钢结构加工制作的质量控制

李喜军

(同煤集团烯烃项目筹备处，山西大同 037003)

随着我国钢产量的不断提高，经济的不断发展，对绿色环保型建筑的不断要求，钢材应用于建筑主体结构成为历史发展的必然趋势。我国正在加速发展钢结构产业化进程，发展以标准化、系列化、通用化，以专业化、社会化生产和商品化供应为基本方向的产业现代化体制。国家建设部和中国工程建设标准化协会正在组织研制和开发钢结构的建筑体系的结构选型，新型围护结构与隔断体系以及钢结构构件及配件，结构体系设计与施工技术，编制相应的设计与施工技术规范和规程。可以预见，不远的将来钢结构的发展和应用会有新的飞跃。

目前经国内广泛研究、实验分析，钢结构具有独特的优势，与其他通用体系相比，其主要特点是:1)钢结构自重轻，可减轻建筑物的重量约30%，可降低地基基础的造价，同时方便运输、吊装。2)建筑钢材强度高、塑性韧性好，适用于建筑跨度大、高度高、承载重的结构，有利于建设高层，特别是在地质承载力低的地方和地震烈度较高的地方，其综合经济效益优于一般建筑体系。3)钢结构密闭性好，布置灵活，开间大，使房型丰富，约可提高建筑面积3%～5%。具有充分的灵活性、可改性和安全性，有利于满足现代经济需要，适应现代的市场需求。4)可以工厂化生产，更易实现工业化、定型化、批量化生产，提高劳动生产率。5)施工周期大大缩短。据研究，钢结构建筑施工周期比混凝土建筑施工周期可缩短一半，减少了工作量，且其节能指标可达50%，属环保型绿色建筑体系。本文以同煤集团洗煤厂钢结构主厂房工程为例，介绍了钢结构安装制作中值得注意的几个问题及其相应对策，而钢结构主厂房主要是由H型钢柱、屋面梁、斜支撑、C型钢等构成。这些加工件在车间制作中都存在焊接变形，如果焊接变形不予以矫正，就影响结构安装，不能保证工程的安全、质量。

1 加工制作

焊条应与焊接钢材相适应，一般为Q235钢材采用E43型焊条(E4300-E4328);Q345钢材采用E50型焊条(E5000-E5048);Q390钢材和Q420钢材采用E55型焊条(E5500-E5528);不同钢种的钢材焊接时，宜采用低组配方案，宜采用低强度钢材相适应的焊条。钢结构制作过程中，先进的设备是保证质量的前提，所以采用埋弧焊工艺，由于电弧热量集中，熔深大，适用于厚板的焊接，采用自动或半自动操作，焊接时工艺条件稳定，焊接化学成分均匀，故形成的焊缝质量好，焊件变形小;同时，高的焊速也减小了热影响区的范围。质量检验控制:焊接缺陷，常见的有裂纹、焊瘤、烧穿、弧坑、气孔、夹渣、咬边、未熔合和未焊透，焊缝缺陷的存在将削弱焊缝的受力面积，在缺陷处引起应力集中，所以对连接的强度、冲击韧性及冷弯性能等产生不利的影响，因此焊缝的质量检验极为重要。质量的检验一般分为外观检查及内部无损探伤，实际制作中，按照《钢结构工程施工质量验收规范》的要求，在工件施焊时，检查焊接材料使用是否正确、焊前准备是否到位、焊接工艺条件是否满足、工人是否持证有效、焊接规范是否合适等;对接焊缝:对一、二类焊缝表面质量一般100%进行检查签证;全焊透角焊缝和贴角焊缝进行抽检;对主要部位进行3%的超声波探伤检验，来保证焊接质量。钢结构在焊接过程中，由于不均匀的加热和冷却，在焊接区的纵向和横向收缩时，势必导致构件产生局部鼓曲、弯曲、歪曲、扭转等现象。通常一个构件会发生好几种变形，在实际加工制作中必须严格控制，以免影响构件在正常使用条件下的承载能力。在实际制作中采用机械液压固定焊接和火焰矫正工艺，对构件的变形进行矫正。

1.1 工艺上的措施

1)采用合理的施焊次序;2)采用反变形;3)对于小尺寸焊件，焊前预热，或焊后回火加热至600℃左右，然后缓慢冷却，可以消除焊接应力和焊接变形。

1.2 矫正质量控制

1)整体施焊构件，利用机械液压胎具进行定位，检查外观尺寸符合设计规范要求后，方可进行焊接，以保证成品构件满足质量要求。2)对于构件局部变形，采用火焰矫正。在局部加热中，严格控制火焰温度，否则引起母材金属变脆，影响冲击韧性，不应在同一位置反复加热，加热过程中不要进行浇水。这两点是火焰矫正的一般原则。

2 安装

进入施工安装现场后的钢结构构件，在运输和吊装中，还会发生构件变形的问题，造成构件的连接接触面无法满足设计规范的要求(设计要求两构件顶紧的节点接触面的面积不得小于70%)，很多钢结构构件还存在露天堆放的问题，由于天气的原因，环境的影响，使钢结构构件受潮，对有工艺要求的连接接触面，在构件喷砂除锈后，又产生浮锈或锈斑，影响构件接触面抗滑移系数，虽然施工现场进行了除锈处理，但很难保证符合设计要求。

钢结构高强度螺栓连接副的安装，要严格控制高强度螺栓质量和规格必须是同一批次，不得混合乱用，施工顺序分为初拧、终拧两部分，利用扭矩扳手或专用的定扭电动扳手进行操作，对于高强度大六角螺栓连接副终拧完成1 h后，48 h内进行终拧扭矩检查。由于施工安装环境的局限性，存在质量检查不到位的情况。

质量的控制:1)对进入施工安装现场的钢结构构件进行分类堆放，做好成品保护措施，对构件连接的接触面用塑料布进行包裹防止接触面受潮生锈。2)提高施工作业人员的专业素质，加强技术交底工作，落实到每个操作人员中，并签字记录。3)钢结构工程在实际安装过程中采用扭剪型高强度螺栓连接副进行连接，更便于现场的检查及质量的控制，有利于保证工程的质量。

3 结语

随着我国建筑技术的不断发展，钢结构的使用也越来越广泛。可以预言，21世纪将是钢结构快速发展时期，长期以来，由混凝土结构、砌体结构一统天下的格局将被打破，从事钢结构制造、施工的企业前景一定宽阔，钢结构工程未来发展道路一定是可观的、广阔的。

［1］ 戴国欣.钢结构［M］.武汉:武汉理工大学出版社，2007.

［2］ GB 50300-2001，建筑工程施工质量验收规范［S］.

［3］ 侯美林.钢结构施工质量通病及预防措施［J］.山西建筑，2012，38(8):235-236.