钢结构培训——吴逸飞

1、钢钢 结结 构构 控控 制制 要要 点点 培培 训训 材材 料料江苏安厦工程项目管理有限公司 监理二部吴逸飞 钢结构简易示意图钢结构简易示意图钢结构的特点及前景钢结构的特点及前景l钢结构的特点：l1、轻质高强l2、塑性、韧性好l3、各向同性、性能稳定l4、可焊性l5、不易渗漏l6、制造简便、施工周期短l7、耐腐蚀性差l8、耐热但不耐火l9、存在稳定性问题l钢结构的前景及应用：l1、重型工业厂房l2、大跨度结构l3、高耸结构l4、高层结构受动力载荷作用的结构l5、可拆卸和移动的结构l6、容器和管道l7、轻型钢结构等常州普利司通自行车（常州普利司通自行车（BSCC）迁建新工厂工程）迁建新工厂工程

2、钢结构单体汇总钢结构单体汇总 l生产车间钢排架结构 l钢圈车间轻型门式钢架结构l吸烟室钢框架结构各种钢结构的定义各种钢结构的定义l1、排架结构：顾名思义，一排一排的。主要用于单层厂房，由屋架、柱子和基础构成横向平面排架，是厂房的主要承重体系，再通过屋面板、吊车梁、支撑等纵向构件将平面排架联结起来，构成整体的空间结构。l2、门式刚架为一种传统的结构体系，该类结构的上部主构架包括刚架斜梁、刚架柱、支撑、檩条、系杆、山墙骨架等。门式刚架轻型房屋钢结构具有受力简单、传力路径明确、构件制作快捷、便于工厂化加工、施工周期短等特点。钢排架结构与轻型门式钢结构的区别钢排架结构与轻型门式钢结构的区别l 排架结构

3、的柱脚与基础刚接，柱顶与梁（或桁架、网架）端铰接。门式刚架结构的柱脚与基础可刚接可铰接，柱顶与梁（只能是梁）端刚接，如果门式刚架柱顶连接的屋盖结构是桁架或网架，那么这个结构已经不是门式刚架结构了。钢结构控制阶段钢结构控制阶段l钢结构控制可分为以下三个阶段：l1、基础阶段监理控制l2、钢结构安装阶段监理控制l3、屋面、墙面采光板安装阶段监理控制一、钢结构基础阶段监理控制要点一、钢结构基础阶段监理控制要点l1、现场施工单位资质、质量保证体系审查及钢结构加工厂资质审查 (1)钢结构工程施工单位应具备相应的钢结构工程施工资质，从事钢结构工程施工的施工企业资质等级标准分为一、二、三级。施工现场质量管理应

4、有相应的施工技术标准、质量管理体系、质量控制及检验制度，施工现场应有经技术负责人审批的施工组织设计、施工方案等技术文件。 (2) 监理单位对钢结构分包单位的认可记录。必须明确监理合同中是否对钢结构加工过程进行监理，建议建设单位在监理合同书中明确规定。 l2、设计图纸及施工组织设计检查详细查看图纸说明和施工组织设计，明确设计对钢材和连接、涂装材料的要求，钢材连接要求，焊缝无损探伤要求，涂装要求及预拼装和吊装顺序和吊装要求。l3、监理单位要编制钢结构专项旁站方案，并有相应的工作制度和控制要点，而且要对施工单位进行监理交底。l4、施工单位要有经总监理工程师审批合格的钢结构施工方案，若钢结构系统供应商

5、负责现场指导，必须提供系统供应商的书面交底记录；同时施工单位要对分包单位的施工人员进行现场交底，并提供书面记录。l5、地脚螺栓的标高和偏移图，总承包单位、钢结构分包单位、监理单位的项目负责人应签字。地脚螺栓应有保护螺纹的措施。柱脚处理存在缺陷柱脚处理存在缺陷 l柱脚部位常见的质量问题包括预埋螺栓定位不准、柱脚板随意扩孔、抗剪键缺漏（或者混凝土短柱未留设抗剪键槽）以及柱脚板下间隙不能有效填充等问题。 1、预埋螺栓定位不准、预埋螺栓定位不准l预埋螺栓的定位不准，常造成诸如柱脚板需扩孔等后续问题。一般常用的临时安装固定方法如上图：预埋螺栓的位置是依附于模板的。l造成预埋螺栓偏位的原因，主要有：1、测

6、量误差，每一次的测量误差、前后两次的测量误差，这一点很小，也就是一两个毫米以内，是可以容忍的。2、浇筑中的移位，浇筑过程中现在都是采用的机械化，混凝土流速大，流量更大，对模板的冲击力大；还有混凝土在模板四周分布不均匀，模板各边受力差别大，这些都会引起模板的变形和移位，从而造成螺栓的整体移位，螺栓的倾斜，这一偏差大，常以厘米计，往往造成柱子难以到达准确的位置。l对于此类问题的解决，只能通过加强过程控制来减少偏差。 2、预埋螺栓直径与柱底板螺栓孔的配合问、预埋螺栓直径与柱底板螺栓孔的配合问题题 l通过综合比较钢结构节点构造详图（01SG519）、图集门式刚架轻型房屋钢结构（02SG518）、钢结构

7、设计手册（第三版）以及图集门式刚架轻型房屋钢结构（04SG518）中螺栓与柱底板孔的配合要求，可以看出一般要求为：柱底板螺栓孔应该比螺栓直径大15-30mm之间，采用这样的设计，大部分柱都可以安装到位，不需工地扩孔。l由于不少设计人员对钢结构本身的认识不足，以及对设计软件的依赖，造成许多工程的操作困难。实际上很多工程的设计图，设计人员搞不清楚，而按照软件生成的图纸，直接采用，这样柱底板螺栓孔只比螺栓直径大5mm。对预埋螺栓的偏位，即使是整体偏位，柱子可以很好地放入预埋螺栓，也要将柱子底板做适当的扩孔，使其与轴线的相对位置满足必要的精度。 3、预埋螺栓标高上偏差、预埋螺栓标高上偏差 l螺栓标高上

8、的偏差，这种成因与平面位置偏差成因相同。有的工程，土建施工单位为防止混凝土超高，施工时故意将混凝土做低，这样使预埋螺栓外露过长（GB50205中地脚螺栓外露长度允许偏差为（0，30mm），当采用下螺母调整柱的标高时，预埋螺栓承受着柱传来的竖向力和水平推力，预埋螺栓成为悬臂的压弯构件，这种荷载可能使细长预埋螺栓失稳而破坏，这也是造成许多钢结构工程在安装过程中倒塌的直接原因。像这种情况就不能单独用下螺母来调整柱子的高度，下面一定要加垫板支承。l一般说，柱底板标高找平找正方法有两种：安装垫板法和座浆垫板法。安装垫板法中垫板应设置在靠近地脚螺栓的柱脚底板加劲肋或柱肢下，每根地脚螺栓则应设12组垫板，每

9、组垫板不得多于5块。另外须注意垫板与基础面和柱底面接触应平整、紧密；二次浇灌砼前垫板间应焊接固定。但垫铁加工成本高，调整时费时费力，工效低，特别是在大批量的安装施工中，此缺点更为明显。4、抗剪键或抗剪槽遗漏、抗剪键或抗剪槽遗漏 l工程监督中经常发现遗漏留设抗剪键或抗剪槽。柱脚锚栓按承受拉力设计，计算时不考虑锚栓承受水平力。若未设置抗剪件，所有由侧向风荷载、水平地震荷载、吊车水平荷载等产生的柱底剪力，几乎都由柱脚锚栓承担，从而破坏柱脚锚栓。 l对于这类的问题的解决，主要还是需要加强责任心，严格对照图纸施工，并强化过程检查。 5、柱脚间隙二次填充、柱脚间隙二次填充 l柱脚底板与砼柱顶间空隙一般设计

10、要求50mm，而实际施工中有时过小，使得灌浆料难以填入或填实。此外，一般此处二次灌料均要求比柱混凝土强度高一等级，由于二次灌料强度高、用量少，实际配合比、强度等现场均无法很好控制，常导致二次灌入料强度、密实度（特别抗剪槽内）不够。因此，为避免此类问题，建议二次填充料优先选用高强度自流平成品灌浆料。 二、钢结构安装阶段监理控制要点二、钢结构安装阶段监理控制要点l 钢结构工程的施工通常要经过工厂制作和现场安装两个阶段。钢结构工程有大部分时间是在工厂车间内部进行，由于钢结构构件在工厂内加工制造的质量好坏，对钢结构工程的现场安装及整体结构的安全稳定至关重要。因此钢结构制作生产厂家必须具备相应企业资质、

11、生产规模、技术能力、机械设备及先进的工艺水平。l钢结构一般制作工艺流程分为:放样下料拼板切割组立埋弧焊接钻孔组装矫正成型铆工零配件下料制作组装焊接和焊接检验防锈处理、涂装、编号构件验收出厂。在钢结构制作中，应根据钢结构制作工艺流程，抓住关键工序进行质量控制，如控制关键零件的加工，主要构件的工艺、措施，所采用的加工设备、工艺装备等。 l其中在钢结构安装阶段监理机构应重点控制以下要点：1、焊缝处理存在问题、焊缝处理存在问题 l1.1焊缝变形过大 焊接变形控制不当常常造成焊接H型钢梁或钢柱端板的平面翘曲，翘曲的端头板拼接时会因接触面不紧贴而影响构件的受力性能。有一些技术力量比较雄厚的专业钢构厂家在这

12、点上控制得比较好。通常有以下几个方法来控制焊接变形：（1）选用合理的施焊顺序，并尽可能对称焊接，例如对较厚的焊缝可采用分层焊；（2）预留与焊接变形相反方向的偏差；（3）采用夹具或专用胎具固定焊件，可将端板用螺栓预先固定在一块刚度很大的支座上；（4）加热矫正。l1.2现场安装焊缝质量差 钢构参建单位常常对现场安装焊缝的检测不够重视，甚至漠视现场安装焊缝的质量，对构件的正常承载与使用带来不安定因素。而安装焊缝由于是现场烧焊，条件较差，质量控制上的不确定因素更多。对于设计要求为二级以上的现场全熔透焊缝，部分工程不按规范要求进行探伤。对于这类问题的解决，主要还是要加强现场管理，强化过程质量控制，并严格

13、按照规范要求进行第三方验证性检测。 l1.3焊缝探伤检测数量不符合要求 l建筑钢结构中的焊缝可分三级：一级焊缝是全熔透的用于动载受拉等强的对接焊缝，二级焊缝是全熔透的静载受拉受压的等强焊缝和动载受压等强焊缝，三级焊缝则是不要求等强的常见角焊缝和组合焊缝。lGB502052001第5.2.4条（强条）中明确要求：“一级焊缝探伤100，二级焊缝探伤20。” 但实际操作中，往往检测数量不符合要求，特别是对二级焊缝的探伤检测，误以焊缝条数计算百分比，导致检测数量不满足规范要求。规范中是这样规定的：二级焊缝探伤抽检的20，对于工厂制作焊缝，应按每条焊缝计算百分比，即每条焊缝长度的20，且不少200mm；

14、而对于现场安装焊缝，可以按焊缝条数计算百分比，即总条数的20。2、高强度螺栓连接检测及施工质量控制方、高强度螺栓连接检测及施工质量控制方面缺陷面缺陷 l1、高强度螺栓连接副的概念理解错误l不少工程人员对什么是高强螺栓没有形成一个正确认识，甚至有人错误认为扭剪型高强度螺栓是摩擦型的，而大六角高强度螺栓是承压型的。l高强度螺栓在生产上全称叫高强度螺栓连接副，一般不简称为高强螺栓。每一个连接副包括一个螺栓，一个螺母，两个垫圈，均是同一批生产，并且是在同一热处理工艺加工过的产品。根据安装特点分为大六角头螺栓和扭剪型螺栓。根据高强度螺栓的性能等级分为8.8级和10.9级，其中扭剪型只在10.9级中使用。

15、l高强度螺栓连接副组装时，螺母带圆台面的一侧应朝向垫圈有倒角的一侧。对于大六角头高强度螺栓连接副组装时，螺栓头下垫圈有倒角的一侧应朝向螺栓头。 大六角头大六角头 高强度螺栓高强度螺栓扭剪型高强度螺栓扭剪型高强度螺栓施工前施工中施工后l2、高强度螺栓连接摩擦面的抗滑移系数检验 l钢结构验收规范GB50205明确规定：制作和安装单位应分别进行抗滑移试验和复验（强条6.3.1条）。抗滑移系数必须大于等于设计值。l现场制作试件时，试件与所代表的钢结构构件应同一材质，同批制作，采用同一摩擦面处理工艺和具有相同的表面状态，并应采用同一批同一性能等级的高强螺栓连接副，在同一环境下存放以供抗滑移试验。如构件系

16、成品出厂，则除了厂内要抗滑移系数试验报告外，制造厂还应同时提供每批三组试件以便构件进场后现场检验抗滑移系数是否符合要求。 l工程资料的检查中，很多工地仅有制造厂在厂内的抗滑移系数试验报告，缺乏提供给工地现场的试件的抗滑移系数的复试报告。l3、高强度螺栓连接安装质量不符合要求 l验收规范GB50205要求：大六角高强度螺栓连接副使用前需复试扭矩系数，而扭剪型高强度螺栓连接副需复试预拉力，合格后方可使用。复试批量为每3000套抽检8副（注：对于同一强度等级、同一直径但螺栓长度不同的高强螺栓连接副，如不能证明为同一秕次，视为不同规格，应分别取样检测。GB/T3632-2008扭剪型高强螺栓及GB13

17、1-2006大六角高强螺栓规范规定:在同一批的前提下,但螺栓长度100mm时，长度相差15mm；或者螺栓长度100mm时，长度相差20mm，可视为同一长度。）高强度螺栓的拧紧应分为初拧、终拧。对于大型节点应分为初拧、复拧、终拧。初拧扭矩为施工扭矩的50%左右，复拧扭矩等于初拧扭矩。为防止遗漏，对初拧或复拧后的高强度螺栓，应使用颜色在螺母上涂上标记。对终拧后的高强度螺栓，再用另一种颜色在螺母上涂上标记。高强螺栓现场安装中严禁气割扩孔。高强螺栓外露一般要求不少于23扣，允许有10的外露1扣或4扣。l高强度螺栓在初拧、复拧和终拧时，连接处的螺栓应按一定顺序施拧，一般应由螺栓群中央顺序向外拧紧。l高强

18、度螺栓的初拧、复拧、终拧应在同一天完成，不可在第二天以后才完成终拧。监督过程中，经常发现部分工程存在这样的施工单位，当复扭结束后终扭的时间在一天甚至一周或一个月以后的情况。所以，施工及监理单位需要特别注意。l4、施工的扭矩扳手配置不满足要求 l相当多工程不能正确配置施工用扭矩扳手（包括手动及电动型）。有的工程根本就没有配置，工地随便用普通扳手施工高强度螺栓；有的工程虽然配置但未按规定定期标定导致失效；有的工程虽然配置扭矩扳手但量程和工程需求不吻合（从上述的“施工扭矩值参考表”可以看出，每种高强螺栓施工扭矩是不同的，现场配置的手工或电动扭矩扳手应能确保覆盖该工程设计所选用的各种规格高强螺栓）。此

19、类种种问题导致高强度螺栓连接施工扭矩控制成为空话；l一般来说，高强度螺栓施工中所用的扭矩扳手，在使用前必须校正，其扭矩误差不得大于5% ，合格后方准使用。扭矩数值偏差过大的力矩扳手不可继续使用。不允许使用普通扳手或电动普通扳手施工。l对这类问题的监督控制，重点就是要加大检查与处罚力度，督促施工、监理单位切实履行自身职责。 3、钢结构涂装质量问题、钢结构涂装质量问题 l1、防腐涂料涂装质量问题 l钢构件的除锈和涂料防护是保证结构耐久性的重要手段，构件表面的防锈方法和除锈等级应与设计采用的防锈涂料相适应，具体的适应性规范已明确表明。涂料应有合格证（注意有效期）或复试报告，涂装时应检查涂层厚度是否符

20、合设计要求，如设计无要求则室外应为150m，室内125m，允许偏差为-25m；且涂装时应注意气候条件，不需要涂的地方不要涂装，否则按除锈方法清除至符合要求（比如高强螺栓连接端板摩擦面等处）。特别需注意的是，若直接在涂过漆的钢材表面上施焊，焊缝根部会出现密集气孔，严重影响焊接质量，故严禁在涂过漆的钢材表面施焊，如果非得施焊，必须进行除漆处理。这一点很多工程存在问题，特别是钢构件进场监督检查发现问题后，很多施工单位现场进行整改，作业条件不具备，非常容易出现上述问题。l2、防火涂料涂装质量问题 l日常监督检查中，发现很多工程防火涂料不抽样复检，或者复检指标不完整；另外一个普遍性的问题就是防火涂料涂层

21、厚度不满足设计要求。l防火涂料分薄涂型及厚涂型两种。关于复检批量问题，GB50205规定：薄涂型防火涂料每100t应抽检一次粘结强度，厚涂型防火涂料每500t应抽检一次粘结强度和抗压强度，其相应的指标应符合钢结构防火涂料应用技术规程CECS24：90要求。l薄涂型防火涂料的涂层厚度应符合有关耐火极限的设计要求。厚涂型防火涂料的涂层厚度，80及以上面积应符合有关耐火极限的设计要求，且最薄处厚度不应小于设计要求的85。 三、屋面、墙面采光板安装阶段监理三、屋面、墙面采光板安装阶段监理控制控制l1、钢梁起拱问题l钢梁起拱的目的，主要是对屋面钢梁受荷变形后，起拱量可以抵消一部分变形，其屋面仍能保持一定

22、的坡度。钢梁起拱过大，将会使靠近屋脊处的屋面坡度变小，钢梁变形过大将会使靠近檐口处的屋面坡度变得过小。l过大的坡度变化是不恰当的。起拱与否，起多大拱，本身应该是一个设计问题。因此钢结构工程施工质量验收规范（GB50205）附表C.0.5（对焊接实腹钢梁）、 附表C.0.6（对钢桁架）在设计未要求起拱时拱度允许偏差定为-510mm，就是不主张施工方自己定个起拱量。一般来说，设计不要求，施工方也不起拱。l起拱的方法，对钢梁有抛物线形起拱和折线形起拱。对门式刚架常采用折线形起拱，也就是在钢梁的拼接节点处，通过控制连接端板的角度，达到起拱的目的。对桁架只有在放样时起拱。 l2、屋面檩条、系杆、拉条等安

23、装不当导致变形过大l有些工程中，刚性系杆、风拉杆的连接板设置位置高低不一，使得水平支撑体系不在同一平面上，从而影响刚架的整体稳定性。刚性系杆与风拉杆构成水平支撑体系，其设置高度在同一坡度方向应保持一致。l在屋面或墙面檩条安装中，有些施工单位为了安装方便，随意增大、加长檩条或檩托板的螺栓孔径。檩条不仅仅是支撑屋面板或悬挂墙面板的构件，而且也是刚架梁柱隅撑设置的支撑体，设置一定数量的隅撑可减少刚架平面外的计算长度，有效的保证刚架的平面外整体稳定性。若檩条或檩托板孔径过大过长，隅撑就失去了应有的作l檩间拉条在坡向靠近天沟处常增设套管，以增加抗压能力。但监督中常常发现，套管两端同檩条存在空隙不能紧贴，

24、起不到作用，必要时可采用补点焊的办法解决。l另外，有的单位擅自增加屋面荷载，原设计未考虑吊顶或设备管道等悬挂荷载，而施工中却任意增加吊顶等悬挂荷载，从而导致钢梁挠度过大或坍塌。任何单位均不得擅自增加设计范围以外的荷载。施工或监督过程中，如发现这类问题，必须要求将增加的荷载送原设计单位进行结构承载力等复核，能满足结构安全及使用要求情况下才可进行屋面吊载。 l3、吊车梁下挠l有些工业厂房中，设计有吊车。GB50205中明确规定：吊车梁和吊车桁架不应下挠（强条）。而实际施工中，包括施工及监理监理单位很少去检查该项指标，因此应特别注意。 l4、彩钢板施工质量控制l彩钢板工程是钢结构工程中另一重要部分。

25、其施工质量的好坏直接影响钢结构工程的使用。目前彩钢板有很多种类。但彩钢板施工问题比较集中，如：彩板接缝、彩板配件制作安装等节点处理不细、不可靠，维护结构渗漏，彩板观感质量不平整、变形、划伤、污染现象等。因此压型彩板安装质量控制主要包括：压型彩板进场后，要进行外观和合格证的检查，并复核与压型板施工安装有关钢构件的安装精度，清除檩条的安装时的焊缝药皮和飞溅物，并涂刷防锈漆进行防腐处理。彩板安装时，要编制合理的安装工艺顺序等。 钢结构相关专家论证内容钢结构相关专家论证内容l钢结构钢结构施工中危险性较大工程的专项施工方案施工方案需要专家来论证，包括跨度大于36M及以上的钢结构钢结构安装工安装工程程，跨度大于60M及以上的网架网架和索膜结构索膜结构安装工程安装工程，用于钢结构钢结构安装等满堂支撑体系，承爱单点集中荷载荷载700kg以上的承重支撑体系。除此之外，钢结构施工中的吊装设备及方法，一定条件内也要由专家来论证：包括：1、采用非常规起重设备、方法，且单件起吊重量在100kN及以上的起重吊装工程。2、起重量300kN及以上