多高层钢结构安装质量控制要点

赖雪平

摘 要：我国民用现代高层建筑钢结构自20世纪80年代中期起步[1]，经过几十年的飞速发展现在已经是建筑行业的主流。钢结构建筑因其在环保、节能、高效等方面的明显优势，21世纪的应用必将更加广泛。虽然钢结构工程的建设已属普遍现象，然而针对每个项目的质量管理，经常由于缺乏专业的钢结构工程师而达不到理想的目标。特别是钢结构工程的现场安装，因为施工现场的条件限制，质量控制更加困难。

关键词：钢结构；质量控制；质量检查

钢结构安装工程中，安装计划的优劣、安装方案是否可行、安装人员素质、机械设备配置等等因素都会影响到工程质量。钢结构工程的工厂化决定了它在安装工程中质量控制相对简明的特点，归纳起来讲质量控制的重点主要是两个方面：①构件、结构的几何尺寸检查；②现场连接检查。

1 構件、结构的几何尺寸检查

1.1 构件的几何尺寸检查

钢结构构件进场后，开始安装之前对其进行几何尺寸检查是钢结构安装质量控制的第一步。纵然，每支钢结构构件在出厂之前都经过严格的QC过程，然而百密一疏难免有质量检查的疏漏之处，加上钢构件从厂家到施工现场路途一般较远，运输、装卸产生变形情况时有发生。以下表格例举部分有代表性的构件尺寸检查内容。

1.2 结构的几何尺寸检查

钢结构安装，特别是多、高层钢结构安装第一节柱一般以地脚螺栓固定，地脚螺栓的安装精度要求相对较为宽松，然而安装前对钢结构定位轴线和柱子定位轴线要求非常精确，钢结构定位轴线的允许偏差为：L/20000，柱子定位轴线的允许偏差为：1.0mm。钢结构安装调整时，即螺栓最后紧固或焊接之前，需要利用临时螺栓进行临时固定，临时螺栓固定的检查被很多人所忽视，数量达不到要求或者紧固的力矩不够，最后导致焊接后结构的整体变形造成质量事故。

焊接前，应对校正好的该节柱的框架（含支撑）结构整体的几何尺寸进行检查，未达到规范和设计要求的柱、梁结构要求重新校正、调整，直至达到要求后方能开始焊接。焊接后，考虑到焊接应力可能产生一定的变形，对原框架结构整体的几何尺寸有必要进行复查。部分具体要求如表2。

2 现场连接

2.1 高强度螺栓连接

高强度螺栓连接分为摩擦型连接和承压型连接两种方式，现阶段多高层钢结构在连接设计时一般考虑摩擦型连接方式。抗剪连接中，一个高强度螺栓的受剪承载力设计值Nbv应按下式计算：

从计算公式不难看出，高强度螺栓摩擦连接中重要的是确保摩擦面的良好状态，以及施加规定的螺栓顶紧力[4]。因此，现场施工时应注重对已处理好的摩擦面的保护。螺栓顶紧力是否满足要求，主要检查螺栓的紧固扭矩是否达到设定值，对现阶段广泛使用的大六角高强度螺栓和扭剪型高强度螺栓有不同的检查方法。大六角高强度螺栓主要运用扭矩法检查，扭剪型高强度螺栓通过目测头部螺杆是否剪断检查。同时，严格执行初拧、终拧两道手续，同一节点螺栓按合理顺序施工，保证终拧扭矩达到理想要求。

另外，由于国内高强度螺栓生产质量的不稳定性，对于高强度螺栓连接副本身的质量应严格按批次抽查，抽查的项目按《钢结构高强度螺栓连接的设计、施工及验收规程》要求，不合格批次产品严禁使用。

2.2 焊接连接

焊接连接是多高层钢结构质量控制中的重中之重，一般柱-柱、梁-柱节点都是通过焊接连接形成框架整体，焊接质量的好坏决定了钢结构施工质量的优劣。焊接质量的影响因素很多，控制起来相当困难，下面即从：人、机、料、方法、检测、环境各方面展开分析。

人的因素。焊工是焊接工程的实施者，焊工水平的好坏决定了焊接质量的好坏。凡从事建筑钢结构制作和安装施工的焊工，应进行理论知识考试和操作技能考试[5]，只有通过相应考试的焊工才具备上岗资格，这是保证焊接工程质量的先决条件。同时，实际施工的焊缝类型和焊接位置必须和考试认可的范围相符合，不能擅自超出范围焊接。

机的因素。焊接选用的设备应和焊接工艺评定所用设备性能一致，保证能满足工艺评定要求的各焊接参数。

料的因素。焊接材料选择应按照母材的强度等级及性能，对一般结构钢选择相应强度等级的焊材即可；若母材含碳或硫、磷等杂质较高时，应选用抗裂性较好的焊材；若焊件承受动荷载或冲击荷载的，宜采用低氢型焊材。

检测的因素。焊接工程的检查和测量应突破焊后检查的束缚，建立焊前、焊中、焊后三步检查的制度才能有效确保焊接质量。焊前主要应检查环境、材料器具状态、拼装后的几何尺寸、预热情况等等；焊中应检查各焊接参数是否符合工艺评定要求、层间焊渣清除、层间温度等等；焊后主要检查外观缺陷、几何尺寸是否符合规范要求、内部缺陷检测、引弧飞溅的处理等等。

环境的因素。环境因素中的风和雨对焊接工程质量的影响很大，特别是气体保护焊在风速达到2m/s以上时，即应采取保护措施。雨天应严禁焊接作业。

3 结 语

除此之外，在钢结构工程中容易被人们忽视的一点是栓钉焊接工程的质量控制。栓钉焊接质量良好可以有效提高钢梁上翼缘的抗压失稳承载力如图1（钢梁受压区域示意图）所示。当然，建立完善的质量保证体系和质量责任制度才是实现质量目标的最根本条件。

参考文献

[1]中国建筑学会.建筑结构学报[J].建筑结构学报编辑部，1997，02.

[2]中国建筑技术研究院.高层民用建筑钢结构技术规程[S].中国建筑工业出版社，1998，11.

[3]中国人民共和国建设部.钢结构工程施工质量验收规范[S].中国计划出版社，2002，01.

[4]日本钢结构协会.钢结构技术总览[S].中国建筑工业出版社，2003，10.

[5]中国人民共和国建设部.建筑钢结构焊接技术规程[S].中国建筑工业出版社，2003，11.