简议建筑制作钢结构

 

【关键词】：制作工序；钢结构；焊接

 

近几年来建筑业的发展也是有目共睹。建筑工程不仅仅是满足人们的工作、生活、居住功能的场所，更是成为城市建设的一道亮点和城市的风景线，随着城市土地的大量开发和土地资源的日益稀薄，高层建筑已经成为城市建设发展的主流趋势和城市名片。随着高层建筑的日益普及，钢结构工程日益发挥其施工速度快，周期性短、节约模板、强度高、施工快，便于预制安装等优势，所以在工程中应用的越来越广泛。对此，国家针对建筑钢结构的施工特点，编制了《钢结构施工质量及验收规范》，《钢结构焊接规程》等，同时，有些行业的专家学者也编制了相关的钢结构相关的行业和企业标准。例如中国建筑工程总公司编制《钢结构加工工艺》等，虽然有各种标准法规的出台和运行，但是经常还是有一些钢结构工程出现了这样或那样的问题，譬如钢结构工程出现裂纹，构件表面涂料脱落等类似的质量问题，虽然中间极少部份涉及到原材料的问题，因为一旦原材料出现问题，直接影响到建筑物的安全使用。绝大部分是由于制作加工和施工安装的问题而导致的工程质量问题。要消除钢结构工程的质量通病是一个巨大的系统工程，需要在建设过程的各阶段、参与建设的各方、设计施工的各个流程和环节要引起足够的重视。同时钢结构的新技术、新工艺的推广和应用也应该加大宣传力度，使大家能够切实的感受到钢结构工程处对人们的居住、生活、工作关系的重要性，最大力度的控制质量通病并得到消除。

 

一、钢结构工程产生质量问题的分析

 

钢结构工程质量难以保证的原因有很多，也很复杂，既有工艺不当导致的问题，也有违反工艺操作造成的问题，还有由于施工人员的技术水平和责任心造成的问题，还有决策者失误造成的质量问题。

 

（一）钢材本身存在的问题

 

某单位在加工某大厦1200*1200*60的箱形柱时，在施焊过程中突然发现60mm作为腹板的厚板出现了撕裂现象，肉眼可见清晰的裂纹把板从厚度方向分成两半，经过NDT检测发现裂纹深度发生在深度3mm左右，同时对同一类型同一批号的另外几张板切割的零部件进行检测，发现板内存在夹层，轧制质量不好是造成质量问题的主要原因。在焊接的过程中由于焊接产生的焊接应力作用将夹层的材料拉开。由此出现了厚板沿厚度方向撕裂的现象。

 

原因分析：由于使用部位的特殊性，该零部件在构件中作为腹板使用，沿纵向上下方向焊接的零部件在焊接形式上开的全熔透坡口受力的劲板，由于板内部存在的分层，焊接产生的焊接应力向外释放从而沿厚度方向撕裂了板。

 

可以根据实际情况采取以下的几种措施进行处理：

 

（1）大量的钢材内部存在的夹层属于钢厂本身在轧制过程中产生的质量问题，已经超过了国家标准规范的要求，可以要求钢厂派人来核实，同钢厂协商退货或换货处理；

 

（2）如果夹层数量较少可以征求技术部门和业主的意见，将信息反馈给钢厂，对出现的问题采取施工补救措施，可以根据无损检测的结果，在有问题的部位采用气刨全部刨开，超过本身的深度，然后用等强度焊接材料进行填充，完毕后对表面进行处理，在规定的时间后进行NDT检测，同时对相同的构件取样进行理化检验，达到设计规范要求可以继续使用；

 

（3）在监理的见证下将该零部件割掉，重新换上满足条件的板材，换下的零部件用于非承重和非重要部位或作为辅材使用，完成后在规定的时间后进行NDT检测，做好记录。

 

（二）在施工流程中出现的问题

 

加工制作过程中较易发生质量问题且发生后处理起来很棘手的主要是特殊工序和重要工序。一般工序发生质量问题所占的比率很小。在上面的施工过程中，特殊工序有焊接、涂装，重要工序有下料，装配。

 

1.焊接工序。该工序属于隐蔽工程，也是最易发生质量问题的工序之一，从2004年某公司的产品质量报表统计显示，发生该工序的质量问题中：因为焊接质量导致的焊缝返修率高达80%以上，其次是由于上道工序操作不当和操作人员的技术问题而导致焊缝质量问题约占10%，这样问题属于直接影响工程质量的主要问题，所以此类型的问题必须通过专业的检测公司运用专业的检测工具才可以检测、评判出来，一般根据焊缝内的缺陷类型分为夹渣、未溶合、气孔等。2.涂装工序。该工序也是属于隐蔽工序，对结构的影响小于对于建筑功能的影响。也是较易发生质量问题的工序。工序的质量问题主要表现在：构件表面的漆膜大面积脱落和局部脱落，构件表面的漆膜脱落、产生流挂现象，漆膜的厚度不够，漆膜厚度分布不均，漆膜的颜色色差较大。

 

3.放样下料工序。该工序属于构件加工之前的龙头，其质量的好坏对下道工序存在着直接的影响，甚至导致下料的零部件全部的报废，这种情况的发生是很普遍的，所以在下料之前对于加强过程的质量监控是十分重要而且必要的。该工序的产生的质量问题主要表现在：对于长条和薄板类型的零部件在切割中变形比较厉害；由于切割气体或者板材内部存在夹渣和成份分布不均匀而导致的切割面出现马牙纹、节瘤、割痕深度超标准；气割或锯切的零部件未考虑后续工序的收缩变形而导致的零部件尺寸超标；由于工艺文件编制的失误而导致的批量零部件报废；下料切割的尺寸严重的超过了标准的要求。

 

4.装配工序。该工序在构件加工的质量中占有重要的地位，其质量受上道工序的影响较大，所以在装配前加强过程的监控是非常的重要。该工序的产生的质量问题主要表现在：装配的零部件位置错误，如3450mm装成4350mm；零部件的使用错误，本来应该装配2#零部件件，装配的却是3#另部件；零部件在正确位置上装配错误、如板上的孔45mm本来是朝外，而实际把45mm朝内装了；装配的零部件装配间隙超过规范和技术文件的要求，3mm的间隙现在7mm；有些零部件没有经过校正就进行装配，装配完成后已存在的变形没办法消除变形；操作工为图省事私自切割造成零件上孔位置尺寸超标；装焊区没有进行表面处理；由于图纸尺寸的错误造成的装配错误。

 

二、结语

 

由于钢结构工程一般都是作为高层建筑的核心部位和受力结构，其质量的好坏直接影响到建筑物的安全性、结构性和耐久性，轻则影响正常使用，重则造成巨大经济损失和重大的人员伤亡。因此建筑钢结构工程被列为专项工程，国家及地方建设部门对于钢结构工程质量非常重视，也相应的制订和颁布了多种含及分项工程方面的规范、标准和技术规程。行业中的许多专家多年来致力于此方面的研究，从不同的角度编写了大量专著和文献，对钢结构工程从设计到施工，从新工艺到新技术的应用等方面做了很大的贡献。

 

文章主要对建筑钢结构制作过程中容易产生的质量问题进行简单的归纳分析，旨在与同行业人士共同探讨。