钢结构的特点及质量控制

宋君毅

(山西省第三建筑工程公司，山西 长治 046011)

1 工程概况

长治市汽车客运东站主站房工程位于长治市太行东街与东外环交叉口东北角，整体呈扇形布置。主站房建筑面积为15 500 m2。地下1层，地上3层，建筑高度20.45 m，±0.000标高相当于绝对高程938.45 m。工程结构形式主要为钢筋混凝土框架结构，综合大厅采用CAD设计的钢柱、钢梁和钢网架共同形成的钢结构工程既增加了立体效果和采光效果，又达到了鼓形设计造型效果，合理地利用了空间，满足了工程设计和使用要求。

2 钢结构的发展和特点

2.1 钢结构的发展

钢结构是以钢材制作为主，一般由型钢和钢板通过焊接、螺栓连接或铆接而制成的工程结构。钢结构的发展经历了20世纪50年代～60年代初的初盛时期，60年代中期～70年代末期的低潮时期，80年代至今的发展时期。钢结构具有建筑造型艺术化、工期短、利于抗震等优点，尤其是环保节能这一优势符合我国当前的环保节能政策要求，因此钢结构已经被广泛的应用在建筑行业，并且取得了快速的发展。但是由于钢结构的设计比较复杂以及施工中存在的一些问题，致使钢结构工程的质量还有待提高，因此一定要加强在设计阶段和施工阶段对钢结构的质量控制。

2.2 钢结构的特点

2.2.1 建筑造型艺术化

当今的业主不仅要求建筑物具有完善的使用功能，而且还要求建筑物的外观造型艺术化，特别是有些城市的标志性建筑要求更高，钢结构可以满足建筑与结构一体化，技术与艺术一体化的现代建筑设计要求，达到业主的要求。

2.2.2 环保节能

钢结构是干作业施工，并且建筑材料可以100%回收，其他配套材料也可以大部分回收，因此减少了废弃物对环境造成的污染，符合我国当前环保节能的政策要求。

2.2.3 工期短

钢结构材料单纯并且是成材，加工简便，一般在专业化的金属结构厂做成钢结构构件，因此构件精确度较高。构件可以在工地拼装;也可以采用安设普通螺栓和高强度螺栓;还可以在地面焊接和拼装成较大的单元，然后再进行吊装，因此能有效缩短施工工期。

2.2.4 利于抗震

钢结构属于柔性结构，而且重量轻。钢结构比钢筋混凝土结构轻，因为钢材的比重虽然比混凝土等建筑材料大，但是钢材的强度与比重之比要比混凝土大得多。所以可以有效地降低地震响应以及灾害的影响程度，有利于抗震。

2.2.5 钢结构的缺点

钢结构防火防腐蚀性差，对钢结构的使用寿命和使用安全性造成了很大的影响，因此在设计、施工中要特别注意做好钢结构防火防腐蚀的质量控制。

3 质量控制

3.1 设计方面

3.1.1 设计合理

由于钢结构的节点较多，设计时还要对螺栓、垫板、焊缝的数量和大小、节点的位置和形式、焊缝坡口的形状和尺寸进行计算，设计比较复杂，并且图纸较多，因此一定要保证钢结构的设计合理。设计时尽量使钢结构的构件各部分刚度和焊缝均匀布置，对称设置焊缝，减少交叉和密集的焊缝;选用刚性小的节点形式并尽量把节点的位置设置在构件的对称处;选用合理的坡口形状和尺寸，这样可以有效的防止钢结构构件变形，从而有效的提高钢结构的整体质量。

3.1.2 CAD设计技术

该工程为了更好的提高设计质量，采用了钢结构CAD设计技术。钢结构CAD设计技术不仅提高了钢结构的设计效率和设计质量，同时由于CAD设计技术的三维图形形象并且直观，在钢结构施工过程中，对构件的加工、下料、加工质量的控制等方面具有重要的指导作用。

3.2 施工方面

3.2.1 施工准备

1)组织相关人员进行图纸会审，及时找出图纸中存在的问题，与设计人员沟通并解决问题。

2)对班组施工人员进行技术交底，选择有经验的焊工，必须持有焊工证才能上岗操作。

3)必须严格执行原材料的采购、检验和报验程序。检查焊条的合格证，并要求焊工按说明书要求使用。

4)在温度过低的环境下会造成对焊工操作的不利影响，所以要求焊工操作的环境温度应大于－15℃。

3.2.2 施工顺序

施工时应严格按照施工顺序进行，可以有效的防止构件倒坍、构件变形。构件焊接顺序:先焊主焊缝，后焊次要焊缝;先焊对称部位的焊缝，后焊非对称焊缝;先焊收缩量大的焊缝，后焊收缩量小的焊缝;先焊对接焊缝，后焊角焊缝。构件的安装顺序:先将小型构件组装焊接完毕，然后再进行大型钢结构构件的组装和焊接。

3.2.3 构件安装

安装构件时要严格按施工工艺进行施工，当天要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。

3.2.4 施工机具

大型钢结构一般采用塔式起重机进行安装，施工前要做好施工机具的选择工作。起重机的臂杆长度要满足覆盖面的要求，保证有足够的起重能力，能够满足吊装不同部位钢构件的使用要求。如果使用多机作业，为了防止起重机臂杆之间发生碰撞，起重机臂杆要有足够的高差，保证起重机正常运转。

3.3 防火防腐

3.3.1 施工工艺

钢结构的防火防腐技术对于钢结构的安全性能和耐久性起着极为重要的作用，因此施工中一定要严格按照技术交底、施工工艺进行施工。

施工工艺:钢构件安装→打磨除锈→刷防锈漆→批腻子→修补→刷防火涂料(三遍)。

钢结构构件安装完毕后，除锈前一定要先将钢构件的表面清理干净，然后根据钢构件表面腐蚀情况及施工现场实际情况决定采用手工或机械除锈。无论采用何种方式除锈，都要使钢构件表面光亮、平滑，然后用棉纱或者纱布把打磨下来的锈粉和浮灰清理干净。钢构件的表面不能有水分，如果发现要立即擦干，涂刷防锈漆时要注意涂刷到位，不能把防锈漆涂入钢构件的铆孔内，而且要把钢构件表面刷细、刷满。防锈漆干透后，在钢构件的表面用腻子把缺陷刮平。为了增加腻子的干硬性，可以采用和油漆配套的腻子，即在腻子中加入适量的红丹粉或者厚漆。腻子干燥后如果达不到要求，要进行修补，并打磨平整。最后涂刷三遍防火涂料，施涂时可以采用辊涂，刷涂或者喷涂，一定要保证施工的质量。

3.3.2 防火涂料

采用的防火涂料必须得到消防部门指定的检测机构的认可，施工时必须按要求多道喷涂或涂刷，严格达到设计的防火涂料厚度要求。该工程采用超薄型防火涂料，施工简单，用工少，质量容易保证。超薄型的防火涂料，厚度0.6 mm～2.6 mm，其耐火极限为0.5 h～2.5 h，满足设计防火要求和使用观感要求。

4 结语

通过对钢结构的质量控制，不仅提高了钢结构的施工质量，而且减少了返工，从而减少了返工修复费用，提高了经济效益。钢结构与其他建筑结构相比具有很多优越性，尤其是在重大工程、标志性建筑中使用钢结构不仅具有鲜明的现代感，也充分反映了中国的民族文化。随着我国政府对钢结构产业的支持、科技和管理的不断进步，必将使钢结构迎来更广泛的应用、更快速的发展。

[1] 孙生玉.钢结构焊接中的常见问题探讨[J].中国新技术新产品，2009(2):50-51.

[2] GB 50205-2001，钢结构工程施工质量验收规范[S].