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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大跨度和超高层建筑超高层建筑领域中，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工验收前，事故可
2、分为整体事故整体事故和局部事故局部事故1234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、化学缺陷、冶炼、浇铸、轧制浇铸、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、浇铸和轧
3、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、钢结构原材料及成品质量通病2：原材料及成品存放管理混
4、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润滑并进行扭矩系数或预拉力检验，合格方可使用。压型金
5、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
6、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
7、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（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。（
8、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：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
9、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，
10、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：
11、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。（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
12、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
13、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
14、，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
15、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
16、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
17、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
18、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
19、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20
20、mm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：
21、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
22、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
23、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（
24、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
