上海钢结构工程质量控制要求及案例分析共712

钢结构工程质量控制要求及案例分析顾军简历上海建科工程咨询有限公司副总工程师教授级高工1986年毕业于天津大学焊接专业1986年~2001年就职于上海核工程研究设计院2001年至今就职于上海建科工程咨询有限公司（原上海建科建设监理咨询有限公司）参与过的工程：秦山一期核电站、巴基斯坦恰西玛核电站、四川建峰化工总厂、上海体育场、虹口足球场、浦东机场T1、T2航站楼、虹桥交通枢纽、上海新国际博览中心、苏州国际博览中心、上海磁悬浮、萧山国际机场、南京禄口国际机场业发展目录目录一、钢结构深化设计图的问题二、钢结构分部分项划分问题

三、钢结构的强制性条文四、钢结构材料问题

五、焊接连接中的问题六、螺栓连接中的问题

七、钢构件制作问题八、钢构件安装问题

九、钢结构涂装问题十、钢结构资料和验收一、关于钢结构深化设计图的问题钢结构施工图案设计一般可划分为施工设计和详图设计二个阶段，其设计文件（主要指图纸）的名称相应为施工图和施工详图，施工图是编制施工详图的依据、施工详图则是施工图的深化和补充。施工图的表达深度应满足（链接钢结构施工规程要求）：

1．能据以编制施工图预算和施工招标；

2．能据以进行备料；

3．能满足加工制作单位据以完成施工详图的要求；

4．能据以进行工程验收。施工详图的表达深度应满足加工制作单位据以完成构件制作、安装的要求。施工详图应得到施工图设计者的确认，确认的内容为：

1．节点详图的连接形式和方式是否符合施工图要求；

2．施工图设计者认为的结构关键部位是否符合施工图要求。一、关于钢结构深化设计图的问题二、钢结构分部分项划分问题主体结构：钢结构子分部钢结构焊接（制作、安装）紧固件连接（制作、安装）钢零部件加工（制作）单层钢结构安装（安装）多层及高层钢结构安装（安装）钢结构涂装（制作、安装）钢构件组装（制作）钢构件预拼装（制作）钢网架结构安装（安装）压型金属板（安装）十个分项二、钢结构分部分项划分问题钢结构焊接

紧固件连接

零部件加工二、钢结构分部分项划分问题钢结构预拼装多层高层钢结构安装

单层钢结构二、钢结构分部分项划分问题钢结构涂装钢结构组装钢网架结构安装压型金属板二、钢结构分部分项划分问题钢结构焊接工程可按相应的钢结构制作或安装工程检验批的划分原则划分为一个或若干个检验批。紧固件连接工程可按相应的钢结构制作或安装工程检验批的划分原则划分为一个或若干个检验批。钢零件及钢部件加工工程，可按相应的钢结构制作工程或钢结构安装工程检验批的划分原则划分为一个或若干个检验批。二、钢钢结构构分部部分项项划分分问题题钢构件件组装装工程程可按按钢结结构制制作工工程检检验批批的划划分原原则划划分为为一个个或若若干个个检验验批。。钢构件件预拼拼装工工程可可按钢钢结构构制作作工程程检验验批的的划分分原则则划分分为一一个或或若干干个检检验批批。单层钢钢结构构安装装工程程可按按变形形缝或或空间间刚度度单元元等划划分成成一个个或若若干个个检验验批。。地下下钢结结构可可按不不同地地下层层划分分检验验批。。二、钢钢结构构分部部分项项划分分问题题多层及及高层层钢结结构安安装工工程可可按楼楼层或或施工工段等等划分分为一一个或或若干干个检检验批批。地地下钢钢结构构可按按不同同地下下层划划分检检验批批。钢网架架结构构安装装工程程可按按变形形缝、、施工工段或或空间间刚度度单元元划分分成一一个或或若干干检验验批。。压型金金属板板的制制作和和安装装工程程可按按变形形缝、、楼层层、施施工段段或屋屋面、、墙面面、楼楼面等等划分分为一一个或或若干干个检检验批批。钢结构构涂装装工程程可按按钢结结构制制作或或钢结结构安安装工工程检检验批批的划划分原原则划划分成成一个个或若若干个个检验验批。。三、钢钢结构构强制制性条条文钢材、、钢铸铸件、、焊接接材料料钢结结构连连接用用紧固固标准准件及及螺母母、垫垫圈等等标准准配件件的品品种、、规格格、性性能等等应符符合现现行国国家产产品标标准和和设计计要求求。进口钢材产产品的的质量量应符符合设设计和和合同同规定定标准准的要要求。。高强度大六角头头螺栓连连接副和和扭剪型型高强度度螺栓连连接副出出厂时应应分别随随箱带有有扭矩系系数和紧紧固轴力力(预拉力)的检验报告告。高强度螺螺栓连接接面的抗抗滑移系系数试验验。（链接钢钢结构施施工验收收规范））三、钢结结构强制制性条文文钢结构焊焊接（焊焊工、探探伤）单层钢结构构安装（（整体垂垂直度和和整体平平面弯曲曲）多层及高层层钢结构构安装（（整体垂垂直度和和整体平平面弯曲曲）钢网架结构构安装（（挠度值值）四、钢结结构材料料问题普通碳素素结构钢GB/T700-2006在建筑钢钢结构中中应用最最多普通通碳素结结构钢是是Q235（就是老牌牌号A3钢），也也是现行行标准中中质量等等级最齐齐全的，，特别是是C、D等级，不不论从含含碳量控控制严格格程度或或对冲击击韧性的的保证，，都为焊焊接结构构所优先先采用。。Q是屈服点点的汉语语拼音第第一个字字母，后后面阿拉拉伯数字字代表钢钢材厚度度或直径径≤16mm时的屈服服点下限限N/mm2。四、钢结结构材料料问题关于力学学性能检检测的说说明厚度越厚厚，强度度越低四、钢结结构材料料问题钢材复验验试验方法四、钢结结构材料料问题低合金结结构钢GB/T1591-2008低合金高高强度结结构钢（（以下简简称：低低合金钢钢）是指指在冶炼炼过程中中添加了了一些合合金元素素，其总总量不超超过5％％的钢材材，加入入合金元元素后钢钢材的强强度、常常温或低低温冲击击韧性、、耐腐蚀蚀性等可可以明显显提高，，又不太太降低其其塑性。。使钢结结构构件件的强度度、刚度度、稳定定三大主主要控制制指标都都能有充充分的发发挥。建建筑钢结结构采用用最多的的低合金金钢为Q345（16Mn））和Q390（15MnV）钢。其屈屈服点分分别比Q235高约47％和66％。。四、钢结结构材料料问题四、钢结结构材料料问题厚度方向向性能钢钢板随着焊接结构构使用的的钢板厚厚度增加加，对钢钢材材性性提出了了新的内内容，就就是要求求钢板在在厚度方方向有良良好的抗抗层状撕撕裂性能能，既厚厚度方向向性能钢钢板（以以下简称称厚度钢钢板）。。钢板抗层状撕撕裂的性性能目前前主要通通过厚度度方向拉拉力试验验时的断断面收缩缩率（ψz%）来判定。。四、钢结结构材料料问题厚度钢板分为为Z15、Z25、Z35，既断面面收缩率率分别不不小于15%、25%、35%。对Z15钢板按要要求可以以逐张检检验或按按批检验验，每批批不大于于25t，对Z25、Z35应逐张检检验（Z向指标））。GB/T5313-2010《厚度方方向性能能钢板》》（链接Z向板说明明）《钢结构工工程施工工质量验验收规范范》GB50205中规定，，板厚≥≥40mm，且设计计又要求求的厚板板，应进进行复验验。四、钢结结构材料料问题钢结构材材料复验验（链接钢钢结构施施工规范范要求））四、钢结结构材料料问题铸钢件《建筑用铸铸钢节点点技术规规程》CECS235:2008“8.检查与验验收”四、钢结结构材料料问题四、钢结结构材料料问题热镀锌件件检查要要求四、钢结结构材料料问题四、钢结结构材料料问题镀锌层厚厚度测量量方法五、焊接接连接中中的问题题焊接连接接的优点：可以从任任何方位位、角度度、形状状连接、、连接不不需要开开孔，避避免截面面受消弱弱、节省省钢材、、焊缝连连接刚度度大、密密封性好好等。焊接连接接的缺点点：在高温作作用下，，热影响响区的金金相组织织和机械械性能发发生变化化，使某某些部位位的材质质变脆；；焊接过过程中，，钢材受受到不均均匀的加加热和冷冷却，使使结构产产生焊接接残余应应力和残残余变形形，有可可能影响响结构的的承载力力、刚度度和使用用性能。。五、焊接接连接中中的问题题关于焊接接工艺评评定问题题；GB50661-2011钢结构焊焊接规程程1.什么是焊焊接工艺艺评定，，它起什什么作用用？WPS（焊接工工艺）、、WPQT（焊接工工艺评定定试验））、PQR（焊接工工艺评定定报告））焊接工艺评定定是评定定焊接实实施单位位利用所所制定的的焊接工工艺、所所焊的焊焊接接头头的力学学性能满满足母材材的最低低要求。。2.什么情况况下必须须做焊接接工艺评评定？施工单位位首次采采用的钢钢材、焊焊接材料料、焊接接方法、、接头形形式、焊焊接位置置、焊后后热处理理等各种种参数及及参数的的组合，，应在钢钢结构制制作及安安装之前前进行焊焊接工艺艺评定试试验。焊焊接工艺艺评定试试验方法法和要求求，以及及免予工工艺评定定的限制制条件应应符合《《钢结构构焊接规规范》GB50661的有关规规定要求求。3.实施焊接接工艺评评定的焊焊工熟练焊工，焊焊工应采采用评定定合格的的工艺进进行考试试。钢结结构焊接接规程要要求持证证焊工。。五、焊接接连接中中的问题题关于焊接接方法和和焊材选用问问题；焊接材料料选用与与焊接方方法有关关，应通通过焊接接工艺评评定结果果来选取取。（焊焊材的高高匹配和和低匹配配）手工电弧弧焊：焊焊条CO2气体保护护焊和氩弧弧焊：光光焊丝和和药芯焊焊丝、保保护气体体埋弧焊和电电渣焊：：焊丝和和焊剂气焊（钎钎焊）：：钎料和和钎剂五、焊接接连接中中的问题题关于焊接变形形控制问题；焊接变形形都是由由焊接残残余应力力引起的的，所有有的焊接接方法焊焊缝都是是收缩的的，因此此焊缝都都是受拉拉应力。。焊接量量越大，，残余应应力越大大，收缩缩越严重重。焊接过程中控控制变形形的主要要措施：：1、采用反反变形2、采用小小锤锤击击中间焊焊道3、采用合合理的焊焊接顺序序4、利用工工卡具刚刚性固定五、焊接接连接中中的问题题焊接变形形的矫正正1、机械矫矫正法采用压力力机、矫矫正机或或手工捶捶击等机机械方法法产生新新的塑性性变形,以使原来来缩短的的部分得得以延伸伸,达到矫正正变形的的目的。。2、火焰矫矫正法利用火焰焰加热时时产生的的局部压压缩塑性性变形,使较长的的金属在在冷却后后缩短来来消除变变形。对对低碳钢钢和普通通低合金金钢常采采用600~800℃的加热温温度。五、焊接接连接中中的问题题关于焊接环境境问题；环境湿度：影影响焊缝缝金属扩扩散氢含含量环境温度度：会给给焊缝带带来更大大的残余余应力，，且不利利于氢扩扩散环境风速：影影响保护护气体对对焊接电电弧和熔熔池的保保护五、焊接接连接中中的问题题关于焊接预热热和后热热问题；焊接预热的作作用：1）预热能能减缓焊焊后的冷冷却速度度，有利利于焊缝缝金属中中扩散氢氢的逸出出，避免免产生氢氢致裂纹纹。同时时也减少少焊缝及及热影响响区的淬淬硬程度度，提高高了焊接接接头的的抗裂性。。2）预热可可降低焊焊接应力，降降低焊接接结构的的拘束度度。均匀地局局部预热热或整体体预热，，可以减减少焊接接区域被被焊工件件之间的的温度差差（也称称为温度度梯度））。这样样，一方方面降低低了焊接接应力，，另一方方面，降降低了焊焊接应变变速率，，有利于于避免产产生焊接接裂纹。。焊接过程程道间温温度必须须不低于于预热温温度。五、焊接接连接中中的问题题焊接后热热的作用用：后热处理理，也称消氢热处处理。即在焊后后将焊件件加热到250～350℃℃，保温2～6小时，目的是是使焊缝缝中的扩扩散氢加加速逸出出，大大大降低焊焊缝和热热影响区区中的氢氢含量，防止产生冷裂裂纹。五、焊接接连接中中的问题题关于焊缝无损损检测问题用超声探伤伤、射线线探伤、、磁粉探探伤或渗渗透探伤伤等手段段，在不不损坏被被检查焊焊缝性能能和完整整性的情情况下，，对焊缝缝质量是是否符合合规范要求求和设计意意图所进进行的检检验。五、焊接接连接中中的问题题关于焊缝无损损检测问题用超声探伤伤、射线线探伤、、磁粉探探伤或渗渗透探伤伤等手段段，在不不损坏被被检查焊焊缝性能能和完整整性的情情况下，，对焊缝缝质量是是否符合合规范要求求和设计意意图所进进行的检检验。钢结构无无损检测测要求五、焊接接连接中中的问题题焊工必须须有安全全作业证证和技能能上岗证证焊工必须经技技能考试试合格，，取得资资格证书书，在认认可范围围内焊接接作业，，并取得得安全作作业证，，禁止无无证上岗岗。目前国内内钢结构构施工焊焊工合格格证有：：钢结构构焊工、、电力系系统焊工工、压力力容器焊焊工、船船舶行业业焊工、、美国AWS焊工。焊工和焊焊接操作作工。六、螺栓栓连接中中的问题题螺栓是钢结构构主要连连接紧固固件，通通常用于于钢结构构中构件件的连接接、固定定、定位位等。螺螺栓等级级有3.6、4.6、、4.8、5.6、5.8、、6.8、8.8、9.8、、10.9、12.9等10个等级级。其中中，8.8级以以上（含含8.8级）称称为高强强度螺栓栓，其余余称为普普通螺栓栓。六、螺栓栓连接中中的问题题关于螺栓栓材料问问题；螺栓材料料有低碳碳钢、低低合金钢钢、合金金钢等材材料。一一般地脚脚螺栓或或普通螺螺栓采用用低碳钢钢或低合合金钢材材料，高高清螺栓栓采用合合金钢材材料。高高强螺栓栓的强度度是通过过合金钢钢材料中中的合金金元素产产生的““淬硬性性”，通通过热处处理来实实现的。。因此高高强螺栓栓为了保保持强度度是不能能加热的的。六、螺栓栓连接中中的问题题关于高强强螺栓连连接面抗抗滑移系系数问题题；摩擦型高高强螺栓栓连接节节点的传传力是依依靠连接接面的摩摩擦力来来实现的的。因此此连接面面的抗滑滑移系数数至关重重要。抗滑移试试验的数数量、时时间、和和频度。。关于高强强度大六六角头螺螺栓连接接副和扭扭剪型高高强度螺螺栓连接接副扭矩矩系数和和紧固轴轴力(预拉力)的问题；六、螺栓栓连接中中的问题题关于高强强度螺栓栓安装施施拧问题题；初拧和终终拧，24小时内完完成终拧拧镀锌螺栓施拧：宜采用“5.6.19镀锌高强强螺栓连连接用直直接张拉拉法施加加预拉力力。”关于高强强度螺栓栓丝扣外外露问题题；螺栓头部部两牙缩缩小，受受力有影影响关于地脚脚螺栓埋埋设问题；地脚螺栓栓埋设的的固定要要求（轴轴线、标标高、垂垂直度）），固定定方式，，以及高高强度地地脚螺栓栓的埋设设注意事事项；六、螺栓栓连接中中的问题题七、钢构构件制作作中的问问题钢结构下下料问题题；七、钢构构件制作作中的问问题钢结构拼拼装工艺艺问题；；A、H型构件组组装采用用在专用用H型钢自动动组装机机上组装装B、H型构件焊焊接采用用在专用用H型钢生产产线上进进行，采采用龙门门式自动动埋弧焊焊机在船船型焊接接位置焊焊接C、H型构件的的矫正采采用在专专用的H型钢翼缘缘矫正机机上进行行翼板角角变形矫矫正，采采用弯曲曲矫直机机进行挠挠度变形形调整1）H型构件加工工工艺七、钢构构件制作作中的问问题A、组装采采用专用用箱型构构件组装装机进行行自动组组装B、焊接采采用CO2自动打底底焊和双双弧双丝丝埋弧焊焊，采用用对称施施焊法和和约束施施焊法等等控制焊焊接变形形和扭转转变形。。2）箱型构构件加工工工艺七、钢构构件制作作中的问问题C、采用端端面铣床床对箱体体两端面面进行机机加工，，保证构构件的几几何长度度尺寸，，从而提提供钻孔孔基准面面，有效效地保证证钻孔精精度。D、钻孔采采用龙门门式移动动数控钻钻床，可可自动定定位、找找基准面面，多方方位整体体钻孔，，有力地地保证了了孔群的的钻孔精精度。七、钢构构件制作作中的问问题无模多点点成型数数控冲头头图3）曲线箱箱型构件件加工工工艺七、钢构构件制作作中的问问题三辊卷板板成形工工艺板材在三三辊卷板板机中轧轧弯轧弯后的的板材送送入油压压机整形形七、钢构构件制作作中的问问题七、钢构构件制作作中的问问题弯扭构件件的组装装七、钢构构件制作作中的问问题七、钢构构件制作作中的问问题钢构件尺尺寸验收收问题；；随着建筑筑师设计计出越来来越多的的形状各各异的建建筑，结结构师为为实现这这些建筑筑形状也也将钢结结构设计计成了各各种形状状，已远远不是以以前的梁梁柱系统统。因此此以前规规范上的的尺寸验验收要求求已经不不能满足足现状工工程需要要。对于于形状比比较特殊殊的钢结结构工程程，需要要制定特特定的尺尺寸验收收标准。。（链接项项目尺寸寸检查要要求）七、钢构构件制作作中的问问题对于钢构构件制作作的胎架架划线和和搭设尺尺寸、钢钢构件安安装时的的基准线线和定位位方式等等进行严严格检查查控制。。以保证证钢构件件制作的的尺寸精精度和安安装的准准确度。。钢构件拼拼装尺寸寸应很好好的控制制，钢构构件拼装装检查应应在制作作焊接完完成后自自由状态态下进行行。七、钢构构件制作作中的问问题钢构件预预拼装问问题；实体预拼装1预拼装场场地应平平整、坚坚实；预预拼装所所用的临临时支承承架、支支承凳或或平台应应经测量量准确定定位，并并符合工工艺文件件要求。。重型构构件预拼拼装所用用的临时时支承结结构应进进行结构构安全验验算。2预拼装单元可可根据场地条条件、吊装设设备等选择合合适的几何姿姿态进行预拼拼装。3钢构件应在自自由状态下进进行预拼装。。4钢构件预拼装装应按设计图图的控制尺寸寸定位，并考考虑预起拱、、焊接收缩量量及其他等工工艺要求。5采用螺栓连接接的节点连接接件，必要时时可在预拼装装定位后进行行钻孔。三、钢结构施施工规范常见见疑难问题解解析6当多层板叠采采用高强度螺螺栓或普通螺螺栓连接时，，宜先使用不不少于螺栓孔孔总数10%的冲钉定位，，再采用临时时螺栓紧固。。临时螺栓在在一组孔内不不得少于螺栓栓孔数量的20%，且不少于2个；预拼装时时应使板层密密贴。螺栓孔孔应采用试孔孔器进行检查查，并符合下下列规定：（1）当采用比孔公公称直径小1.0mm的试孔器检查查时，每组孔孔的通过率不不应小于85%；（2）当采用比螺栓栓公称直径大大0.3mm的试孔器检查查时，通过率率应为100%。10.2.7预拼装检查合合格后，宜在在构件上标注注中心线、控控制基准线等等标记，必要要时可设置定定位器。七、钢构件制制作中的问题题三、钢结构施施工规范常见见疑难问题解解析计算机辅助模拟预拼装1钢构件除采用用实体预拼装装外，还可采采用计算机辅辅助模拟预拼拼装方法，模模拟构件或单单元的外形尺尺寸应与实物物几何尺寸相相同。2当采用计算机机辅助模拟预预拼装的偏差差超过现行国国家标准《钢钢结构工程施施工质量验收收规范》GB50205的相关要求时时，应按本章章第10.2节的要求进行行实体预拼装装。七、钢构件制制作中的问题题七、钢构件制制作中的问题题钢构件外观质质量问题总结其要求主主要有几个方方面1钢构件外形应应满足轧制型型材的外观要要求。2对接熔透焊缝缝应打磨平整整，焊缝余高高允许+1，-0。且构件表面面不允许有永永久性标记。。3涂装质量要求求严格。八、钢构件安安装中的问题题钢结构安装主主要考虑两方方面的因素：安装过程的构构件稳定措施施，包括安装装过程的结构构支撑系统的的稳定和构件件未形成系统统前的结构稳稳定；钢结构安装的的构件尺寸控控制，包括构构件安装定位位尺寸、构件件的予起拱等等。八、钢构件安安装中的问题题钢构件安装工工艺问题；a、高空散拼法一般需要采用用满堂脚手架架作为安装和和操作平台来来组装钢屋盖盖，该方法散散件多、且在在高空作业，，需要特别注注意节点和杆杆件的空间定定位及焊接节节点的焊缝质质量。b、高空分单元元安装法一般采用少量量支承架，先先在地面上分分单元进行组组装，然后用用吊车将其吊吊装到设计标标高就位，再再与相邻的单单元连接成整整体。如上海体育场场、虹口足球球场钢、浦东东机场T2航站楼登机长长廊屋盖施工。c、整体吊装法法钢屋盖在地面面上组装，然然后采用拔杆杆或其它起重重设备将其吊吊装就位。八、钢构件安安装中的问题题d、高空滑移法可在地面上组组装成条状单单元，吊装后后在高空滑移移就位并练成成整体。也可可在钢屋盖一一端高空组装装成条状单元元，滑移后让让出该单元的的组装平台，，便可组装第第二单元并与与第一单元连连成整体，再再高空滑移一一段距离，再再组装一个条条状单元，如如此重复，直直至组装最后后一个单元，，即完成整个个钢屋盖的安安装工作。e、整体顶升法钢屋盖整体顶顶升法可以利利用原有结构构柱作为顶升升支架，也可可另设专门的的支架或枕木木垫高。顶升升法的千斤顶顶安置在钢屋屋盖的下面，，在顶升过程程中应采取导导向措施，以以免发生偏移移转向，只能能垂直向上升升，不能或不不允许平移或或转动。八、钢构件安安装中的问题题什么类型的钢钢结构工程需需要专家评审审？3.0.2钢结构工程实实施前，应有有经施工单位位技术负责人人审批的施工工组织设计、、与其配套的的专项施工方方案等技术文文件，并按有有关规定报送送监理工程师师或业主代表表；对于重要要钢结构工程程的施工技术术方案和安全全应急预案，，应组织专家家评审。3.0.9对于本规范未未涉及的新技技术、新工艺艺、新材料和和新结构，施施工中应进行行试验，并根根据试验结果果确定所必须须补充的标准准，且需经专专家论证。4.2.6临时支承结构构的拆除顺序序和步骤应通通过分析和计计算确定，并并编制专项施施工方案，必必要时可经专专家论证。4.2.8索结构中的索索安装和张拉拉顺序应通过过分析和计算算确定，并编编制专项施工工方案，计算算结果应经原原设计单位确确认。八、钢构件安安装中的问题题钢结构安装顺顺序和临时固固定问题；钢结构安装顺顺序，应着重重考虑安装过过程的结构稳稳定性、吊装装构件的重量量和大小、起起重机械的站站位和起重半半径等。这些些问题的考虑虑主要为施工工方责任，作作为监理主要