钢结构工程质量控制要求及案例分析.pptx

,#,单击此处编辑母版标题样式,钢结构,工程质量控制要求,及,案例分析,顾军,13003259658,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、钢结构分部分项划分问题,钢构件组装工程可按钢结构制作工程检验批的划分原则划分为一个或若干个检验批。,钢构件预拼装工程可按钢结构制作工程检验批的划分原则划分为一个或若干个检验批。,单层钢结构安装工程可按变形缝或空间刚度单元等划分成一个或若干个检验批。地下钢结构可按不同地下层划分检验批。,二、钢结构分部分项划分问题,多层及高层钢结构安装工程可按楼层或施工段等划分为一个或若干个检验批。地下钢结构可按不同地下层划分检验批。,钢网架结构安装工程可按变形缝、施工段或空间刚度单元划分成一个或若干检验批。,压型金属板的制作和安装工程可按变形缝、楼层、施工段或屋面、墙面、楼面等划分为一个或若干个检验批。,钢结构涂装工程可按钢结构制作或钢结构安装工程检验批的划分原则划分成一个或若干个检验批。,三、钢结构强制性条文,钢材、钢铸件、焊接材料钢结构连接用紧固标准件及螺母、垫圈等标准配件的品种、规格、性能等应符合现行国家产品标准和设计要求,。,进口,钢材产品的质量应符合设计和合同规定标准的要求。,高强度,大六角头螺栓连接副和扭剪型高强度螺栓连接副出厂时应分别随箱带有扭矩系数和紧固轴力,(,预拉力,),的,检验报告。,高强度螺栓连接面的抗滑移系数试验。,（链接钢结构施工验收规范）,三、钢结构强制性条文,钢结构焊接（焊工、探伤）,单,层钢结构安装（整体垂直度和整体平面弯曲）,多,层及高层钢结构安装（整体垂直度和整体平面弯曲）,钢,网架结构安装（挠度值）,四、钢结构材料问题,普通碳素,结构钢,GB/T700-2006,在建筑钢结构中应用最多普通碳素结构钢是,Q235（,就是老牌号,A3,钢），也是现行标准中质量等级最齐全的，特别是,C、D,等级，不论从含碳量控制严格程度或对冲击韧性的保证，都为焊接结构所优先采用。,Q,是屈服点的汉语拼音第一个字母，后面阿拉伯数字代表钢材厚度或直径16,mm,时的屈服点下限,N/mm,2,。,四、钢结构材料问题,关于力学性能检测的说明,厚度越厚，强度越低,四、钢结构材料问题,钢材复验试验,方法,四、钢结构材料问题,低合金结构钢,GB/T1591-2008,低合金高强度结构钢（以下简称：低合金钢）是指在冶炼过程中添加了一些合金元素，其总量不超过5的钢材，加入合金元素后钢材的强度、常温或低温冲击韧性、耐腐蚀性等可以明显提高，又不太降低其塑性。使钢结构构件的强度、刚度、稳定三大主要控制指标都能有充分的发挥。建筑钢结构采用最多的低合金钢为,Q345（16Mn）,和,Q390（15MnV）,钢。其屈服点分别比,Q235,高约47和66。,四、钢结构材料问题,四、钢结构材料问题,厚度方向性能钢板,随着,焊接结构使用的钢板厚度增加，对钢材材性提出了新的内容，就是要求钢板在厚度方向有良好的抗层状撕裂性能，既厚度方向性能钢板（以下简称厚度钢板）。,钢板,抗层状撕裂的性能目前主要通过厚度方向拉力试验时的断面收缩率（,z,%）,来判定。,四、钢结构材料问题,厚度,钢板分为,Z15,、,Z25,、,Z35,，既断面收缩率分别不小于,15%,、,25%,、,35%,。对,Z15,钢板按要求可以逐张检验或按批检验，每批不大于,25t,，对,Z25,、,Z35,应逐张检验（,Z,向指标）,。,GB/T 5313-2010,厚度方向性能钢板,（链接,Z,向板说明）,钢结构工程施工质量验收规范,GB50205,中规定，板厚,40mm,，且设计又要求的厚板，应进行复验,。,四、钢结构材料问题,钢结构材料复验,（链接钢结构施工规范要求）,四、钢结构材料问题,铸钢件,建筑用铸钢节点技术规程,CECS235:2008,“8.,检查与验收”,四、钢结构材料问题,四、钢结构材料问题,热镀锌件检查要求,四、钢结构材料问题,四、钢结构材料问题,镀锌层厚度测量方法,五、焊接连接中的问题,焊接连接的,优点：,可以从任何方位、角度、形状连接、连接不需要开孔，避免截面受消弱、节省钢材、焊缝连接刚度大、密封性好等。,焊接连接的缺点：,在高温作用下，热影响区的金相组织和机械性能发生变化，使某些部位的材质变脆；焊接过程中，钢材受到不均匀的加热和冷却，使结构产生焊接残余应力和残余变形，有可能影响结构的承载力、刚度和使用性能。,五、焊接连接中的问题,关于焊接工艺评定问题,；,GB50661-2011,钢结构焊接规程,1.,什么是焊接工艺评定，它起什么作用？,WPS,（焊接工艺）、,WPQT,（焊接工艺评定试验）、,PQR,（焊接工艺评定报告）,焊接,工艺评定是评定焊接实施单位利用所制定的焊接工艺、所焊的焊接接头的力学性能满足母材的最低要求。,2.,什么情况下必须做焊接工艺评定？,施工单位首次采用的钢材、焊接材料、焊接方法、接头形式、焊接位置、焊后热处理等各种参数及参数的组合，应在钢结构制作及安装之前进行焊接工艺评定试验。焊接工艺评定试验方法和要求，以及免予工艺评定的限制条件应符合钢结构焊接规范,GB 50661,的有关规定要求,。,3.,实施焊接工艺评定的焊工,熟练,焊工，焊工应采用评定合格的工艺进行考试。钢结构焊接规程要求持证焊工。,五、焊接连接中的问题,关于焊接方法和焊,材选用问题,；,焊接材料选用与焊接方法有关，应通过焊接工艺评定结果来选取。（焊材的高匹配和低匹配）,手工电弧焊：焊条,CO,2,气体保护,焊和氩弧焊：光焊丝和药芯焊丝、保护气体,埋,弧焊和电渣焊：焊丝和焊剂,气焊（钎焊）：钎料和钎剂,五、焊接连接中的问题,关于,焊接变形控制,问题；,焊接变形都是由焊接残余应力引起的，所有的焊接方法焊缝都是收缩的，因此焊缝都是受拉应力。焊接量越大，残余应力越大，收缩越严重。,焊接,过程中控制变形的主要措施：,1,、采用反变形,2,、采用小锤锤击中间焊道,3,、采用合理的焊接顺序,4,、利用工卡具刚性,固定,五、焊接连接中的问题,焊接变形的矫正,1,、机械矫正法,采用压力机、矫正机或手工捶击等机械方法产生新的塑性变形,以使原来缩短的部分得以延伸,达到矫正变形的目的。,2,、火焰矫正法,利用火焰加热时产生的局部压缩塑性变形,使较长的金属在冷却后缩短来消除变形。对低碳钢和普通低合金钢常采用,600800,的加热温度。,五、焊接连接中的问题,关于,焊接环境问题,；,环境,湿度：影响焊缝金属扩散氢含量,环境温度：会给焊缝带来更大的残余应力，且不利于氢扩散,环境,风速：影响保护气体对焊接电弧和熔池的保护,五、焊接连接中的问题,关于,焊接预热和后热问题,；,焊接,预热的作用：,1,）预热能减缓焊后的冷却速度，有利于焊缝金属中扩散氢的逸出，避免产生氢致裂纹。同时也减少焊缝及热影响区的淬硬程度，提高了焊接接头的,抗裂性。,2,）预热可降低焊接,应力，降低焊接结构的拘束度。,均匀地局部预热或整体预热，可以减少焊接区域被焊工件之间的温度差（也称为温度梯度）。这样，一方面降低了焊接应力，另一方面，降低了焊接应变速率，有利于避免产生焊接裂纹。,焊接过程道间温度必须不低于预热温度,。,五、焊接连接中的问题,焊接后热的作用：,后热处理，,也,称,消氢热处理,。,即在焊后将焊件加热,到,250,350,，,保温,2,6,小时,，目的是使焊缝中的扩散氢加速逸出，大大降低焊缝和热影响区中的氢含量,，防止,产生冷裂纹。,五、焊接连接中的问题,关于,焊缝无损检测,问题,用,超声探伤、射线探伤、磁粉探伤或渗透探伤等手段，在不损坏被检查焊缝性能和完整性的情况下，对焊缝质量是否符合,规范要求,和设计意图所进行的检验。,五、焊接连接中的问题,关于,焊缝无损检测,问题,用,超声探伤、射线探伤、磁粉探伤或渗透探伤等手段，在不损坏被检查焊缝性能和完整性的情况下，对焊缝质量是否符合,规范要求,和设计意图所进行的检验,。,钢结构无损检测要求,五、焊接连接中的问题,焊工必须有安全作业证和技能上岗证,焊工,必须经技能考试合格，取得资格证书，在认可范围内焊接作业，并取得安全作业证，禁止无证上岗,。,目前国内钢结构施工焊工合格证有：钢结构焊工、电力系统焊工、压力容器焊工、船舶行业焊工、美国,AWS,焊工。,焊工和焊接操作工。,六、螺栓连接中的问题,螺栓,是钢结构主要连接紧固件，通常用于钢结构中构件的连接、固定、定位等。螺栓等级有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。其中，8.8级以上（含8.8级）称为高强度螺栓，其余称为普通螺栓。,六、螺栓连接中的问题,关于螺栓材料问题,；,螺栓材料有低碳钢、低合金钢、合金钢等材料。一般地脚螺栓或普通螺栓采用低碳钢或低合金钢材料，高清螺栓采用合金钢材料。高强螺栓的强度是通过合金钢材料中的合金元素产生的“淬硬性”，通过热处理来实现的。因此高强螺栓为了保持强度是不能加热的。,六、螺栓连接中的问题,关于高强螺栓连接面抗滑移系数问题,；,摩擦型高强螺栓连接节点的传力是依靠连接面的摩擦力来实现的。因此连接面的抗滑移系数至关重要。,抗滑移试验的数量、时间、和频度。,关于高强度大六角头螺栓连接副和扭剪型高强度螺栓连接副扭矩系数和紧固轴力,(,预拉力,),的问题,；,六、螺栓连接中的问题,关于高强度螺栓安装施拧问题,；,初拧和终拧，,24,小时内完成终拧,镀锌,螺栓施,拧：,宜采用,“,5.6.19,镀锌高强螺栓连接用直接张拉法施加预拉力。,”,关于高强度螺栓丝扣外露问题,；,螺栓头部两牙缩小，受力有影响,关于地脚螺栓埋设,问题；,地脚螺栓埋设的固定要求（轴线、标高、垂直度），固定方式，以及高强度地脚螺栓的埋设注意事项；,六、螺栓连接中的问题,七、钢构件制作中的问题,钢结构下料问题；,七、钢构件制作中的问题,钢结构拼装工艺问题；,A,、,H,型构件组装采用在专用,H,型钢自动组装机上组装,B,、,H,型构件焊接采用在专用,H,型钢生产线上进行，采用龙门式自动埋弧焊机在船型焊接位置焊接,C,、,H,型构件的矫正采用在专用的,H,型钢翼缘矫正机上进行翼板角变形矫正，采用弯曲矫直机进行挠度变形调整,1,）,H,型,构件加工工艺,七、钢构件制作中的问题,A,、组装采用专用箱型构件组装机进行自动组装,B,、焊接采用,CO2,自动打底焊和双弧双丝埋弧焊，采用对称施焊法和约束施焊法等控制焊接变形和扭转变形。,2,）箱型构件加工工艺,七、钢构件制作中的问题,C,、采用端面铣床对箱体两端面进行机加工，保证构件的几何长度尺寸，从而提供钻孔基准面，有效地保证钻孔精度。,D,、钻孔采用龙门式移动数控钻床，可自动定位、找基准面，多方位整体钻孔，有力地保证了孔群的钻孔精度。,七、钢构件制作中的问题,无模多点成型数控冲头图,3,）曲线箱型构件加工工艺,七、钢构件制作中的问题,三辊卷板成形工艺,板材在三辊卷板机中轧弯,轧弯后的板材送入油压机整形,七、钢构件制作中的问题,七、钢构件制作中的问题,弯扭构件的组装,七、钢构件制作中的问题,七、钢构件制作中的问题,钢构件尺寸验收问题；,随着建筑师设计出越来越多的形状各异的建筑，结构师为实现这些建筑形状也将钢结构设计成了各种形状，已远不是以前的梁柱系统。因此以前规范上的尺寸验收要求已经不能满足现状工程需要。对于形状比较特殊的钢结构工程，需要制定特定的尺寸验收标准。,（链接项目尺寸检查要求）,七、钢构件制作中的问题,对于钢构件制作的胎架划线和搭设尺寸、钢构件安装时的基准线和定位方式等进行严格检查控制。以保证钢构件制作的尺寸精度和安装的准确度。,钢构件拼装尺寸应很好的控制，钢构件拼装检查应在制作焊接完成后自由状态下进行。,七、钢构件制作中的问题,钢构件预拼装问题；,实体,预拼装,1,预拼装场地应平整、坚实；预拼装所用的临时支承架、支承凳或平台应经测量准确定位，并符合工艺文件要求。重型构件预拼装所用的临时支承结构应进行结构安全验算。,2,预拼装单元可根据场地条件、吊装设备等选择合适的几何姿态进行预拼装。,3,钢构件应在自由状态下进行预拼装。,4,钢构件预拼装应按设计图的控制尺寸定位，并考虑预起拱、焊接收缩量及其他等工艺要求。,5,采用螺栓连接的节点连接件，必要时可在预拼装定位后进行钻孔,。,三、钢结构施工规范常见疑难问题解析,6,当多层板叠采用高强度螺栓或普通螺栓连接时，宜先使用不少于螺栓孔总数,10%,的冲钉定位，再采用临时螺栓紧固。临时螺栓在一组孔内不得少于螺栓孔数量的,20%,，且不少于,2,个；预拼装时应使板层密贴。螺栓孔应采用试孔器进行检查，并符合下列规定：,（,1,）,当采用比孔公称直径小,1.0mm,的试孔器检查时，每组孔的通过率不应小于,85%,；,（,2,）,当采用比螺栓公称直径大,0.3mm,的试孔器检查时，通过率应为,100%,。,10.2.7,预拼装检查合格后，宜在构件上标注中心线、控制基准线等标记，必要时可设置定位器,。,七、钢构件制作中的问题,三、钢结构施工规范常见疑难问题解析,计算机辅助,模拟预拼装,1,钢构件除采用实体预拼装外，还可采用计算机辅助模拟预拼装方法，模拟构件或单元的外形尺寸应与实物几何尺寸相同。,2,当采用计算机辅助模拟预拼装的偏差超过现行国家标准钢结构工程施工质量验收规范,GB 50205,的相关要求时，应按本章第,10.2,节的要求进行实体预拼装。,七、钢构件制作中的问题,七、钢构件制作中的问题,钢构件外观质量问题,总结其要求主要有几个方面,1,钢构件外形应满足轧制型材的外观要求。,2,对接熔透焊缝应打磨平整，焊缝余高允许,+1,，,-0,。且构件表面不允许有永久性标记。,3,涂装质量要求严格。,八、钢构件安装中的问题,钢结构安装主要考虑两方面的因素,：,安装过程的构件稳定措施，包括安装过程的结构支撑系统的稳定和构件未形成系统前的结构稳定；,钢结构安装的构件尺寸控制，包括构件安装定位尺寸、构件的予起拱等。,八、钢构件安装中的问题,钢构件安装工艺问题；,a,、,高空散拼法,一般需要采用满堂脚手架作为安装和操作平台来组装钢屋盖，该方法散件多、且在高空作业，需要特别注意节点和杆件的空间定位及焊接节点的焊缝质量。,b,、高空分单元安装法,一般采用少量支承架，先在地面上分单元进行组装，然后用吊车将其吊装到设计标高就位，再与相邻的单元连接成整体。,如上海体育场、虹口足球场钢、浦东机场,T2,航站楼登机长廊屋,盖施工。,c,、整体吊装法,钢屋盖在地面上组装，然后采用拔杆或其它起重设备将其吊装就位。,八、钢构件安装中的问题,d,、,高空滑移法,可在地面上组装成条状单元，吊装后在高空滑移就位并练成整体。也可在钢屋盖一端高空组装成条状单元，滑移后让出该单元的组装平台，便可组装第二单元并与第一单元连成整体，再高空滑移一段距离，再组装一个条状单元，如此重复，直至组装最后一个单元，即完成整个钢屋盖的安装工作。,e,、,整体顶升法,钢屋盖整体顶升法可以利用原有结构柱作为顶升支架，也可另设专门的支架或枕木垫高。顶升法的千斤顶安置在钢屋盖的下面，在顶升过程中应采取导向措施，以免发生偏移转向，只能垂直向上升，不能或不允许平移或转动。,八、钢构件安装中的问题,什么类型的钢结构工程需要专家评审？,3.0.2,钢结构工程实施前，应有经施工单位技术负责人审批的施工组织设计、与其配套的专项施工方案等技术文件，并按有关规定报送监理工程师或业主代表；对于重要钢结构工程的施工技术方案和安全应急预案，应组织专家评审。,3.0.9,对于本规范未涉及的新技术、新工艺、新材料和新结构，施工中应进行试验，并根据试验结果确定所必须补充的标准，且需经专家论证。,4.2.6,临时支承结构的拆除顺序和步骤应通过分析和计算确定，并编制专项施工方案，必要时可经专家论证。,4.2.8,索结构中的索安装和张拉顺序应通过分析和计算确定，并编制专项施工方案，计算结果应经原设计单位确认。,八、钢构件安装中的问题,钢结构安装顺序和临时固定问题；,钢结构安装顺序，应着重考虑安装过程的结构稳定性、吊装构件的重量和大小、起重机械的站位和起重半径等。这些问题的考虑主要为施工方责任，作为监理主要从安全性和可实施性两方面来考虑。,钢结构在形成整体前，其受力状态与使用工况是不同的。监理应要求施工方对施工工况的结构和临时支撑进行分析计算，并得到原结构设计师的确认。,八、钢构件安装中的问题,钢结构安装的测量验收要求和时机问题,对于结构形式复杂的钢结构安装工程，同样应制定符合结构特点的验收内容和合格标准。,对于场馆工程的大跨度钢结构安装的测量验收时机，应在钢构件吊装就位并焊接或连接完毕，临时支撑结构拆除之前完成。,九,、钢构件涂装问题,钢材具有很多优点，但是也存在明显的弱点容易腐蚀。,监理钢结构涂装要注意很重要的一环，就是对钢材基面清洁的处理程度。,涂层中的底漆主要起附着、防绣和阴极保护作用，面漆主要起防腐耐老化、耐紫外线作用，而中间漆的作用是介于两者之间，并能增加漆膜总厚度。,九,、钢构件涂装问题,关于涂装问题；,国内钢结构最常用的方案,长效防腐：,水性无机富锌涂料、环氧富锌涂料、热浸锌,中间封闭过渡层涂料：,环,氧云母氧化铁,面层涂料：,聚氨酯、聚硅氧烷、氟碳涂料、氯化橡胶等,九,、钢构件涂装问题,关于清洁除锈问题；,机械方法除锈：,喷砂或抛丸,St2.5,、,St3,级,手工方法除锈,：,砂轮打磨,Sa3,级,钢材表面清洁度要求、粗超度要求,九,、钢构件涂装问题,关于涂装工艺问题；,无气,喷涂：,高压无气喷涂，也称无气喷涂，它使用高压柱塞泵，直接将油漆加压,形成高压力的油漆，喷出枪口形成雾化气流作用于物体表面（墙面或木器面）。相对于有气喷涂而言，漆面均匀，无颗粒感。由于与空气隔绝，油漆干燥、干净。无气喷涂可用于高粘度油漆的施工，而且边缘清晰，甚至可用于一些有边界要求的喷涂项目。,手工滚涂,手工刷涂,九,、钢构件涂装问题,关于防火涂料材料问题,1,无机,填料：不,燃的，起导热系数低,2,阻燃剂：吸热,后可分解的,阻燃剂、在,热的情况下能释放,出,气焰的形成和增长的自由基产生作用,活性,气体化合物的,阻燃剂、膨胀,防火体系的阻燃剂,3,添加剂：,能释放出大量隋性气体的添加剂,、,释放出重质蒸气的添加剂。,防火涂料必须经过形式试验，试验耐火极限应与设计要求一致。,十、钢结构资料和验收,钢结构资料问题,钢结构施工前明确分部分项和检验批划分，明确检查内容和要用到的检查记录表。,钢结构施工验收规范上需要检查的项目，上海市金属结构协会都编制了相应的检查记录表。,钢结构验收资料,谢 谢！,