钢结构设计及施工质量控制

【导读】 随着钢结构工程的大力建设，钢结构施工要求越来越严，其施工质量的好坏关系工程最终的质量。下面整理了钢结构工程的相关要点，一起来看看吧。

一、钢结构设计要点

1.结构布置要点

（1）力学模型清晰。尽可能限制大荷载或移动荷载的影响范围，使其以最直接的线路传递到基础。柱间抗侧支撑的分布应均匀。其形心要尽量靠近侧向力(风震)的作用线。否则应考虑结构的扭转。结构的抗侧应有多道防线， 比如有支撑框架结构，柱子至少应能单独承受1/4的总水平力。

（2）框架结构的楼层平面次梁的布置，有时可以调整其荷载传递方向以满足不同的要求。通常为了减小截面沿短向布置次梁，但这会使主梁截面加大，减少了楼层净高，顶层边柱也有时会难以支撑。

2.预估截面

（1）钢梁可选择槽钢、轧制或焊接H型钢截面等。根据荷载与支座情况，其截面高度通常在跨度的1/50～1/20之间选择。翼缘宽度根据梁间侧向支撑的间距按l/b限值确定时，可回避钢梁的整体稳定的复杂计算，这种方法很受欢迎。确定了截面高度和翼缘宽度后，其板件厚度可按规范中局部稳定的构造规定预估。

（2）柱截面按长细比预估。通常50<λ<150，简单选择值在100附近。根据轴心受压、双向受弯或单向受弯的不同，可选择钢管或H型钢截面等。

（3）对应不同的结构，规范中对截面的构造要求有很大的不同。

（4）构件截面形式的选择没有固定的要求，结构工程师应该根据构件的受力情况，合理地选择安全经济美观的截面。

3.材料选择

材料选择比较常用的是Q235和Q355。通常主结构使用单一钢种以便于工程管理。从经济方面考虑，也可以选择不同强度钢材的组合截面。当强度起控制作用时，可选择Q355；稳定控制时，宜使用Q235。

4.节点设计

（1）焊接。焊接设计中不得任意加大焊缝。焊缝的重心应尽量与被连接构件重心接近。其他详细内容可查规范关于焊缝构造方面的规定。

（2）连接板。连接板可简单取其厚度为梁腹板厚度加4mm。然后验算净截面抗剪等。

（3）梁腹板。梁腹板应验算栓孔处腹板的净截面抗剪。承压型高强螺栓连接还需验算孔壁局部承压。

二、钢结构施工质量控制要点

1.预埋螺栓的质量控制

（1）施工基础预埋螺栓时首先熟悉图纸，了解图纸的意图，应制作安装模板。

（2）预埋螺栓用安装模板及钢筋定位在柱的主筋和模板上，保证预埋螺栓不受土建浇筑混凝土施工而移位。

（3）控制螺栓之间的间距、高低可控制在允许的误差范围内；保护好螺栓丝扣在混凝土浇筑时不被损坏。

（4）土建工程完工后，用经纬仪和水准仪对地脚螺栓的标高、轴线进行复查，并做好记录，交下一道工序验收。

2.构件制作质量控制

钢结构工程的施工通常要经过工厂制作和现场安装两个阶段。

钢结构一般制作工艺流程分为：放样→下料→拼板→切割→组立→埋弧焊接→钻孔→组装→矫正成型→铆工零配件下料→制作组装→焊接和焊接检验→防锈处理、涂装、编号→构件验收出厂。

在钢结构制作中，应根据钢结构制作工艺流程，抓住关键工序进行质量控制，如控制关键零件的加工，主要构件的工艺、措施，所采用的加工设备、工艺装备等。

3.焊接工程质量控制

（1）钢结构施焊前，对焊条的合格证要进行检查，按说明书要求使用，焊工必须持证上岗证。

（2）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。

（3）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2次。

4.连接工程质量控制

（1）绑扎搭接时，应根据图纸要求的间距计算好每根柱箍筋数量，并先将箍筋套在下层伸出的搭接筋上，然后立柱子钢筋。

（2）在搭接长度内，钢筋的绑扣应不少于3个，且绑扣应向柱内，以便于箍筋向上移动。

（3）基础底板采用双层钢筋网时，应在上层钢筋网下设置钢筋撑脚或混凝土撑脚，以保证钢筋位置正确。

（4）若柱主筋采用光圆钢筋搭接时，角部弯钩应与模板成45°，中间钢筋的弯钩应与模板成90°角。

（5）现浇柱与基础连接用的插筋连接时，其箍筋应比柱筋小一个直径，以便连接。同时，插筋位置须固定牢靠，以免造成柱轴线偏移。

5.构件安装质量控制

（1）钢结构安装前，应对构件的质量进行检查，构件的永久变形和缺陷超出允许值时，应进行处理。

（2）钢柱安装要检查柱底板下的垫铁是否垫实、垫平，防止柱底板下地脚螺栓失稳。

（3）控制柱是否垂直和有无位移，安装工程中，在结构尚未形成稳定体系前，应采取临时支护措施。

（4）当钢结构安装形成空间固定单元，并进行验收合格后，要求施工单位及时将柱底板和基础顶面的空间用膨胀混凝土二次浇筑密实。

（5）检查钢结构主体结构的垂直度和整体平面弯曲。

6.紧固件连接质量控制

（1）注意高强螺栓摩擦面的加工质量及安装前的保护，防止污染、锈蚀。并在安装前进行高强螺栓摩擦面的抗滑移系数试验、检查高强螺栓出厂证明、批号，对不同批号的高强螺栓定期抽做轴力试验。

（2）高强螺栓安装要求自由穿入，不得敲打和扩孔。因此在钢结构制作时应准备一定的胎架模具以控制其变形，并在构件运输时采取切实可行的固定措施以保证其尺寸稳定性。

（3）钢结构安装过程中板叠接触面应平整，接触面必须大于75%，边缘缝隙不得大于0.8mm。对高强螺栓安装工艺、包括操作顺序、安装方法、紧固顺序、初拧、终拧进行严格控制检查，拧螺栓的扭力扳手应进行标定等。终拧完毕应逐个检查，对欠拧、超拧的应进行补拧或更换。

7.除锈及涂装工程

（1）施工人员要根据图纸要求以及除锈等级采用不同除锈方法。

（2）涂刷工程质量的控制应做到在钢结构涂刷前，涂刷的构件表面不得有焊渣、油污、水和毛刺等异物，涂刷遍数和厚度应符合设计要求。

（3）对涂装材料必须有合格证，防火涂料涂装工程必须由消防部门批准的施工单位施工。

三、钢结构工程注意要点

1.如果有天沟，系杆不能设计到紧贴着柱顶的部位，否则将可能导致无法安装落水管。

2.水平支撑上花篮螺栓位置的布置要合理，不要过于偏离主梁，应该考虑方便安装为主，另外也要考虑一下隅撑的布置位置。

3.不要片面地在檩条的拉条孔上考虑“受拉边、受压边”等因素，打出上下边距不等的孔眼，因为安装时是很容易装反的，结果反而不利。

4.高强螺栓的位置要合理，要考虑扭断器及扭矩扳手的施工空间，不要在安装时，因为空间太小，扭断器及扭矩扳手无法就位等，导致高强螺栓梅花头无法拧断或高强螺栓无法拧紧。

5.高强螺栓连接板如果有可能，尽量采用上下对称的螺栓布置方法。

6.轻钢结构如果有维护砖墙，一定要提前与建设单位及土建施工单位对接好备。

7.抗风柱与钢梁的连接应尽量采用弹簧板连接，因为中间跨的梁安装后下挠比较大，山墙的梁若用螺栓与抗风柱连接，会造成屋面不平。

8.、屋面檩条布置图和钢梁的详图要认真核对。

9.、节点板无加劲肋，有的是设计者也没设计，导致后续焊时，节点板变形。

10.梁柱做系杆连接板时，没有将孔适当外伸，有的地方因为系杆上的连接板太长，导致空间太小，系杆过长放不进去。

11.在有条形窗的檩条安装时尽量采用沉头螺钉。

12.门口上层条形窗与门口上框太近，没有雨篷的位置。

13.窗框上下相邻檩距间的拉条没布置好，拉条端头与窗框发生冲突。

14.应在天沟下涂刷防结露漆，或者喷涂聚氨酯保温层，也可做其他保温处理。