钢结构工程施工质量通病分析与预防措施.ppt

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1、第三章 建筑工程施工质量通病分析与预防措施,第四节 钢结构工程施工质量通病分析与预防措施,钢结构工程广泛应用于大跨度和超高层建筑领域中，具有明显的优势。,钢结构工程质量通病分析与预防措施,钢结构工程质量通病分析与预防措施,钢结构工程优缺点,优点：强度大、组织均匀、塑性好,缺点：易脆裂、易受腐蚀、耐火性差、可焊性是否良好,“材料”方面：,“构件”方面：,优点：截面较小，轻薄、受力较可靠,缺点：刚度和稳定性不佳，型钢间焊接、螺栓连接等连接方式是否可靠,“结构”方面：,优点：以轻型、薄壁和大跨度、高耸结构为主,缺点：容易受到振动、冲击、重复作用的动力荷载，高低温度变化,钢结构事故多发生在施工阶段到竣

2、工验收前，事故可分为整体事故和局部事故,1,2,3,4,钢结构原材料及成品,钢结构连接工程,钢零件及钢部件加工工程,钢结构组装工程,钢结构安装工程,5,本节从以下几个方面分析钢结构工程的质量通病，以及提出预防措施,钢结构涂装工程,6,本节内容,一、钢结构原材料及成品,质量通病1：原材料及成品存在先天性缺陷,（1）现象：钢结构中要用到的各种原材料及成品，如钢材、焊接材料、连接用的紧固标准件、螺栓球、焊接球、封板、涂装材料等存在先天性的化学缺陷、冶炼、浇铸、轧制等质量缺陷。化学成分：可分为低碳钢（碳占0.14%-0.22%）和低合金钢。微量元素控制着钢材的强度、塑性、韧性、可焊性和耐腐蚀性。冶炼、

3、浇铸和轧制质量缺陷：夹层、微孔、白点、裂纹、夹渣、划痕、过烧等。,（2）主要原因：选择了不合适的供货方；原材料检验不到位；擅自替换材料；,（3）预防措施：保证采购 符合国家产品标准和设计要求；进场检查；抽样复检 对质量有怀疑，按比例试验，追踪检验，商检。充分了解材料性能、质量标准、适用范围，慎重选择和使用材料 材料代用要出具设计变更 加强管理，强化意识，严格执行。,一、钢结构原材料及成品,质量通病1：原材料及成品存在先天性缺陷,白点,裂纹,划痕,回忆第二章第三节质量控制方法内容：现场质量检验方法中的目测法的(P35),看、摸、敲、照,量测法：靠、吊、量、套,试验法：理化、无损,一、钢结构原材料

4、及成品,质量通病2：原材料及成品存放管理混乱,（1）现象：钢材锈蚀、变形，堆放混乱，其型号、规格、材质不明；焊接材料受潮、混放；螺栓、螺母、垫圈出现生锈；压型金属板受压变形，有擦痕、油污和皱褶；油漆和耐火涂料过期失效。,（2）主要原因：对材料管理不重视，没有材料收、发、贮、管相关制度；未建立必要的材料库房；未设专门的材料管理人员和材料管理措施不力。,（3）预防措施：入库登记；保持账、卡、物相符，定期检查。对超过保存期的材料进行处理。钢材应按种类、材质、批号、规格分类平整堆放，做好标记 严格控制焊材库内温度和湿度。高强度螺栓应防潮、防雨、防粉尘，分类存放保管。对保管不善造成的 生锈沾污螺栓应清洗

5、润滑并进行扭矩系数或预拉力检验，合格方可使用。压型金属板分类平整堆放，防止擦痕、泥沙油污、明显凹凸和皱褶。油漆和耐火材料应在时效期内使用。,质量通病1：产生焊缝外部缺陷,（1）现象：焊缝外部缺陷：焊喉不足、余高过大、焊脚尺寸不足过大等外形尺寸偏差以及产生咬边、焊瘤、弧坑、烧穿等。,造成应力集中，影响结构动载性能及疲劳性能。,（2）原因：电流太大、电弧过长、运条角度不当等,（3）预防措施：提高焊接工艺，提高焊工质量意识；妥善保管焊材；选择合适焊接环境。,回忆第一章影响建筑工程质量的五大因素（P4）,人、材料、机械、方法、环境,二、钢结构连接工程（一）焊接工程,质量通病1：产生焊缝外部缺陷-焊缝尺

6、寸不符合要求,（1）现象：焊缝尺寸不符合要求：焊缝外形高低不平、焊波宽窄不齐、焊缝加强高过大或过小、焊缝宽度太宽或太窄、焊缝与母材间的过渡不平滑等等。,（2）原因：坡口角度、间隙不当，焊接电流选择不当，焊工操作技能差,（4）预防措施：选择合适的坡口角度，组装间隙要均匀，焊接人员要熟练地掌握运条速度和焊条角度。,二、钢结构连接工程（一）焊接工程,（3）危害性：尺寸过小的焊缝，会降低焊接接头的强度；尺寸过大的焊缝，会增大焊接变形。对于过渡不平滑的，会造成应力集中。,质量通病1：产生焊缝外部缺陷-咬边,（1）现象：咬边：焊缝边缘母材上被电弧烧熔出凹陷或沟槽。,（2）原因：熔接电流过大，电弧过长，焊条

7、角度掌握不当等。,（4）预防措施：焊接电流选择适当，尽量采取短弧焊接，掌握合适的焊条角度和运条手法,二、钢结构连接工程（一）焊接工程,（3）危害性：不但减小了基本金属的有效工作截面，而且会造成应立集中。,质量通病1：产生焊缝外部缺陷-焊瘤,（1）现象：焊瘤：熔化金属流淌到焊缝以外，未能与母材熔合而形成金属瘤。,（2）原因：坡口边缘未清理干净；焊接电流过大或过小，焊条熔化时母材还未充分熔化；焊接速度慢；组装间隙大。,（4）预防措施：焊前清理好坡口；组装间隙要适当；选择合适的电流。,二、钢结构连接工程（一）焊接工程,（3）危害性：容易在焊瘤处产生应立集中等。,质量通病1：产生焊缝外部缺陷-弧坑,（

8、1）现象：弧坑：在焊缝收尾处，产生的低于母材表面的凹坑。,（2）原因：熄弧时间过短，或焊接电流过大。,（4）预防措施：主要是提高焊工的操作技能。气体保护焊时，可使用焊机上的衰减装置。,二、钢结构连接工程（一）焊接工程,（3）危害性：弧坑低于金属表面，降低了焊接接头的承载能力，而且弧坑内常伴有气孔、夹渣、微裂纹等缺陷。,二、钢结构连接工程（一）焊接工程,质量通病2：存在焊接内部缺陷,（1）现象：焊缝内部缺陷：气孔、夹渣、未熔合、未焊透等，,降低焊缝的机械性能，破坏焊缝的致密性，导致裂解和结构破坏，更易引起应力集中，对动载下疲劳性能影响大。,（2）原因：焊接工艺不到位，焊接工作质量,（3）预防措施

9、：焊接前，对焊缝进行彻底清理；焊剂、焊丝、焊条必须与母材匹配；合理控制焊接电流、速度和破口角度。,回忆第一章第一节质量的内涵（P3）：,施工质量、工序质量、工作质量,质量通病2：存在焊接内部缺陷-气孔,（1）现象：气孔：焊接过程中，熔池金属高温时吸收的气体在冷却过程中，未能充分逸出，而残留在焊缝金属中，形成孔穴。,（2）原因：一切能导致焊接过程中产生气体的因素，如大气环境、焊条药皮熔化时分解出的气体，母材上的油污、水分、锈斑等，受热分解后产生的气体，以及焊接冶金反应生成的气体都是产生气孔的原因。,（4）预防措施：焊条的控制 焊条和焊剂烘干的控制。对焊缝坡口处及其两侧严格清理。施焊环境的控制气体

10、保护焊时，保证气体的纯度和含水量符合要求。采取预后热的措施。,二、钢结构连接工程（一）焊接工程,（3）危害性：减小了金属的有效截面，使焊接接头强度降低；气孔的边缘可能发生应力集中；密集其孔使焊缝金属组织疏松，使接头的塑性降低，其中最大的危害是焊缝中的氢气孔，它是延迟裂缝的根源。,质量通病2：存在焊接内部缺陷-夹渣,（1）现象：夹渣：残留在焊缝金属中的非金属物。,（2）原因：外界带入的夹渣 焊接过程中的冶金产物 坡口角度小 操作不当,（4）预防措施：清理母材坡口及其附近表面的不洁物 选择适当的焊接电流。提高操作水平。正确运条。采用工艺性能良好的焊条。,二、钢结构连接工程（一）焊接工程,（3）危害

11、性：降低焊接接头的承载能力；容易引起应力集中；影响了焊缝金属的致密性；会产生较大的内应力，而导致裂缝。,质量通病2：存在焊接内部缺陷-未熔合,（1）现象：未熔合：焊接接头中，焊道与母材、焊道与焊道之间未能完全熔化结合。,（2）原因：组装问题 焊接工艺不当 焊条偏芯 操作不当 坡口或前层焊道未清理干净,（4）预防措施：选择合适的入热量 避免使用偏芯焊条,二、钢结构连接工程（一）焊接工程,（3）危害性：减小了焊接接头的有效截面，降低了承载能力,质量通病2：存在焊接内部缺陷-未焊透,（1）现象：未焊透：焊接接头根部未完全熔透的现象。,（2）原因：坡口加工不当；焊接电流不当；双面焊时，背部清根不彻底。

12、,（4）预防措施：按设计加工坡口 清理焊根 选择合适的入热量,二、钢结构连接工程（一）焊接工程,（3）危害性：降低了焊接接头的机械性能。,质量通病3：焊接裂纹,（1）现象：根据裂纹发生的时间，分为高温裂纹和低温裂纹。,焊接裂纹易造成结构发生无预兆的脆性破坏。尤其是低温裂纹，使无法在焊接完成后的无损检测和试验中被及时发现和认识，裂纹萌发、扩展导致结构破坏。焊缝一旦出现裂纹，应及时通知焊接工程师，找专家和设计人员进行分析处理，再返修，返修次数不超过两次。,二、钢结构连接工程（一）焊接工程,质量通病4：焊接变形,（1）现象：焊件受到不均匀的加热，因焊件各部位受热膨胀及冷却程度不同，导致焊件产生了内应

13、力，从而导致变形。造成焊接尺寸、形状的变化。可分为局部变形和整体变形。,二、钢结构连接工程（一）焊接工程,质量通病4：焊接变形,（2）原因：结构本身的刚性差；焊缝在焊件中的位置不合理；组装及焊接顺序不当。,（3）预防措施（P128）：利用夹具或专用胎具和支撑杆件对构件进行刚性固定，增强约束达到减 小变形。合理的组焊顺序；合理的焊接顺序；采用反变形法；采用散热法。,二、钢结构连接工程（一）焊接工程,质量通病1：高强度螺栓孔超偏,（1）现象：高强度螺栓孔径太小、不园度、倾斜及孔间距超偏，螺栓不能自由穿入。,（2）原因：制孔机床精度达不到标准；制孔工序的工艺不合理；操作人员技术不熟练。,二、钢结构连

14、接工程（二）紧固件连接工程,（3）预防措施：制孔必须采用钻孔工艺 同类孔较多，应采用套模制孔 制成的螺栓应为正圆柱形 高强度螺栓孔径偏差应在规范标准允许的范围内 孔径或孔距有偏差时，不准强行打入，必须采取钻头冲或补焊后，重新制孔，严禁用气焊或电焊扩充。,质量通病2：高强度螺栓摩擦面的抗滑移系数不符合设计要求,（1）现象：抗滑移系数最小值小于设计规定值,（2）原因：加工不当；未加保护；未试验；连接件制作不合理,二、钢结构连接工程（二）紧固件连接工程,（3）预防措施：按要求加工摩擦面；按比例进行试验；钢结构制作的同时应进行试验,质量通病3：高强度螺栓连接板拼装不严密,（1）现象：接触面有间隙，违反

15、了摩擦型连接受力原理,（2）原因及预防措施：清除毛边、毛刺、焊接飞溅物、油漆 采取合理的焊接工艺减少构件焊接变形,质量通病4：高强度螺连接的紧固缺陷（P129）,紧固力矩超拧或少拧，拧紧程度不一；同厚度连接件螺杆露出螺母长度不均等,质量通病1：加工的零、部件尺寸偏差大，截面粗糙,（1）现象：经切割、加工后部件尺寸不符；同一型号尺寸的构件的号料号孔等加工成型不一致；切割截面与钢材表面不垂直，断口存在缺棱与毛刺；切割边缘有较深的切痕，板边有明显的凹陷，或较深的锯齿印，切割粗糙度超标。,（2）原因：放样粗糙，或者没有根据工艺要求预留切割余量、加工余量或焊接收缩余量；对于批量生产的构件没采用样杆、样板

16、号料和检查；构件切割未按规范进行操作。,三、钢零件及钢部件加工工程,（3）预防措施：规范放样 利用样板、样杆号料 控制切割质量 钻孔、切削、弯曲等各工序的加工，其质量必须符合标准规定。,质量通病2：构件矫正成型不当,（1）现象：钢材及构件在运输、装卸、堆放和加工过程中，产生不同程度的弯曲波浪变形，需矫正成型。,（2）原因：构件在堆放或运输过程中未做好保护；在加工过程中钢材表面因卡痕或划痕损伤；构件矫正成型方法不当。,三、钢零件及钢部件加工工程,（3）预防措施：规范构件的堆放 加强对构件表面的保护 及时进行平直矫正 注意控制矫正时的温度,质量通病1：不按次序组装和强力组对,（1）现象：组装零件杂

17、乱，先组装的部位给隐蔽焊缝处施焊造成困难，难以保证质量。构件外形尺寸超标时强力组对，造成组装形位偏差。如组装杆件形心不交汇，节点处的弦杆间的距离不合理，使节点处产生弯矩。,（2）原因：没有制定组装工艺，构件下料随意，尺寸误差大。,四、钢结构组装工程,质量通病1：不按次序组装和强力组对,四、钢结构组装工程,（3）预防措施：组装应按工艺方法的组装次序进行 小件组焊，经矫正后，再大部件组装 及时消除误差 合理选用或制作相应的装配胎具和工夹具 除工艺要求外板叠上所有螺栓孔、铆钉孔均应采用量规检查，其通过率应符合规定。,质量通病2：桁架组装后下挠超标,（1）现象：桁架组装后跨中变形值超过规范限值，呈明显

18、下挠状,（2）原因：构件制作角度不准确，构件尺寸不符合要求 构件施工时未按设计要求起拱或起拱数值小于设计数值 采取立拼或高空拼装，支顶点或支撑架受力不够,四、钢结构组装工程,（3）预防措施：放样、下料时应明确构件的起拱高度值 在小拼装过程中，严格控制累计偏差，注意采取措施消除焊缝收缩量的影响。钢屋架或钢梁拼接时应按规定起拱 构件翻转、运输和吊装时，必须对构件拱度采取有效的预防变形的保护,质量通病3：组装后构件变形超过允许值,（1）现象：组装后沿钢构件全长产生过大扭曲或翘曲变形,（2）原因：构件运输堆放不当产生的弯曲波浪变形 构件拼装过程中产生的扭曲变形 构件组装焊接时产生的翘曲变形,四、钢结构

19、组装工程,（3）预防措施：加强构件在堆放或运输过程中的保护 组装构件一般应设组装工作台 采取相应措施减少构件组装焊接时产生的翘曲变形,质量通病1：地脚螺栓埋设缺陷,（1）现象：地脚螺栓的直径尺寸与钢柱底板的孔径不适配，或地脚螺栓中心与预留孔中心存在偏差，无法对位，安装困难。地脚螺栓锚固强度不够，与混凝土结合不牢固，影响钢结构的固定 地脚螺栓螺纹被损伤，无法拧入螺丝，无法紧固 垫铁不符合要求，达不到均匀传递荷载的作用,（2）原因：预埋地脚螺栓马虎或对位后又有移动 未对地脚螺栓进行清洁处理，预留孔洞未清理干净 未对螺丝采取保护措施或措施不当 基础表面未处理好，垫铁垫放不当,五、钢结构安装工程,质量

20、通病1：地脚螺栓埋设缺陷,五、钢结构安装工程,（3）预防措施：地脚螺栓的直径尺寸与钢柱底座板的孔径应相适配 地脚螺栓根部需经加热后加工成L、U等形状 埋设地脚螺栓前一定要将埋入混凝土中的一段螺杆表面的铁锈、油污清理干净 地脚螺栓在预留孔内埋设时，其根部底面与孔底的距离不得小于80mm；地脚螺栓的中心应在预留孔中心位置，螺栓的外表与预留孔壁的距离不得小于20mm 对于预留孔的地脚螺栓埋设前，应将孔内杂物清理干净 浇灌前应将地脚螺栓找正后加固固定,质量通病2：钢柱垂直度偏差大,（1）现象：钢柱安装后垂直偏差超过允许值,（2）原因：钢柱较长，刚度较差，在运输及安装时在自重及外力作用下易产生变形 在安

21、装校正时，由于温差产生弯曲,五、钢结构组装工程,（3）预防措施：成品钢柱存放及运输时的垫基点应合理；竖向吊装时的吊点选择应正确 注意起吊半径或旋转半径的正确并在柱底端设置滑移设施 钢柱垂直度的校正应以纵横轴线为准，先找正固定两端边柱作为样板柱，依次来校正其余各柱 钢柱就位校正时，应注意风力和日照温度、温差的影响，使柱身发生变形。,质量通病3：钢屋架、天窗架垂直度偏差大,（1）现象：钢屋架或天窗架垂直偏差超过允许值,（2）原因：钢屋架或天窗架在制作时或拼装过程中产生较大的侧向弯曲，加之安装工艺不合理等。,五、钢结构组装工程,（3）预防措施：拼装钢屋架两端支座板时，应使支座板的下平面与钢屋架的下弦

22、纵横线严格垂直 拼装后的钢屋架吊出底样时应认真检查排除故障或离模后再吊装 凡是在制作阶段的钢屋架、天窗架产生各种变形应在安装前矫正，再吊装 钢屋架安装应执行合理的安装工艺，应保证构件的安装质量 各跨钢屋架发生垂直度超差时，应在吊装屋面板前，用吊车配合来调整处理,质量通病4：吊车梁垂直度、水平度偏差大,（1）现象：吊车梁垂直偏差、水平度偏差超过允许值,（2）原因：支座处垫板埋设不密实；制动架尺寸不符合设计要求；节点处螺栓孔不重合；构件制作时产生扭曲变形。,五、钢结构组装工程,质量通病4：吊车梁垂直度、水平度偏差大,五、钢结构组装工程,（3）预防措施：钢柱在制作时应严格控制底座板至牛腿面的长度尺寸

23、及扭曲变形，可防止垂直度、水平度发生超差 应严格控制钢柱制作、安装的定位轴线，防止钢柱安装后轴线位移至吊车梁安装时垂直度或水平度偏差 认真搞好基础支承平面的标高，垫放的垫铁应正确；二次灌浆工作宜用无收缩、微膨胀的水泥砂浆。避免基础标高超差，影响吊车梁安装水平度的超差 钢柱安装时，应认真按要求调整好垂直度和牛腿面的水平度，以保证下部吊车梁安装时达到要求的垂直度和水平度 预先测量吊车梁在支承处的高度和牛腿距柱底的高度并及时调整 吊装吊车梁前，防止垂直度、水平度超差应认真检查其变形情况 吊车梁各部位基本固定后应认真复测有关安装尺寸，按要求达到质量标准后，再进行制动架的安装和紧固 认真做好校正工作,质

24、量通病1：涂层起壳、鼓泡甚至脱落,（1）现象：涂装后不久便出现涂层起皮、掉落现象,（2）原因：涂装的钢构件基层潮湿、基层表面不清洁，造成涂层与基层间附着力差,六、钢结构涂装工程,（3）预防措施：涂刷宜在晴天和通风良好的室内下进行并注意作业温度的控制 涂装前要去除钢材表面杂质且在钢材表面形成合适的“粗糙度”涂漆前应对基层进行彻底清理，并保持干燥，在不超过8h内，尽快刷底漆,质量通病2：涂层品种选择不合理,（1）现象：涂饰层严重褪色、起斑点,（2）原因：未根据实际情况来选择适当的涂料品种，勉强使用达不到性能指标要求的涂料,六、钢结构涂装工程,（3）预防措施：选择涂料要考虑使用场合和环境是否有化学腐

25、蚀作用的气体，是室内环境还是室外环境 选择涂料要考虑涂层的配套性 选择涂料时应考虑在施工过程中涂料的稳定性、毒性及所需的温度条件 应正确配套使用稀释剂,质量通病3：涂刷工艺不合理,（1）现象：涂层成膜厚度不足或厚薄不均、涂层干燥后成皱纹、麻点,（2）原因：未按操作规范、产品说明、设计要求执行操作,六、钢结构涂装工程,（3）预防措施：涂料应分层分次涂刷并试验确定涂刷厚度与遍数，以准确控制涂层厚度 严格按涂料主剂和固化剂配合比配料，涂料搅拌应均匀，不能有颗粒、杂质残留在涂层中间 涂刷底漆时，应根据面积大小来选用适宜的涂刷方法 涂刷面漆时，应按设计要求的颜色和品种的规定来进行涂刷 注意各层烘干方式的配套，在涂装烘干型涂料时，底漆的烘干温度应高于或接近面漆的烘干温度，反之，易产生涂层过烘干现象,