浙江省省直建筑设计院(临安分院)310000
摘要:钢结构以质量轻、抗震性能好、强度高、塑性韧性好,施工速度快等优点在工业厂房、高层住宅、豪华写字楼等项目广泛应用,钢结构的设计、制作、安装存在的现实问题应引起足够的重视,否则将给工程质量留下隐患,现结合自己的经验,对钢结构工程的实际情况和现行有关规范进行讨论,并提出相应的预防措施。
关键词:钢结构;施工;通病;预防措施
一、钢结构工程设计过程存在的问题及预防措施
(一)设计图纸中经常出现以下一些问题:
1、设计图纸应用规范不齐全、不正确。如有的设计说明使用了过时的、已经废止的标准;有的材料牌号、等级不全、高强螺栓、普通螺栓和焊接连接点的标记不明确或未显示。对各类高强螺栓、普通螺栓、栓钉、拉铆钉及其垫圈的规格、型号、性能没有具体标明,而这些均已列入了钢结构施工质量验收规范,并作为强制性条文要求,如果设计图纸未加说明,施工和验收就缺乏依据,造成盲目施工和无法验收的后果。
2、设计总说明未写明工程的安全等级和使用年限。工程的安全等级不同,对焊接等施工检查要求也不同。安全等级为一级的,一、二级焊缝的焊接材料必须复试;安全等级为二级的,一级焊缝的焊接材料必须复试,二级焊缝的焊接材料就不一定需要复试。
3、钢材的材质等级,高强度螺栓的摩试要求不明确。有的设计图纸只写Q235或Q345,不写等级A或B,有的不提摩擦面试验要求,也未明确不作摩试要求,施工单位无所适从。有的施工单位在采购材料后,再让设计院认可,这是对工程质量采取随意性的处理,极为不妥。
4、施工图未注明焊接的坡口形式,焊缝间隙、钝边坡口角度、是否单面焊等。有的施工图,对不同板厚的拼接焊未按规范要求开斜坡,局部应力线过分集中,违反国家技术规范,质量验收往往通不过,又造成无法弥补的缺陷。
5、施工图未注明除锈等级要求。对油漆(涂料)的品牌、材质、漆膜厚度也没有要求,这样,工程施工和验收就没有依据。
(二)设计阶段预防措施
作为施工单位,取得施工图以后,一定要组织有经验的技术人员进行图纸会审,看看应用规范有没有问题;节点图有没有表述清楚;强制性条文所要求的内容在设计总说明中有没有显示,各种材料的规格、型号、性能、等级、施工的质量要求和工程的安全等级有没有明确;节点设计是否合理;施工中有没有不可逾越的难度等,都要向设计单位预先提出。设计图纸的完善,是确保施工质量的前提条件。
二、钢结构制作过程存在的问题及预防措施
(一)钢结构制作存在的问题
1、在切割、下料时,翼缘板尺寸宽窄不一,造成H型钢与牛腿的尺寸不一致,与牛腿联系的钢梁上下翼缘板错位约一个板厚;切割边缘有较深的切痕,板边有明显的凹陷,或有较深的锯齿印,切割粗糙度超标,拼板边缘切割不垂直度,拼接错边等超标。
2、在组装时,焊接H钢无组装胎架,造成H型钢高度尺寸有偏差,腹板偏中心;翼腹板对接后,焊缝未矫平,有明显凹凸;轻钢腹板不平整,组装前未矫正。
3、在焊接方面,轻钢焊接H型钢翼板开料后再拼接,焊缝未安装引熄弧板,造成焊缝不饱满,边缘有凹坑未熔合等,与母材不齐平;柱脚、牛腿的焊脚尺寸小于设计图纸的规定,角焊缝塌边现象严重,收弧处普遍低于母材,气孔较多;使用CO2焊的焊缝成形差,宽窄不一致,高低不一致,忽大忽小;手工焊焊缝不直,宽窄不一,咬边现象严重;焊渣飞溅未清除干净。
4、在钻孔方面,事前未很好会审图纸,在该开单排孔的地方,开了双排孔,结果未补孔就留存在构件上。如柱与牛腿连接处的H型钢为双排孔,而大梁与次梁相同规格的H型钢为单排孔,但开孔时都开了双排孔,安装后影响了强度和外观质量。
5、总装过程中,钢柱牛腿与H型钢梁连接处上下错位,左右错位,未控制好尺寸。
6、除锈与油漆方面:除锈马虎,未达到等级要求,油漆不久就出现返锈、剥落;漆膜厚度不均匀,阳面厚度普遍超厚,可达250μm,但阴面往往在90μm左右(室内漆膜厚度规定为125μm);油漆前杂质未清除干净,污物多,高低不平,流挂现象较普遍。
7、在构件运输和堆放过程中,无搁置件垫平堆放,而是随意卸车,杂乱堆放,甚至让构件埋入泥堆水沟中,造成构件变形、碰伤和污染。
8、构件出厂时,钢柱、钢梁的中心线标记未标示,相当普遍,给安装施工矫正检测带来困难。
9、翼腹板拼接长度不符合要求。如翼板拼接长度不应小于翼板宽度的2倍,翼缘板与腹板拼接焊缝应错开200mm以上,腹板拼接长度不小于600mm。但实际往往未达到上述要求。
(二)制作阶段的预防措施
板制H型钢的尺寸要严格控制,最好相应从整根H型钢截取,防止牛腿高差错位。严格工艺。H型钢组装时,应有组装胎架。如系组立机组装,也应随时检查调整。钢板应整张大板拼接,采用埋弧焊焊接改善焊缝质量,既省时又省料。切割应提高操作技能和参数正确,防止割缝、啃边、塌边、熄火、粗糙度过大等。除锈质量尽可能采用抛丸或冲砂处理样板对比检查,使油漆后粘合良好,粗糙度合适利于摩擦系数的保证。严控油漆厚度,不能忽厚忽薄,防止阴面构件小于标准的油漆厚度,油漆过厚超过125μm,会增加较大的费用,造成无谓浪费。构件拼接时,排版要按规范要求,控制好拼接长度,防止过短拼接,尽量避免构件端面板的拼缝间隙。拼制H型钢,应注意矫正质量,控制角变形值和平整度。构件油漆后应标注构件中心线标记,构件超过20吨应标注起重点标记。构件在运输与场地堆放时,应有搁置件垫平堆放,防止构件变形,碰伤和污染。
三、钢结构工程安装过程存在的问题及预防措施
(一)钢结构安装存在的问题
1、钢柱安装时违反操作规程,象蜡烛一样一根根单插起来,当天又无法形成稳固的框架单元,大风一来,造成倒塌。这样的安全事故多次出现,应绝对避免。
2、单位无安装工艺,安装构件无顺序。如有一展厅,建筑面积6000平方米,共4层。构件已全部安装到顶,但主钢柱仍没有进行焊接固定,而边上的辅助小钢柱已全部焊完了。又如,钢柱安装完毕后,应尽快把钢柱底部的垫块垫平焊牢,然后用细石密实。但有的工地彩钢板已开始安装,柱脚却没有封闭。
3、锚固螺栓高低不一,柱脚平面事先未测,预埋时移位,形成柱偏位,应先测后埋。
4、安装高强度螺栓,较多的出现以下一些问题:露牙不足,甚至低于螺母;螺栓未拧紧,扭剪型的未拧断梅花头,大六角的没有初拧终拧标记;安装时摩擦面的防护纸未撕掉;高强螺栓作临时固定用,安装后48小时内未漆封;未做扭矩与轴力复试,紧固力矩未按规定计算;摩擦系数试验不到位,有的不做,有的只做一组。拉杆螺栓不拧紧,拉杆不直,腰园孔未用大垫圈,造成螺母与母材接触面太小,极易穿孔。
5、现场焊缝普遍不到位。如刚性连接衬垫焊间隙太小,无法焊透,结果垫板手一拉就掉;衬垫板规格不符合要求,甚至用钢筋代替;焊缝的成形不好,高低不平,宽窄不一,飞溅、焊瘤未清除,咬肉、气孔较多;弧头弧尾不加引熄弧板,出现凹陷等等。
6、图纸会审不仔细,造成安装质量缺陷。如设计图纸未注明在吊车梁翼板上钻孔,施工单位也未提出,结果在安装轨道时采用焊接,造成吊车梁下挠。违反强制性条文中有关吊车梁不允许下挠的规定。
7、围护彩钢板拼缝不密贴,收边不良,“鼻孔”未封堵,影响对雨水的防渗漏和美观。
(二)安装阶段的预防措施
安装构件时应严格按安装工艺顺序进行,当天应形成稳固的框架单元,当不能形成时,应加缆风绳固定,防止出现倒坍事故。钢构件柱、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。高强螺栓要把好扭矩系数和紧固轴力的复试,分别做好制作与安装摩擦面的抗滑移系数。安装高强螺栓控制好施工扭矩,露牙长度2-3扣,不允许高强螺栓当作临时固定螺栓使用,高强螺栓终拧必须在48小时内完成。加强安装现场焊接质量控制,尽可能选择具有较高水平的焊工焊接,提高焊接质量。
钢结构工程的质量关系到人们的日常生活和生命、财产安全。要从设计入手源头控制,制作、安装过程每一个环节重视质量,加强控制,遵守施工程序和操作规程,坚持质量标准,严格管理,采取有效的预防措施,努力克钢结构工程存在的质量问题,将这一新型结构不断创新、改善。
参考文献
[1]李惠民.土木工程施工技术[M],中国计划出版社,2002年
[2]张仁礼.建筑工程材料[M],中国矿业大学,2000年
[3]贾宏俊.建筑工程管理[M],山东科学技术出版社,2004年
[4]韩钦生.钢结构住宅建设热点[J]中国建设报2001.7.12