钢结构设计制作要求和施工问题解决方法

中国虽然早期在铁结构方面有的成就，但由于2000多年的封建制度的束缚，科学不发达，因此，长期停留于铁制建筑物的水平。直到19世纪末，我国才开始采用现代化钢结构。新中国成立后，钢结构的应用有了很大的发展，不论在数量上或质量上都远远超过了过去。轻钢结构的楼面由冷弯薄壁型钢架或组合梁、楼面OSB结构板，支撑、连接件等组成。所用的材料是定向刨花板，水泥纤维板，以及胶合板。在这些轻质楼面上每平方米可承受316～365公斤的荷载。
钢结构的加工制作与精密钢结构类似，介于普通结构件（对加工要求不高）与精密机械加工（要求加工较精细）之间，采用焊接或者栓接的连接方式。
钢结构厂类型主要有:用于厂房的排架结构、用于多高层建筑的框架结构、框架一剪力墙结构、框一筒结构，用于大空间的平板网架结构和弯顶网充结构等等。建筑功能不同，采用的结构形式也不同。钢结构设计要执行的技术规范，做到技术先进、经济合理、实用、确保质量。因此在结构设计制作的时候要注意以下要求:
1、根据建筑功能要求，采用相应合理的结构体系。做到技术先进、结构新颖、达到建筑和结构的统一。
2、钢结构(除容器外)多以杆件为主，故杆件尺寸尽可能模数化、标准化，便于机械化制造、运送、安装、提高生产率。
3、采用具有较高经济指标的钢材。
4、钢结构的节点是至关重要的，要采用适当的连接方式，使节点设计与结构计算简化模型相一致。以往的结构破坏绝大多数发生在节点，所以对节点要精心设计，精心施工。采用先进的、可靠的连接方法。
钢结构工程施工过程中的部分问题及解决方法
1、构件的生产制作问题
门式钢架所用的板件很薄，最薄可用到4毫米。多薄板的下料应首选剪切方式而避免用火焰切割。因为用火焰切割会使板边产生很大的波浪变形。目前H型钢的焊接大多数厂家均采用埋弧自动焊或半自动焊。如果控制不好宜发生焊接变形，使构件弯曲或扭曲。
2、柱脚安装问题
（1）预埋件（锚栓）问题现象：整体或布局偏移；标高有误；丝扣未采取保护措施。直接造成钢柱底板螺栓孔不对位，造成丝扣长度不够。
措施：钢结构施工单位协同土建施工单位一起完成预埋件工作，混凝土浇捣之前。必须复核相关尺寸及固定牢固。
（2）锚栓不垂直现象：框架柱柱脚底板水平度差，锚栓不垂直，基础施工后预埋锚栓水平误差偏大。柱子安装后不在一条直线上，东倒西歪，使房屋外观很难看，给钢柱安装带来误差，结构受力受到影响，不符合施工验收规范要求。
措施：锚栓安装应坚持先将底板用下部调整螺栓调平，再用无收缩砂浆二次灌浆填实，国外此法施工。所以锚栓施工时，可采用出钢筋或者角钢等固定锚栓。焊成笼状，完善支撑，或采取其他一些有效措施，避免浇灌基础混凝土时锚栓移一位。
（3）锚栓连接问题现象：柱脚锚栓未拧紧，垫板未与底板焊接；部分未露2～3个丝扣的锚栓。
措施：应采取焊接锚杆与螺帽；在化学锚栓外部，应加厚防火涂料与隔热处理，以防失火时影响锚固性能；应补测基础沉降观测资料。
3、连接问题
（1）高强螺栓连接
1）螺栓装备面不符合要求，造成螺栓不好安装，或者螺栓紧固的程度不符合设计要求。
原因分析：
①表面有浮锈、油污等杂质，螺栓孔璧有毛刺、焊瘤等。
②螺栓安装面虽经处理仍有缺陷。
解决方法：
①高强螺栓表面浮锈、油污以及螺栓孔璧毛病，应逐个清理干净。使用前必须经防锈处理，使拼装用的螺栓，不得在正式拼装时使用。螺栓应由专人保管和发放。
②处理装配面应考虑到施工安装顺序，防止重复进行，并尽量在吊装之前处理。
2）螺栓丝扣损伤，螺杆不能自由旋入螺母，影响螺栓的装配。
原因分析：丝扣严重锈蚀。
解决方法：
①使用前螺栓应进行挑选，清洗除锈后作预配。
②丝扣损伤的螺栓不能做临时螺栓使用，严禁强行打进螺孔。
③预先选配的螺栓组件应按套存放，使用时不得互换。
（2）现场焊缝现象：质量难以保证；设计要求全焊透的一、二级焊缝未采用超声波探伤；楼面主梁与柱未施焊；未采用引弧板施焊。
解决方法：钢结构施焊前，对焊条的合格证进行检查，按设计要求选用焊含条，按说明书和操作规程要求使用焊条，焊缝表面不得有裂纹、焊瘤，一、二级焊缝不得有气孔、夹渣、弧坑裂纹，一级焊缝不得有咬边、未满焊等缺陷，一、二级焊缝按要求进行无损检测，在规定的焊缝及部位要检查焊工的钢印。不合格的焊缝不得擅自处理，定出修改工艺后再处理，同一部位的焊缝返修次数不宜超过两次。
4、钢结构平台安装问题
（1）钢柱底脚有空隙预控措施钢柱吊装前，应严格控制基础标高，测量准确，并按其测量值对基础表面仔细找平；如采用二次灌浆法，在柱脚底板开浇灌孔（兼作排气孔），利用钢垫板将钢柱底部不平处垫平，并预先按设计标高安置好柱脚支座钢板，然后采取二次灌浆。
（2）钢柱位移预控措施浇筑混凝土基础前，应用定型卡盘将预埋螺栓按设计位置卡住，以防浇灌混凝土时发生位移；柱低钢板预留孔应放大样，确定孔位后再作预留孔。
（3）柱垂直偏差过大预控措施钢柱应按计算的吊挂点吊装就位，且必须采用二点以上的吊装方法，吊装时应进行临时固定，以防吊装变形；柱就位后应及时增设临时支撑；对垂直偏差，应在固定前予以修正。
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