同時采用的焊條要與金屬材質相符，確保節(jié)點的合理性。

（2）栓接。加強對高強螺栓的應用，

（3）連接板。在具體作業(yè)過程中，可以取梁復板的厚度，增加4.0mm，然后再對靜截面抗剪進行驗算。

（4）梁腹板。應驗算栓孔處腹板的凈截面抗剪。承壓型高強螺栓連接還需驗算孔壁局部承壓。

4 結語

建筑鋼結構施工技術復雜，測量難度高，焊接量大，焊縫質量要求高，施工周期長，施工部署難度大。針對建筑鋼結構施工的這些實際特點，預先對施工重點、難點進行分析，并制定出針對性的解決措施方案，在很大程度可以提高工程施工質量，節(jié)約施工資源投入，提高施工效率，縮短施工工期，確保工程質量。

參考文獻：

[1]中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設部.鋼結構焊接規(guī)范.中國建筑工業(yè)出版社，2011.

[2]中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設部.鋼結構工程施工規(guī)范.中國建筑工業(yè)出版社，2012.

（作者身份證號碼：411422199012053010）