钢结构工程质量控制的3个关键点

1、钢结构工程质量控制的3个关键点导言目前，钢结构应用的越来越多，其强度更高，抗震性更好，并且由于构件可 以工厂化制作，现场安装，因而大大减少工期。在施工过程中有“三防”需要格外注意。防火1. 截流法（1）喷涂法喷涂法是用喷涂机具将防火涂料直接喷在构件表面，形成保护层。钢结构防 火涂料按所使用的胶粘剂的不同可分为有机防火涂料和无机防火涂料两类，按涂 层厚度分为薄涂型和厚涂型两类，薄涂型钢结构涂料涂层厚度一般为27mm , 有一定装饰效果,高温时涂层膨胀增厚，具有耐火隔热作用，耐火极限可达0.5 1.5h ，这种涂料又称纲结构膨胀防火涂料。厚涂型钢结构防火涂料厚度一般为8 20mm ,粒状表面，密度较小，导热系数低，耐火极限可达0.5 3.0h ,这种涂料又称钢结构防火隔热涂料。1）钢结构防火涂料选用原则室内裸露钢结构、轻型屋盖钢结构及有装饰要求的钢结构，当规定其耐火极限在1.5h及以下时，宜选用薄涂型钢结构防火涂料。室内隐蔽钢结构、高层全钢结构及多层厂房钢结构，当规定其耐火极限在1.5h 以上时，应选用厚涂型钢结构防火涂料，非膨胀型防火涂料。露天钢结构，应选用适合室外用的钢结构防火涂料。设

2、计耐火极限大于1.50h的构件，不宜选用膨胀型防火涂料。室外、半室外钢结构采用膨胀型防火涂料时，应选用符合环境对其性能要求 的产品。非膨胀型防火涂料涂层的厚度不应小于10mm。防火涂料与防腐涂料应相容、匹配。2）钢结构防火涂料的特点a. 非膨胀型防火涂料以膨胀蛭石、膨胀珍珠岩、矿物纤维等无机绝热材料为 主，配以无机粘结剂制成，隔热性能、黏结性能良好且物理化学性能稳定、使用 寿命长，具有较好的耐久性，应优先选用。但非膨胀型防火涂料的涂层强度较低、 表面外观较差，更适宜用于隐蔽构件。b. 膨胀型防火涂料以有机高分子材料为主。随着时间的延长，这些有机材料 可能发生分解、降解、溶出等不可逆反应，使涂料“老化”失效，出现粉化、脱 落或膨胀性能下降。c. 室外、半室外钢结构的环境条件比室内钢结构更为严酷、不利，对膨胀型 防火涂料的耐水性、耐冷热性、耐光照性、耐老化性要求更高。国内某大型体育 场雨棚钢结构采用某膨胀型防火涂料，在10年后出现涂层老化、性能下降及脱 落等现象。d. 非膨胀型防火涂料中膨胀蛭石、膨胀珍珠岩的粒径一般为14mm，如涂 层厚度太小，施工难度大，难以保证施工质量，为此相关规范规

3、定了非膨胀型防 火涂层的最小厚度为 10mm。e. 应特别注意防火涂料与防腐涂料的相容性问题，尤其是膨胀型防火涂料，因为它与防腐油漆同为有机材料，可能发生化学反应。在不能出具第三方证明材 料证明“防火涂料、防腐涂料相容”的情况下，应委托第三方进行试验验证。膨 胀型防火涂料、防腐油漆的施工顺序为：防腐底漆、防腐中间漆、防火涂料、防 腐面漆，在施工时应控制防腐底漆、中间漆的厚度，避免由于防腐底漆、中间漆 的高温变性导致防火涂层的脱落，避免因面漆过厚、过硬而影响膨胀型防火涂料 的发泡膨胀。3）钢结构防火涂料保护构造 有下列情况之一时，宜在涂层内设置与钢构件相连接的镀锌铁丝网或玻璃纤维布：构件承受冲击、振动荷载；防火涂料的粘结强度不大于0.05MPa ;构件的 腹板高度大于500mm且涂层厚度不小于30mm构件的腹板高度大于500mm 且涂层长期暴露在室外。4）钢结构防火保护措施分类钢结构的防火保护可采用下列措施之一或其中几种的复（组）合：喷涂（抹 涂）防火涂料；包覆防火板；包覆柔性毡状隔热材料；外包混凝土、金属网抹砂 浆或砌筑砌体。5）包覆防火板a. 防火板应为不燃材料，且受火时不应出现炸裂

4、和穿透裂缝等现象。b. 防火板的包覆应根据构件形状和所处部位进行构造设计，并应采取确保安 装牢固稳定的措施。c. 固定防火板的龙骨及粘结剂应为不燃材料。龙骨应便于与构件及防火板连接，粘结剂在高温下应能保持一定的强度，并应能保证防火板的包敷完整。（2）包封法1）用现浇混凝土作耐火保护层。所使用的材料有混凝土、轻质混凝土及加 气混凝土等。这些材料既有不燃性，又有较大的热容量，用作耐火保护层能使构 件的升温减缓。由于混凝土的表层在火灾高温下易于剥落，可在钢材表面加敷钢 丝网，进一步提高其耐火的性能。2）用砂浆或灰胶泥作耐火保护层。所使用的材料一般有砂浆、轻质岩浆、 珍珠岩砂浆或灰胶泥、蛭石砂浆或石灰胶泥等。上术材料均有良好的耐火性能， 其施工方法常为金属网上涂抹上述材料。3）用矿物纤维。其材料有石棉、岩棉及矿渣棉等。具体施工方法是将矿物 纤维与水泥混合，再用特殊喷枪与水的喷雾同时向底子喷涂，构成海绵状的覆盖 层，然后抹平或任其呈凹凸状。上述方式可直接喷在钢构件上，也可以向其上的 金属网喷涂，且以后者效果较好。4）用轻质预制板作耐火保护层。所用材料有轻质混凝土板、泡沫混凝土板、 硅酸钙成型板及

5、石棉成型板等等，其做法是以上述预制板包覆构件，板间连接可 采用钉合及粘合。这种构造方式施工简便而工期较短，并有利工业化。同时，承 重与防火（预制板）的功能划分明确，火灾后修复简便且不影响主体结构的功能， 因而具有良好的复原性。3）屏蔽法屏蔽法是把钢结构包藏在耐火材料组成的墙体或吊顶内，在钢梁、钢屋架下 作耐火吊顶，火灾时可以使钢梁、钢屋架的升温大为延缓，大大提高钢结构的耐 火能力，而且这种方法还能增加室内的美观，但要注意吊顶的接缝、孔洞处应严 密，防止窜火。（4）水喷淋法水喷淋法是在结构顶部设喷淋供水管网，火灾时，自动启动（或手动）开始喷 水，在构件表面形成一层连续流动的水膜，从而起到保护作用。2. 疏导法 与截流法不同，疏导法允许热量传到构件上，然后设法把热量导走或消耗掉， 同样可使构件温度不至升高到临界温度，从而起到保护作用。疏导法目前主要是充水冷却保护这一种方法。该方法是在空心封闭截面中主要是柱）充满水，火灾时构件把从火场中吸收的热量传给水，依靠水的蒸发 消耗热量或通过循环把热量导走，勾件温度便可保持在100C左右。从理论上讲， 这是钢结构保护最有效的方法。该系统工作时，构件相当

6、于盛满水被加热的容器， 象烧水锅一样工作。只要补充水源，维持足够水位，而水的比热和气化热又较大， 勾件吸收的热量将源源不断地被耗掉或导走。防腐1. 使用耐候钢耐候钢，即耐大气腐蚀钢，是介于普通钢和不锈钢之间的低合 金钢，一般含有磷、铜、镍、铬、钛等金属。钢中加入磷、铜、铬、镍等微量元 素后，使钢材表面形成致密和附着性很强的保护膜，阻碍锈蚀往里扩散和发展， 保护锈层下面的基体，以减缓其腐蚀速度。在锈层和基体之间形成的约50100dm厚的非晶态尖晶石型氧化物层致密且与基体金属黏附性好，由于这层致密氧化物膜的存在，阻止了大气中氧和水 向钢铁基体渗人，减缓了锈蚀向钢铁材料纵深发展，大大提高了钢铁材料的耐大 气腐蚀能力。耐候钢可减薄使用、裸露使用或简化涂装，其耐候性为普碳钢的28倍， 涂装性为普碳钢的1.5 10倍。耐候钢具有优质钢的强韧、塑延、成型、焊割、磨蚀、高温、抗疲劳等特性，其低温冲击韧性也比一般的结构用钢好。2. 热浸镀锌防腐热浸镀锌防腐是将待镀工件浸人溶融金属锌槽中进行镀覆， 使工件表面形成纯镀锌层和次表面的锌合金化镀层，实现对钢铁的保护作用。热浸镀锌的特点是：锌镀层较致密，能有效阻

7、碍腐蚀介质浸人基体，实现对 钢铁的阴极保护；辛镀层较薄一般只有3050dm，对一些较大工件可达85dm ; 单一热浸锌镀层防腐寿命较富锌漆长，这主要是其镀层厚度决定的；但热浸镀锌 镀层结合力较差，比富辛漆略好。另外，热浸镀辛镀层附着力直接受工件表面预处理质量影响。3. 电弧喷涂防腐电弧喷涂是利用专门的喷涂设备，使喷涂金属丝在低电压大 电流作用下熔化，经压缩空气喷吹至预先抛砂除锈的金属构件上形成电弧喷辛、 铝涂层，在其上喷刷防腐封闭涂料形成长效防腐复合涂层。较厚的涂层可有效阻 止腐蚀介质浸人基体。电弧喷涂防腐的特点是：涂层结合力高，其结合力是富辛漆和热浸辛无法比 拟的。对经电弧喷涂防腐处理的工件进行冲击弯曲试验，结果不但完全符合有关 标准，而且还有“叠层钢板”之称;电弧喷涂层防腐时间长，一般在3060年， 涂层厚度决定涂层耐蚀寿命。4. 热喷铝（辛）复合涂层防腐热喷铝（辛）复合涂层是一种与热浸辛效果相当的 长效防腐蚀方法。其工艺是先对钢构件表面作喷砂除锈处理，使其表面露出金属 光泽并打毛;再用乙炔一氧焰将不断送出的铝（辛）丝融化，并用压缩空气吹附到 钢构件表面，以形成蜂窝状的铝（锌）喷涂

8、层（厚度约80100m）；最后用环氧树脂 或氯丁橡胶漆等涂料填充毛细孔，以形成复合涂层。热喷铝（锌）复合涂层无法在 管状构件的内壁施工，因此，管状构件两端必须做气密性封闭，以使内壁不发生 腐蚀。该工艺的优点是对构件尺寸适应性强，构件形状尺寸几乎不受限制；另一个 优点是该工艺的热影响是局部的，因而构件不会产生热变形。与热浸镀锌相比， 热喷铝（锌）复合涂层的工业化程度较低，喷砂、喷铝（锌）的劳动强度大，质量也 易受操作者情绪变化的影响。5. 涂层防腐钢结构涂层防腐需经过基层处理和涂层施工两道工序。基层处理 的目的是清除构件表面的毛刺、铁锈、油污及其他附着物，使构件表面露出金属 光泽；基层处理越彻底，附着效果越好。基层处理的方式有手工机械处理、化学 处理、机械喷射处理等。至于涂层施工，常用的涂刷方式有手工刷涂法、手工滚涂法、浸涂法、空气 喷涂法和无气喷涂法等。合理的涂刷方式，就能保证质量、进度、节约材料和降 低成本。从涂层结构来说，有底漆一中漆一面漆、底漆一面漆和底漆面漆为同一种漆 三种形式。其中底漆主要起附着和防锈作用；面漆主要起防腐蚀和防老化作用； 中漆的作用介于底、面漆之间，并能增加漆

9、膜厚度。只有底、中、面漆配合使用才能发挥最佳作用，取得最佳效果。涂层法施工质量首先取决于基层处理的好坏；其次，取决于防腐漆的质量， 要求底漆与钢材粘附力强，与面漆结合性好；要求面漆抗风化，能保护底漆不受 大气腐蚀；最后，涂层施工要在适当的温度（5 38工之间）和湿度（相对湿度不大于 85）及粉尘少的环境下进行。干漆膜总厚度室外工程为150pm室内工程为125pm允许偏差为25pm。防变形1. 设计措施（1）合理地选择焊缝的尺寸和形式，焊缝的尺寸直接关系焊接的工作量和 焊接变形的大小。焊缝的尺寸过大，不但焊接量大，而且焊接变形也大，固此在 保证钢结构件承载能力的条件下设计时应尽量采用较小的焊接尺寸。（2）尽可能减少不必要的焊缝，在钢结构件中应该力求焊缝数量少，避免 不必要的焊缝。在设计焊接钢结构件时，一般是用加强助来提高钢结构件的稳定 性和刚性，反而不经济，因为这样做不但增加了制作的工作量，而且往往是钢结 构件焊接后产生很大的变形。从而增加了矫正的工作量，如果适当地增加板厚， 减少加强且，即使钢结构件的重量稍重还是比较经济。（3）合理安排焊缝的位置；在设计安排焊缝时，应尽可能使焊缝对称于载 面的中性轴，或者使焊缝接近中性轴。2. 工艺措施1）构件夹固法；为了防止一些中小型构件的焊接变形，我通常先将工作用钢性较好的夹具固定，然后再进行焊接。这样工作在高温带冷却过程中产生的 收缩变形被夹具强制克服，此方法对一些塑性较好的低碳钢特别适用，因为在焊 缝近在发生一些塑变形，对低碳钢的机械强度影响不大。（2）反变形法，在制作一些中板长型钢结构件中，必须采用反变形法来控 制焊接变形，首先判定焊件在冷却后会产生变形的方向和大小，然后在焊接前冷 焊件以大小相等，方向相反的变形，来抵消构件由于焊接反引起的变形。这种方 法是人为控制的，如果掌握得好，其效果会很好，产品也就符合技术要求。这种 反变形，可以讲是塑性反

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