多高層鋼結構安裝質量控制要點

賴雪平

摘 要：我國民用現代高層建筑鋼結構自20世紀80年代中期起步[1]，經過幾十年的飛速發展現在已經是建筑行業的主流。鋼結構建筑因其在環保、節能、高效等方面的明顯優勢，21世紀的應用必將更加廣泛。雖然鋼結構工程的建設已屬普遍現象，然而針對每個項目的質量管理，經常由于缺乏專業的鋼結構工程師而達不到理想的目標。特別是鋼結構工程的現場安裝，因為施工現場的條件限制，質量控制更加困難。

關鍵詞：鋼結構；質量控制；質量檢查

鋼結構安裝工程中，安裝計劃的優劣、安裝方案是否可行、安裝人員素質、機械設備配置等等因素都會影響到工程質量。鋼結構工程的工廠化決定了它在安裝工程中質量控制相對簡明的特點，歸納起來講質量控制的重點主要是兩個方面：①構件、結構的幾何尺寸檢查；②現場連接檢查。

1 構件、結構的幾何尺寸檢查

1.1 構件的幾何尺寸檢查

鋼結構構件進場后，開始安裝之前對其進行幾何尺寸檢查是鋼結構安裝質量控制的第一步。縱然，每支鋼結構構件在出廠之前都經過嚴格的QC過程，然而百密一疏難免有質量檢查的疏漏之處，加上鋼構件從廠家到施工現場路途一般較遠，運輸、裝卸產生變形情況時有發生。以下表格例舉部分有代表性的構件尺寸檢查內容。

1.2 結構的幾何尺寸檢查

鋼結構安裝，特別是多、高層鋼結構安裝第一節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，然而安裝前對鋼結構定位軸線和柱子定位軸線要求非常精確，鋼結構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。鋼結構安裝調整時，即螺栓最后緊固或焊接之前，需要利用臨時螺栓進行臨時固定，臨時螺栓固定的檢查被很多人所忽視，數量達不到要求或者緊固的力矩不夠，最后導致焊接后結構的整體變形造成質量事故。

焊接前，應對校正好的該節柱的框架（含支撐）結構整體的幾何尺寸進行檢查，未達到規范和設計要求的柱、梁結構要求重新校正、調整，直至達到要求后方能開始焊接。焊接后，考慮到焊接應力可能產生一定的變形，對原框架結構整體的幾何尺寸有必要進行復查。部分具體要求如表2。

2 現場連接

2.1 高強度螺栓連接

高強度螺栓連接分為摩擦型連接和承壓型連接兩種方式，現階段多高層鋼結構在連接設計時一般考慮摩擦型連接方式。抗剪連接中，一個高強度螺栓的受剪承載力設計值Nbv應按下式計算：

從計算公式不難看出，高強度螺栓摩擦連接中重要的是確保摩擦面的良好狀態，以及施加規定的螺栓頂緊力[4]。因此，現場施工時應注重對已處理好的摩擦面的保護。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到設定值，對現階段廣泛使用的大六角高強度螺栓和扭剪型高強度螺栓有不同的檢查方法。大六角高強度螺栓主要運用扭矩法檢查，扭剪型高強度螺栓通過目測頭部螺桿是否剪斷檢查。同時，嚴格執行初擰、終擰兩道手續，同一節點螺栓按合理順序施工，保證終擰扭矩達到理想要求。

另外，由于國內高強度螺栓生產質量的不穩定性，對于高強度螺栓連接副本身的質量應嚴格按批次抽查，抽查的項目按《鋼結構高強度螺栓連接的設計、施工及驗收規程》要求，不合格批次產品嚴禁使用。

2.2 焊接連接

焊接連接是多高層鋼結構質量控制中的重中之重，一般柱-柱、梁-柱節點都是通過焊接連接形成框架整體，焊接質量的好壞決定了鋼結構施工質量的優劣。焊接質量的影響因素很多，控制起來相當困難，下面即從：人、機、料、方法、檢測、環境各方面展開分析。

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

機的因素。焊接選用的設備應和焊接工藝評定所用設備性能一致，保證能滿足工藝評定要求的各焊接參數。

料的因素。焊接材料選擇應按照母材的強度等級及性能，對一般結構鋼選擇相應強度等級的焊材即可；若母材含碳或硫、磷等雜質較高時，應選用抗裂性較好的焊材；若焊件承受動荷載或沖擊荷載的，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量。焊前主要應檢查環境、材料器具狀態、拼裝后的幾何尺寸、預熱情況等等；焊中應檢查各焊接參數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范要求、內部缺陷檢測、引弧飛濺的處理等等。

環境的因素。環境因素中的風和雨對焊接工程質量的影響很大，特別是氣體保護焊在風速達到2m/s以上時，即應采取保護措施。雨天應嚴禁焊接作業。

3 結 語

除此之外，在鋼結構工程中容易被人們忽視的一點是栓釘焊接工程的質量控制。栓釘焊接質量良好可以有效提高鋼梁上翼緣的抗壓失穩承載力如圖1（鋼梁受壓區域示意圖）所示。當然，建立完善的質量保證體系和質量責任制度才是實現質量目標的最根本條件。

參考文獻

[1]中國建筑學會.建筑結構學報[J].建筑結構學報編輯部，1997，02.

[2]中國建筑技術研究院.高層民用建筑鋼結構技術規程[S].中國建筑工業出版社，1998，11.

[3]中國人民共和國建設部.鋼結構工程施工質量驗收規范[S].中國計劃出版社，2002，01.

[4]日本鋼結構協會.鋼結構技術總覽[S].中國建筑工業出版社，2003，10.

[5]中國人民共和國建設部.建筑鋼結構焊接技術規程[S].中國建筑工業出版社，2003，11.