钢结构施工过程中可能出现的问题
近年来,钢结构材料因其环保、抗震等自身优点,在高层楼房、工业厂房、桥梁等现代建筑中得到了广泛应用。但在大量的工程建设过程中,钢结构工程也暴露出了很多质量问题。
钢结构在施工过程中的常见问题有以下几种:
1构件的制作问题 门式钢架所用的板件非常薄,在日常应用中,薄可达4毫米。多薄板的下料切割方式应当剪切方式,而尽量避免火焰切割。这是因为用火焰切割会使得板边产生很大的波浪状的变形。目前,h型钢材料的焊接方式大多数厂家均采用的是埋弧自动焊或半自动焊。倘若在切割时未能把握好手法,很容易发生焊接变形,使构件弯曲或扭曲。
2柱脚安装问题
2.1预埋件问题 整体或局部偏移,标高有错误,丝扣没有采取保护措施。这将直接造成钢柱底板螺栓的不对位,丝扣长度不够。
2.2.锚栓不垂直问题 框架柱脚的底板水平度差,造成苗栓不垂直,使得基础施工后预埋锚栓水平误差偏大。
2.3锚栓连接问题 柱脚锚栓没有拧紧,垫板没有与底板焊接,部分位置没有露出2-3个丝扣的锚栓。
3连接问题
3.1螺栓装备不符合标准要求,使得螺栓不好安装或导致螺栓安装不够紧固。
3.2螺栓丝扣有损伤,螺杆不能顺利旋入螺母,阻碍了螺栓的装配。
3.3现场的焊接问题,质量不能保证,设计所要求全焊透的一、二级焊缝没有采用超声波探伤,楼面主梁与柱没有实施焊接,没有采用引弧板施焊等等问题造成钢结构施工问题。
4、构件的变形问题
4.1构件在运输时发生变形,出现死弯或缓弯,造成构件无法进行安装。在构件制作过程中由于焊接产生的变形,构件一般呈现缓弯。在构件待运时,支垫点的不合理,如上下垫木不垂直或堆放构建的场地发生沉陷等原因,使构件产生了死弯或者缓变形。构件运输过程中因碰撞而产生了变形,一般呈现死弯等。这些原因造成的构建变形问题,使得钢结构材料在施工过程中无常使用,带来了施工的不便。
4.2钢梁构件在拼装之后全长扭曲程度**过允许值,造成钢梁的安装质量无法保证。拼接工艺的不合理以及拼装节点尺寸不符合设计要求等原因,造成了钢梁结构构件的不合格,在钢结构施工过程中无法进行建筑实施,质量较是无法保证。
4.3构件起拱,其程度数值大于或小于设计的数值。当构件起拱数值小时,安装后梁下挠,当起拱数值大时,容易造成构件标高**标。这种现象产生的主要原因是,构件的尺寸不符合设计要求。
无论是钢结构的材料使用还是施工技术,在任何一个环节出现问题均能导致结构断裂、倒塌、物体坠落等事故,作好施工前的技术准备是避免事故发生的关键。
随施工技术的发展,钢结构施工全过程的计算机仿真计算已经运用到生产中,并日益成熟。从结构与临时措施材料的选择、构件的吊点位置设计、吊索承载选择、施工过程构件稳定及温度影响、施工过程中构件应力变化、支撑体系的设计与卸载等,均能通过仿真计算得到施工的理论依据,安全计算主要内容如下:起重吊索用具的选择、临时吊耳材料选择与设计、临时支撑材料选择与设计、构件的吊点选择、卸载的施工顺序以及应力水平等。通过仿真计算可避**纯的经验性施工,有效地保证结构构件(尤其是大跨度结构)在施工中的安全与支撑体系的稳定。需要注意的是,在采用脚手架作为结构临时支撑体系时,由于建筑市场材料的因素影响,扣件式脚手架的钢管与扣件往往达不到规范的要求,在对其进行抽样检查的同时,在计算时对其材料的特性取值要降低,如钢管不能以4,48mm×3.5mm计取,其壁厚宜取2.8~3.Omm。
钢结构操作的安全应知教育
钢结构施工具有较强的性,对施工操作者技能要求高,在严格执行安全生产教育的同时,应着重加强工种的施工安全生产的应知教育。提高人员的安全生产意识是个长期的活动,只有提高操作人员的安全防范意识,才能使安全生产的展开得以顺利实施。目前施工企业的安全生产教育从说教式基本转变成形式多样的宣传教育形式,主要采用多媒体直观喜闻乐见的方式,能收到较好的效果。
进行钢结构焊缝无损探伤检测,及时发现并弥补钢结构的缺陷,是确保建筑钢结构的安全性与稳定性的重要手段之一。
无损检测方法是一项综合性技术,通过应用化学、物理现象,并借助的器材和设备等,可对钢结构焊缝进行有效的测试和检测,以保证钢结构的性、安全性、致密性、连续性和完整性。以下就钢结构焊缝无损探伤质量检测技术进行探讨分析,以供参考。
1 钢结构焊缝无损质量检测技术的应用现状分析
钢结构焊缝根据母材和焊缝的连接位置可将焊缝分为角焊缝和对接焊缝。角焊缝分为斜角焊缝和直角焊缝;对接焊缝分为部分焊透焊缝和完全焊透焊缝。根据《钢结构设计规范》(GB 50017―2003),焊缝应该根据应力状况、工作环境、焊缝形式、荷载特性和结构的重要性等,将焊缝的质量划分为不同等级。对于不同质量等级的焊缝,应根据相应的钢结构工程施工质量验收标准验收,并分别对钢结构焊缝进行内部质量检测和表观检测。内部质量检测是指根据相关的设计要求,采用超声波探伤技术检测焊缝内部是否存在缺陷。如果超声波探伤无法准确判断焊缝内部是否存在缺陷,则应采用射线探伤技术。上述无损检测的探伤方法和内部缺陷分级均符合国家现行标准中的相关要求,比如《钢熔化焊对接接头射线照相与质量分级的规定》(GB 3323)和《钢焊缝手工超声波探伤结果分级法》(GB 11345)等。此外,对于厚度>8 mm的板材和曲率半径相对较小的管材,常采用超声波探伤;对于厚度在8 mm以下的板材和曲率半径相对较大的管材,常采用渗透探伤或磁粉探伤。
2 钢结构焊缝常用的质量检测技术及其特点
2.1射线探伤检测。射线探伤是进行钢结构焊缝无损探伤检测较为常用的一种检测方法,它利用射线透过焊接接头部位,照射在照相底片或荧光屏上。然后,由工作人员根据底片或荧光屏上形成缺陷的形状、大小和数量,分析判定焊缝等级,并对其进行分类,作为产品验收的依据。除此之外,射线探伤还可以采用电离法或工业电视监测法等。锅炉、船身等钢结构产品对与密闭性的要求较为严格,常常采用射线探伤检测方法对焊缝质量进行检验。射线探伤具有明显的优点,它能够检测人员准确判断缺陷的形式,其性也较高,利用底片法时还能够长期保存。但是,我们也不能忽视射线对人体的危害,采用射线探伤检测方法需要消耗较大的成本,并且检测耗时较长。
钢结构施工质量的问题:
1、现场施工单位资质审查
钢结构工程施工单位应具备相应的钢结构工程,施工现场质量管理应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,施工现场应有经项目技术负责人审批的施工组织设计、施工方案等技术文件;
2、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要求。
3、质量控制资料检查
(1)钢材、焊接材料、高强螺栓连接、防腐涂料、*涂料等的质量书、试验报告、焊条的烘焙记录(包括制作和安装);
(2)钢构件出厂合格证和设计要求作强度试验的构件试验报告;钢构件进场的全数检查记录;
(3)高强螺栓连接摩擦面抗滑移系数厂家试验报告和安装前复验报告; (4)高强螺栓连接预拉力或扭矩系数复验报告(包括制作和安装); (5)一、二级焊缝探伤报告(包括制作和安装); (6)采用的钢材和焊接材料的焊接工艺评定报告; (7)高强螺栓连接施工记录;
(8)焊缝检验记录(包括制作和安装); (9)构件预拼装检查记录; (10)涂装检验记录及吊装记录。 4、现场实物检查 (1)焊接 A. 焊缝外观质量及焊缝缺陷; B. 焊钉焊接的外观质量; C.
焊钉焊接后的弯曲检验。
(2)高强螺栓连接及拼装缝隙检查 A. 连接摩擦面的平整度和清洁度; B. 螺栓穿入方式和方向及外露长度; C.
螺栓终拧质量及拼装缝隙。
(3)钢结构构件的进场质量检查 A. 钢结构切割面或剪切面质量;
B. 钢构件外观质量(变形、涂层、表面缺陷); C.
零部件**紧组装面。
(4)钢结构安装 A. 地脚螺栓位置、垫板规格与柱底接触情况; B. 钢构件的中心线及标高基准点等标志; C. 钢结构外观清洁度; D.
安装**紧面。
(5)压型金属板 A. 压型板表面清洁度与平整度; B. 涂层或镀层的缺陷;
D. 纵横搭接质量。
(6)钢网架 A. 焊接球、螺栓球及杆件的表面缺陷; B.
网架结构完成后的挠度。
(7)钢结构涂装 A. 钢材表面除锈质量和基层清洁度; B. 涂层外观质量(包括防腐和*涂料); C.
涂层厚度(包括防腐和*涂料)。
《钢结构工程施工质量验收规范》中的强制性条文5.2.4条规定:设计要求全焊透的一、二级焊缝应采用超声波探伤进行内部缺陷的检验,其内部缺陷分级及探伤方法应符合现行国家标准《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级》GB 11345的规定。
钢结构工程焊缝探伤的检验等级全部为B级。具体方法是采用一种角度探头在焊缝的单面双侧进行检验,对整个焊缝截面进行探伤。母材厚度大于100mm时,应采用双面双侧检验,对接接头主要采用单面双侧检验;当受构件的几何条件限制时,可在焊缝的双面单侧采用两种角度的探头进行探伤。T型接头焊缝可按双面单侧检验,T型焊缝母材位置不要选错,有人错误的认为母材一定是厚度薄的钢板,对于对接焊缝可以这么理解,但对于T型焊缝却不一定,母材的判定取决于位置而不是厚度。
二、探伤比例的确定
一级焊缝为探伤,即无论工厂制作焊缝还是现场安装焊缝,包含所有焊缝数量,每一条焊缝整条长度全部检测。
二级焊缝的为20%探伤,需要注意的是这里的20%对应工厂制作焊缝和现场安装焊缝计数方法不一样。
对于工厂制作焊缝,应按每条焊缝计算百分比,且探伤长度应不小于200mm,当焊缝长度不足200mm时,应对整条焊缝进行探伤。可以理解为,工厂制作的二级焊缝每一条都需要进行超声波探伤检测,当焊缝长度大于1000mm,小检测长度为整条焊缝长度的20%;当焊缝长度在200mm~1000mm之间,小检测长度为200mm;当焊缝长度小于200mm,按整条焊缝长度来检测。在实际探伤工作中有时候误认为工厂制作焊缝也按数量的20%抽检,这样理解是错误的。
对于现场安装焊缝,应按同一类型、同一施焊条件的焊缝条数计算百分比,探伤长度应不小于200mm,并应不少于1条焊缝。应理解为,按照焊缝的条数的20%数量进行抽检,但每条抽检的焊缝的检测长度可以参照工厂二级焊缝长度来进行。
三、探头的选取
探头的选择也对探伤检测的准确性有很大的影响。探伤检测应根据母材厚度、焊缝坡口形式等因素选择不同K值的探头。常用的探头K值有1.0、2.0、2.5,频率在2.5MHz~5.0MHz。当母材厚度在8~25mm之间,宜选用K2.5的探头;当母材厚度在25~50mm之间,宜选用K2.0的探头;当母材厚度大于50mm时,宜选用K1.0的探头。
四、探伤检测的步骤
探伤检测前,可以先通过结构图纸了解到被检构件的材质、厚度、曲率、焊接方法、焊缝等级、坡口形式等实际情况。根据实际情况选择出对应的K值探头,制作出相应的DAC曲线。
提前对被检焊缝两侧母材表面进行处理,将焊渣、飞溅、混凝土、油污等杂质打磨掉,漏出金属光泽的面层,打磨宽度一般为2.5倍的K值和母材厚度的乘积。
耦合剂应选用具有良好透声性和适宜流动性,不应对材料和人体有损伤作用,同时应便于检测后的清理的材料。工业浆糊因其粘度、流动性、附着力适当,对构件和人体无害,价格便宜,配置方便,耦合效果比较好成为比较常用的耦合剂。
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