多高層鋼結(jié)構(gòu)安裝質(zhì)量控制要點(diǎn)

賴雪平

摘 要：我國民用現(xiàn)代高層建筑鋼結(jié)構(gòu)自20世紀(jì)80年代中期起步[1]，經(jīng)過幾十年的飛速發(fā)展現(xiàn)在已經(jīng)是建筑行業(yè)的主流。鋼結(jié)構(gòu)建筑因其在環(huán)保、節(jié)能、高效等方面的明顯優(yōu)勢，21世紀(jì)的應(yīng)用必將更加廣泛。雖然鋼結(jié)構(gòu)工程的建設(shè)已屬普遍現(xiàn)象，然而針對每個(gè)項(xiàng)目的質(zhì)量管理，經(jīng)常由于缺乏專業(yè)的鋼結(jié)構(gòu)工程師而達(dá)不到理想的目標(biāo)。特別是鋼結(jié)構(gòu)工程的現(xiàn)場安裝，因?yàn)槭┕がF(xiàn)場的條件限制，質(zhì)量控制更加困難。

關(guān)鍵詞：鋼結(jié)構(gòu)；質(zhì)量控制；質(zhì)量檢查

鋼結(jié)構(gòu)安裝工程中，安裝計(jì)劃的優(yōu)劣、安裝方案是否可行、安裝人員素質(zhì)、機(jī)械設(shè)備配置等等因素都會(huì)影響到工程質(zhì)量。鋼結(jié)構(gòu)工程的工廠化決定了它在安裝工程中質(zhì)量控制相對簡明的特點(diǎn)，歸納起來講質(zhì)量控制的重點(diǎn)主要是兩個(gè)方面：①構(gòu)件、結(jié)構(gòu)的幾何尺寸檢查；②現(xiàn)場連接檢查。

1 構(gòu)件、結(jié)構(gòu)的幾何尺寸檢查

1.1 構(gòu)件的幾何尺寸檢查

鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件進(jìn)場后，開始安裝之前對其進(jìn)行幾何尺寸檢查是鋼結(jié)構(gòu)安裝質(zhì)量控制的第一步?？v然，每支鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件在出廠之前都經(jīng)過嚴(yán)格的QC過程，然而百密一疏難免有質(zhì)量檢查的疏漏之處，加上鋼構(gòu)件從廠家到施工現(xiàn)場路途一般較遠(yuǎn)，運(yùn)輸、裝卸產(chǎn)生變形情況時(shí)有發(fā)生。以下表格例舉部分有代表性的構(gòu)件尺寸檢查內(nèi)容。

1.2 結(jié)構(gòu)的幾何尺寸檢查

鋼結(jié)構(gòu)安裝，特別是多、高層鋼結(jié)構(gòu)安裝第一節(jié)柱一般以地腳螺栓固定，地腳螺栓的安裝精度要求相對較為寬松，然而安裝前對鋼結(jié)構(gòu)定位軸線和柱子定位軸線要求非常精確，鋼結(jié)構(gòu)定位軸線的允許偏差為：L/20000，柱子定位軸線的允許偏差為：1.0mm。鋼結(jié)構(gòu)安裝調(diào)整時(shí)，即螺栓最后緊固或焊接之前，需要利用臨時(shí)螺栓進(jìn)行臨時(shí)固定，臨時(shí)螺栓固定的檢查被很多人所忽視，數(shù)量達(dá)不到要求或者緊固的力矩不夠，最后導(dǎo)致焊接后結(jié)構(gòu)的整體變形造成質(zhì)量事故。

焊接前，應(yīng)對校正好的該節(jié)柱的框架（含支撐）結(jié)構(gòu)整體的幾何尺寸進(jìn)行檢查，未達(dá)到規(guī)范和設(shè)計(jì)要求的柱、梁結(jié)構(gòu)要求重新校正、調(diào)整，直至達(dá)到要求后方能開始焊接。焊接后，考慮到焊接應(yīng)力可能產(chǎn)生一定的變形，對原框架結(jié)構(gòu)整體的幾何尺寸有必要進(jìn)行復(fù)查。部分具體要求如表2。

2 現(xiàn)場連接

2.1 高強(qiáng)度螺栓連接

高強(qiáng)度螺栓連接分為摩擦型連接和承壓型連接兩種方式，現(xiàn)階段多高層鋼結(jié)構(gòu)在連接設(shè)計(jì)時(shí)一般考慮摩擦型連接方式?？辜暨B接中，一個(gè)高強(qiáng)度螺栓的受剪承載力設(shè)計(jì)值Nbv應(yīng)按下式計(jì)算：

從計(jì)算公式不難看出，高強(qiáng)度螺栓摩擦連接中重要的是確保摩擦面的良好狀態(tài)，以及施加規(guī)定的螺栓頂緊力[4]。因此，現(xiàn)場施工時(shí)應(yīng)注重對已處理好的摩擦面的保護(hù)。螺栓頂緊力是否滿足要求，主要檢查螺栓的緊固扭矩是否達(dá)到設(shè)定值，對現(xiàn)階段廣泛使用的大六角高強(qiáng)度螺栓和扭剪型高強(qiáng)度螺栓有不同的檢查方法。大六角高強(qiáng)度螺栓主要運(yùn)用扭矩法檢查，扭剪型高強(qiáng)度螺栓通過目測頭部螺桿是否剪斷檢查。同時(shí)，嚴(yán)格執(zhí)行初擰、終擰兩道手續(xù)，同一節(jié)點(diǎn)螺栓按合理順序施工，保證終擰扭矩達(dá)到理想要求。

另外，由于國內(nèi)高強(qiáng)度螺栓生產(chǎn)質(zhì)量的不穩(wěn)定性，對于高強(qiáng)度螺栓連接副本身的質(zhì)量應(yīng)嚴(yán)格按批次抽查，抽查的項(xiàng)目按《鋼結(jié)構(gòu)高強(qiáng)度螺栓連接的設(shè)計(jì)、施工及驗(yàn)收規(guī)程》要求，不合格批次產(chǎn)品嚴(yán)禁使用。

2.2 焊接連接

焊接連接是多高層鋼結(jié)構(gòu)質(zhì)量控制中的重中之重，一般柱-柱、梁-柱節(jié)點(diǎn)都是通過焊接連接形成框架整體，焊接質(zhì)量的好壞決定了鋼結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量的優(yōu)劣。焊接質(zhì)量的影響因素很多，控制起來相當(dāng)困難，下面即從：人、機(jī)、料、方法、檢測、環(huán)境各方面展開分析。

人的因素。焊工是焊接工程的實(shí)施者，焊工水平的好壞決定了焊接質(zhì)量的好壞。凡從事建筑鋼結(jié)構(gòu)制作和安裝施工的焊工，應(yīng)進(jìn)行理論知識(shí)考試和操作技能考試[5]，只有通過相應(yīng)考試的焊工才具備上崗資格，這是保證焊接工程質(zhì)量的先決條件。同時(shí)，實(shí)際施工的焊縫類型和焊接位置必須和考試認(rèn)可的范圍相符合，不能擅自超出范圍焊接。

機(jī)的因素。焊接選用的設(shè)備應(yīng)和焊接工藝評定所用設(shè)備性能一致，保證能滿足工藝評定要求的各焊接參數(shù)。

料的因素。焊接材料選擇應(yīng)按照母材的強(qiáng)度等級及性能，對一般結(jié)構(gòu)鋼選擇相應(yīng)強(qiáng)度等級的焊材即可；若母材含碳或硫、磷等雜質(zhì)較高時(shí)，應(yīng)選用抗裂性較好的焊材；若焊件承受動(dòng)荷載或沖擊荷載的，宜采用低氫型焊材。

檢測的因素。焊接工程的檢查和測量應(yīng)突破焊后檢查的束縛，建立焊前、焊中、焊后三步檢查的制度才能有效確保焊接質(zhì)量。焊前主要應(yīng)檢查環(huán)境、材料器具狀態(tài)、拼裝后的幾何尺寸、預(yù)熱情況等等；焊中應(yīng)檢查各焊接參數(shù)是否符合工藝評定要求、層間焊渣清除、層間溫度等等；焊后主要檢查外觀缺陷、幾何尺寸是否符合規(guī)范要求、內(nèi)部缺陷檢測、引弧飛濺的處理等等。

環(huán)境的因素。環(huán)境因素中的風(fēng)和雨對焊接工程質(zhì)量的影響很大，特別是氣體保護(hù)焊在風(fēng)速達(dá)到2m/s以上時(shí)，即應(yīng)采取保護(hù)措施。雨天應(yīng)嚴(yán)禁焊接作業(yè)。

3 結(jié) 語

除此之外，在鋼結(jié)構(gòu)工程中容易被人們忽視的一點(diǎn)是栓釘焊接工程的質(zhì)量控制。栓釘焊接質(zhì)量良好可以有效提高鋼梁上翼緣的抗壓失穩(wěn)承載力如圖1（鋼梁受壓區(qū)域示意圖）所示。當(dāng)然，建立完善的質(zhì)量保證體系和質(zhì)量責(zé)任制度才是實(shí)現(xiàn)質(zhì)量目標(biāo)的最根本條件。

參考文獻(xiàn)

[1]中國建筑學(xué)會(huì).建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報(bào)[J].建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報(bào)編輯部，1997，02.

[2]中國建筑技術(shù)研究院.高層民用建筑鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程[S].中國建筑工業(yè)出版社，1998，11.

[3]中國人民共和國建設(shè)部.鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范[S].中國計(jì)劃出版社，2002，01.

[4]日本鋼結(jié)構(gòu)協(xié)會(huì).鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)總覽[S].中國建筑工業(yè)出版社，2003，10.

[5]中國人民共和國建設(shè)部.建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)規(guī)程[S].中國建筑工業(yè)出版社，2003，11.