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近年來，由于我國的鋼材產量以及種類的逐漸增多，從而逐步提升了鋼材的質量。除了對一些特殊行業有材料要求之外，目前在廠房建設中，主要使用鋼結構。但是，與傳統鋼筋混凝土結構或者是磚混結構的廠房來說，鋼結構廠房造價要比上述兩種低的多，而且性能良好、便于施工等優勢非常受人們的青睞。然而，由于在制作廠房鋼結構時，因生產廠家與施工隊伍水平參差不齊，大多數施工人員的施工經驗不足。所以，目前廠房鋼結構安裝質量引起業內人士的高度關注。以下是針對廠房鋼結構存在的問題以及對安裝質量控制對策予以深入分析。

1 廠房鋼結構安裝存在的諸多問題分析

1.1 焊接變形問題

通常來說，焊接變形指的是縱向與橫向收縮、扭曲變形等。而導致焊接變形出現的原因是在焊接過程中，因受熱不均勻所造成的。在高溫下，能夠將鋼結構外形、尺寸等，有時還可能使鋼結構承載能力大大降低，這樣焊接完成后的鋼結構不能滿足設計要求。另外，為把出現的變形予以矯正，通常需要耗費大量的時間。并且，焊接矯正耗費的時間遠遠大于焊接工作量。當無法矯正時，便只能夠將其報廢。

1.2 殘余應力和殘余變形問題

因焊接溫度不均勻，加之整體框架對構件產生一種約束力，從而便出現了殘余應力以及殘余變形。如果廠房結構為多跨鋼框架，那么在梁的軸線上便會積累殘余應力以及殘余變形。如果前一根梁在焊接時出現變形，那么導致后一根梁焊縫坡口寬度會大大增大。但為了填補坡口，必須要增大焊縫寬度，這時焊接的殘余變形以及殘余應力也逐漸增大。盡管殘余應力并不會對鋼結構的強度產生影響，但是，它會使構件剛度降低，進而對彈性承載力產生影響；另外，殘余變形出現又會增加二階效應的產生。

1.3 突發性斷裂問題

在廠房鋼結構安裝階段，常常會出現突發性斷裂。主要特征是：突然發生、斷口整齊，此種斷裂危險性是非常大的，通常還未有所反應便已經發生了安全事故。造成此問題的根本原因是；焊接電流非常大或者是焊接速度過慢，這樣導致焊接線的能量逐漸增加，使得此部分區域內的晶粒變得越來越粗大，這樣此區域韌性便會有所降低，因此，便發生了鋼結構突發性斷裂現象。

2 關于廠房鋼結構制作階段的質量控制

鋼結構廠房有著強度高、質量輕、性能穩定等優點，因此得到了普遍應用。結構制作的工程量的計算方法：

單位長度的質量計算：

其中G為單位長度鋼材的質量，單位（kg/m3）；f為斷面面積；G為鋼材比重通，（7.85g/m3）。在計算完成后即可進行后續的安裝施工。

2.1 下料

在下料之前，首先要檢查鋼材質量以及尺寸大小是否滿足設計需求，從外觀上看是否存在著不良缺陷，檢查焊劑能夠和鋼板相互配套。其次，在進行放樣劃線時，要將裝配標記、螺孔、中心線以及檢測線等進行標注，如果有需要，還應制作出相應的模板。再次，使用數控多頭切割機進行下料，但是，在進行下料前，要及時清除鋼鐵表面的污物、鐵銹等完成切割任務后，要及時掃除產生的各種飛濺物。

2.2 組合成型

在組合鋼結構之前，要先矯正鋼板的變形，在控制偏差內，確保接觸面沒有任何雜物或者是毛刺，從而確保構建在組裝后十分的緊密，達到國家質量標準的要求。在完成鋼材組合之后，確保鋼構件處在自由狀態下，通過相關人員檢查無誤后，再根據施工設計圖紙予以編號。

2.3 鋼型矯正

在對鋼材進行矯正時，通常都是利用翼緣調直機，這就要求相關操作人員應該對施工工藝、操作流程都十分的熟悉。在完成矯正任務后，還要進行自檢，直到在達到允許偏差范圍內為止。

2.4 除銹

為除掉鋼材表面的銹跡，必須要利用專門的除銹設備。其中，拋射除銹不僅能夠提升鋼材抗疲勞強度，而且又能提升鋼材的抗腐蝕能力。另外，針對鋼材厚度也有所提高，便于和漆膜相互附和，并不需要在增加涂層的厚度。在完成除銹工作后，在將銹跡清掃干凈后才允許進入到下一道工序。

2.5 運輸

在鋼材正式出場之前，要把不同的編號粘貼在結構相應位置，便于檢驗人員進行審核；在搬運鋼材時，特別是對構件、涂層進行保護；在完成搬運工作后，如果發現鋼材出現變形，甚至是損壞，那么要立即采取有效措施進行修補，確保鋼結構的完好。

3 提高廠房鋼結構安裝質量的解決措施

3.1 嚴格審核施工設計圖紙

施工設計圖紙為進行施工的主要依據，而且在項目正式施工之前，由監理機構組織技術人員全面了解施工設計圖紙的內容以及相關標準規范，充分領悟到設計人員的真正意圖。隨后，還需要對復審設計圖紙，查找在施工設計圖紙中存在的錯誤、漏洞等。將存在的這些問題在施工之前都解決好，從而減少由于施工設計圖紙存在問題而影響到整體施工質量與施工進度。

3.2 制定完善的施工組織計劃

施工組織計劃指的是施工企業用來指導工程實施的一必不可少的技術性文件，而且施工組織計劃是否完善，將直接對工程質量、工程進度產生巨大的影響。但是，當前大多數施工企業的施工組織計劃都是從相同或者是類似的工程上面進行摘錄的，有些還出現了和工程完全不能匹配的情況。所以，身為監理部門必須要認真審核施工組織計劃。

3.3 強化對安裝質量的控制

在安裝鋼結構的柱子時，柱子垂直度不滿足施工驗收標準，同時還會對鋼結構的廠房增提受力帶來影響。所以，在安裝柱子過程中，首先要確保底板下墊鐵的穩固、平整，再分別測量柱子和梁的垂直度及平直度，再將螺栓擰緊，構成固定單元。隨后還應準確測量安裝誤差，在達到驗收要求之后，把地板與頂面空間利用西施混凝土進行填滿。

3.4 確保焊接的牢固

在焊接鋼結構之前，首先要對構件質量進行檢查，使用標準的焊條，并且要求一、二級焊縫不能出現氣孔以及夾渣。根據要求完成對一、二級焊縫的檢測。一旦發現有不滿足要求的焊縫，操作人員不能擅自處理，而是在要確定出具體的修改方案之后再予以處置。另外，要求在相同焊縫位置，返修次數最多為2次。

3.5 嚴格驗收鋼結構質量

當把鋼結構運送到施工場地時，首先對質量予以檢驗。除了要檢查構件數量之外，還要對構件外觀、尺寸、質量合格證明等進行檢查。只有全方位的驗收檢查，才可以確保鋼結構的整體質量，減少不必要的麻煩出現。

4 結束語

總體來說，近年來，由于鋼結構在廠房施工中應用十分的廣泛，因此，使得人們對其質量問題更加關注。特別是在正式施工之前，組織相關技術人員對施工圖紙與規范標準進行會審，真正領悟設計者的意圖。并且，定期組織施工人員學習相關知識與技能，從而不斷提升自身施工水平，強化施工階段的質量控制與監督，將不同部門的職責都充分發揮出來，最后還需要對廠房鋼結構質量進行驗收，待驗收合格后才允許使用。這樣一來，才可以保證廠房鋼結構的施工質量。

參考文獻：

[1]趙文芳，彭振宇，尹曉霞.大跨度廠房鋼結構安裝[J].水力發電，2003（8）.

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1．鋼結構的優勢。

輕質鋼結構，其自重較輕，便于運輸以及安裝；抗展性好，鋼材的塑性及韌性均比較好，即鋼結構不會因為局部過載而突然斷裂破壞，此外，鋼結構對動力荷載的適應性也較強。設計風格多樣靈活，在梁高相同的條件下，鋼結構的開間要比混凝土結構的開間大一半以上，且跨越度大；鋼結構大多數采用的是螺栓連接，其結構輕，可減輕建筑物的結構質量，尤其是在地基承載力比較低及地震設防烈度比較高的地方, 其綜合經濟效益遠遠優于鋼筋混凝土結構體系，鋼結構的構件可以進行工廠批量化生產，施工簡便，安裝周期較短；從環保的角度考慮，鋼結構材料屬于環保型綠色建筑材料, 鋼材本身是一種高強度、高效能且可回收的材料, 可進行多次循環使用，因此，對環境的污染較小。

2．鋼結構的安裝工藝流程。

鋼結構工程的施工順序大致為：材料檢驗——材料矯直——放樣——切割——加工——對接——X光檢驗——校正——組裝——焊接——校正——制孔——除銹——試裝——裝配——質量檢驗——涂層——編號、發送——現場檢驗——單片組裝——依次吊裝鋼柱、水平支撐、鋼屋架、鋼檁條——安裝斜支撐和拉條——校正——補漆——天溝安裝——中間驗收——安裝墻面彩鋼板、屋面板以及門窗——驗收。

鋼結構安裝的工藝流程包括：測量標高和軸線——鋼柱吊裝——校正并固定——鋼梁吊裝——就位臨時固定——吊裝柱間支撐、鋼屋架、支撐——安裝檁條、天溝、面板等。

3．鋼結構的施工方案及技術措施。

大型鋼結構廠房的鋼結構工程的內容主要包括：鋼筋混凝土柱、埋設地腳螺栓、鋼屋架、吊車梁、壓形鋼板等鋼結構的安裝施工技術及其安裝工藝。在進行施工時，綜合考慮工程的特點、現場的實際情況以及工期等多種因素，選擇適當的鋼結構吊裝及安裝設備。

（1）埋設地腳螺栓。

埋設地腳螺栓的精度對鋼結構的定位有著重要的影響，必須嚴格控制并且保證其精度。軸線位移控制在2毫米左右，標高在2毫米左右。在進行柱地腳螺栓安裝之前，將控制網的軸線投測到柱基礎面上，并且全部閉合，從而全面保證螺栓的安裝精度；在安裝鋼柱地腳螺栓的承臺架子搭設好之后，再依據軸線放出柱子外邊線，把所需標高抄測到鋼管架子上。

（2）鋼架梁吊裝。

鋼架梁的吊裝采用的是雙機抬吊法，具體方法即：首先，將鋼梁拼接成整體，并且在鋼梁上架設好生命線，保證安裝檁條時能夠在鋼梁上進行安全走動；當吊裝就位之后，用纜風繩將鋼梁固定牢固，保證鋼梁的穩定性，再吊裝下一跨間的鋼梁，待其安裝完畢后，再安裝檁條，固定鋼梁，以保證鋼梁不至于傾斜扭曲。工作人員以曲臂車為安裝平臺，并緊固高強螺栓。

（3）彩鋼板安裝。

彩鋼板的安裝應符合施工圖的設計要求，同時符合相應規程的規定。其安裝施工，應根據施工圖設計進行，并進行工序驗收。上一道工序驗收合格后，下一道工序才可施工。

4．鋼結構安裝施工的常見問題。

（1）涂層作業。

鋼結構在安裝施工的過程中，應該格外注意其施工問題，因為它關系到整個鋼結構工程的質量。在進行涂層作業時，溫度及濕度對涂層的效果均有很大的影響。如果溫度高于40攝氏度，應該停止涂層作業。因為當溫度高于40攝氏度時，鋼結構的構件表面涂刷油漆后會產生大量氣泡, 降低了漆膜的附著力。當空氣濕度過大或構件表面有結露時,同樣不宜進行鋼結構涂層作業。氣溫在5 -38 攝氏度之間最為適宜。然而，在很多鋼結構安裝施工時，由于一些工程負責人為了不延誤工期，不考慮天氣因素，即使在高溫或者是暴雨天氣，也堅持進行涂層作業，這實際上使涂層的效果大打折扣。

（2）鋼結構體系中的問題。

就目前而言，網殼結構穩定性,其主要問題存在于怎樣更好地反映軸力及彎矩的耦合效應。對于鋼結構體系，其中一個重要的特點是大跨度，而在大跨度結構設計中，整個鋼結構體系的穩定性受到很多不確定因素的影響, 當前結構上的問題大多數以確定的結構參數、隨機荷載輸入為主要關注點, 但在實際的工程之中, 結構參數存在很大的不確定性, 因此會引起結構的明顯差異。所以今后應該更加著眼于考慮隨機參數的結構極值失穩、干擾型屈曲、跳躍型失穩等問題，從而不斷改進鋼結構體系，使得其體系更加完善。

5．解決措施及對策。

（1）改進施工工藝方法。

大型鋼結構廠房的鋼結構的安裝施工，如：埋設地腳螺栓，鋼屋架、吊車梁、壓形鋼板等的安裝施工技術及其安裝工藝，目前既有利也有弊，其綜合采用了各種有效的安裝施工工藝方法，但不得不承認的是，這些工藝方法都存在很多不足，最值得改進的是：工藝方法都比較復雜，應該逐漸簡化。此外，還可以先進的科學技術為依靠，并借鑒國外的尖端科技以及工藝方法，不斷優化自身的安裝施工工藝方法。

（2）進行精確的施工測量。

首先，全面核實施工測量控制網、軸線以及標高。依據前期施工單位提供的控制點和主軸線，確定精確的地理坐標；再根據相關的測量規范要求，盡量減少測量誤差，距離采用的是往返觀測、角度觀察以及測回，并在矩形方格網的四邊，按照鋼柱的間距來設置距離指標樁加密方格網，從而有利于鋼柱軸線的測設；做好豎向和平面測量控制才能保證鋼結構吊裝的順利完成，并最終確保鋼結構工程的高質量完成。平面軸線位置的控制采用的是內控法。精確的施工測量是正確安裝施工的前提和基礎，由此可見其重要性。

（3）增加鋼結構防腐功能。

對于防腐，主要包括防大氣腐蝕以及防土壤腐蝕。鋼結構一旦遭受腐蝕，則會出現滲漏水的現象，這必將影響到廠房建成后的使用與維修。因此，在鋼結構表面進行涂層作業是必不可少的一道工序。一般分為底漆、過渡層、中間層和面層。不僅要控制好涂層的厚度，而且要掌握涂裝材料的基本性能，從而使防腐作用更加持久。在施工過程中，更需要做好后期的工程驗收，檢查搭接方式、接口處理是否合格，同時，對有可能出現滲漏水的地方，也應認真做好檢查驗收工作，保證廠房的高質量。

6．結束語。

鋼結構以其自身的優勢在市場上越來越緊俏，并且被廣泛應用于大型廠房等建筑工程中，發現鋼結構在安裝及施工中存在的問題，并且針對這些問題，提出相應的對策及解決措施，對于鋼結構的合理有效的安裝及施工是至關重要的。

參考文獻：

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目前，我國鋼結構在工程中應用逐步推廣，鋼結構生產質量管理逐漸完善，工程質量也越來越好，但有些鋼結構企業，尤其是一些資質較低的企業在承建中小型的一般工程項目時， 忽略了企業整體技術和管理經驗對項目施工計劃的指導和支撐作用， 這將造成工程質量預控的先天性缺陷， 施工企業的素質及其內部的管理模式對鋼結構工程質量起至關重要的作用。

2．施工準備

施工準備是建設施工創造必需條件，認真、細致、深入地做好施工準備工作，對充分發揮人的積極因素，合理組織人力、物力，加快工程進度，提供施工質量，節約投資和材料，對順利完成鋼結構建設任務起著重要的作用。

2.1 認真做好施工圖紙的會審和交底工作

圖紙是工程施工的依據，工程項目技術負責人應組織有關技術人員對圖紙進行分工審閱和消化，其目的：一是使施工單位和各參建單位熟悉設計圖紙，了解工程特點和設計意圖，找出需要解決的技術難題，并制定解決方案。二是為了解決圖紙中存在的問題，減少圖紙的差錯，將圖紙中的質量隱患消滅在萌芽之中，同時做好技術交底，做好施工和設計的結合、做好鋼結構吊裝與土建施工、鋼結構和混凝土構預制的結合。

2.2 認真編制鋼結構工程施工組織設計

施工組織設計是施工單位編制的指導工程施工全過程各項活動的重要綜合性技術文件，是一個科學的管理方法。施工單位在編制施工組織和施工方案時，須從人、機、料、法、環五個方面制定切實可行的具體實施細則，落實計劃，落實組織人員，落實自檢、互檢和專檢，把容易出現的質量問題全部納入受控狀態，確保方案技術措施得力、可行。在編制和貫徹施工組織設計過程中應做到廣泛深入的研究，向施工人員交底，做到人人把關。鋼結構工程要針對制作階段和安裝階段分別編制制作工藝和安裝施工組織設計。其中制作工藝內容應包括制作階段各工序、各分項的質量標準、技術要求，以及為保證產品質量而制訂的各項具體措施。鋼結構安裝工程施工組織設計內容要有質量保證體系和技術管理體系的建立、質量、進度控制的措施和方法、施工工期的安排等。

3．重視鋼結構基礎工程的質量控制

鋼結構基礎工程的質量控制一般指鋼結構基礎預埋螺栓的質量控制。預埋螺栓是整個工程施工的第一步，也是非常關鍵的一步，是整個工程的基礎。施工基礎預埋螺栓時首先熟悉圖紙，了解圖紙的意圖，制作安裝模板。預埋螺栓用兩塊安裝模板及鋼筋定位在柱子的主筋和模板上，保證預埋螺栓不受土建澆注混凝土施工而移位。這樣每組螺栓之間的間距、高低可控制在允許的誤差范圍內，同時，保護好螺栓絲扣，在混凝土澆筑時不被損壞。土建工程完工后，用經緯儀和水準儀對地腳螺栓的標高、軸線進行復查，并做好記錄，再交下一道工序驗收。

4．鋼結構制作工程質量控制

鋼結構工程的施工通常要經過工廠制作和現場安裝兩個階段。鋼結構工程有大部分時間是在工廠車間內部進行，由于鋼結構構件在工廠內加工制造的質量好壞，對鋼結構工程的現場安裝及整體結構的安全穩定至關重要。因此鋼結構制作生產廠家必須具備相應企業資質、生產規模、技術能力、機械設備及先進的工藝水平。

鋼結構一般制作工藝流程分為：放樣下料拼板切割組立埋弧焊接鉆孔組裝矯正成型鉚工零配件下料制作組裝焊接和焊接檢驗防銹處理、涂裝、編號構件驗收出廠。在鋼結構制作中，應根據鋼結構制作工藝流程，抓住關鍵工序進行質量控制，如控制關鍵零件的加工，主要構件的工藝、措施，所采用的加工設備、工藝裝備等。

5．重視焊接工程質量控制

在鋼結構制作和安裝工程中焊接工程是最重要的環節，必須重視焊接工程質量控制。目前，鋼結構在生產過程中大部分采用自動埋弧焊機，部分具備半自動氣體保護焊機，個別部位采用手工施焊。焊接質量問題較多存在于手工焊縫，這些問題有：焊瘤、夾渣、氣孔、沒焊透、咬邊、錯邊、焊縫尺寸偏差大、不用引弧板、焊接變形不矯正、飛濺物清理不凈等。鑒于這種情況，鋼結構施焊前，對焊條的合格證要進行檢查，按說明書要求使用，焊工必須持證上崗證，焊縫表面不得有裂紋、焊瘤。一、二級焊縫不得有氣孔、夾渣、弧坑裂紋，一級焊縫不得有咬邊、未滿焊等缺陷，一、二級焊縫按要求進行無損檢測，在規定的焊縫及部位要檢查焊工的鋼印。不合格的焊縫不得擅自處理，定出修改工藝后再處理，同一部位的焊縫返修次數不宜超過2次。

6．鋼構件安裝質量控制

鋼結構在工程制作結束后，進入現場安裝。鋼結構安裝前，應對構件的質量進行檢查，構件的永久變形和缺陷超出允許值時，應進行處理。鋼柱安裝要檢查柱底板下的墊鐵是否墊實、墊平，防止柱底板下地腳螺栓失穩；控制柱是否垂直和有無位移，安裝工程中，在結構尚未形成穩定體系前，應采取臨時支護措施。當鋼結構安裝形成空間固定單元，并進行驗收合格后，要求施工單位及時將柱底板和基礎頂面的空間用膨脹混凝土二次澆筑密實。最后，還要檢查鋼結構主體結構的垂直度和整體平面彎曲等。

7．鋼結構緊固件連接的質量控制

鋼結構緊固件連接的質量控制主要強調高強度螺栓連接的質量控制。高強度螺栓連接工程的施工質量的控制從以下幾個方面完成：

7.1 鋼結構工程必須注意高強螺栓摩擦面的加工質量及安裝前的保護，防止污染、銹蝕，并在安裝前進行高強螺栓摩擦面的抗滑移系數試驗、檢查高強螺栓出廠證明、批號，對不同批號的高強螺栓定期抽做軸力試驗。

7.2 高強螺栓安裝要求自由穿入，不得敲打和擴孔。因此在鋼結構制作時應準備一定的胎架模具以控制其變形，并在構件運輸時采取切實可行的固定措施以保證其尺寸穩定性。

7.3 鋼結構安裝過程中板疊接觸面應平整，接觸面必須大于75%，邊緣縫隙不得大于0.8mm。對高強螺栓安裝工藝、包括操作順序、安裝方法、緊固順序、初擰、終擰進行嚴格控制檢查，擰螺栓的扭力扳手應進行標定等。終擰完畢應逐個檢查，對欠擰、超擰的應進行補擰或更換。

8．鋼結構除銹及涂裝工程

鋼結構除銹和涂裝是目前鋼結構工程最易忽視的環節。鋼結構除銹分為人工除銹和機械除銹，施工人員要根據圖紙要求以及除銹等級采用不同除銹方法。涂刷工程質量的控制應做到在鋼結構涂刷前，涂刷的構件表面不得有焊渣、油污、水和毛刺等異物，涂刷遍數和厚度應符合設計要求。涂裝材料必須有合格證，防火涂料涂裝工程必須由消防部門批準的施工單位施工。

9．彩鋼板施工質量控制

彩鋼板工程是鋼結構工程中另一重要部分。其施工質量的好壞直接影響鋼結構工程的使用。目前彩鋼板有很多種類。但彩鋼板施工問題比較集中，如：彩板接縫、彩板配件制作安裝等節點處理不細、不可靠，維護結構滲漏，彩板觀感質量不平整、變形、

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近年來，我國經濟高速發展促進了鋼產量的急劇增長，而隨著鋼材許多優點被重視，鋼結構為主體的施工正在被廣泛運用。比如奧運場館建設、鳥巢建設正是采用鋼結構的典型案例。無論從美觀性還是實用性都對鋼材鋼結構的施工建設的前景做了非常好的詮釋。而在工業化和城市化發展進程中，越來越多的施工更加趨向于以鋼結構為主體，這就為鋼結構建筑的發展提供了廣闊的前景。同時也對鋼結構施工的科學性提出了更為嚴峻的挑戰。在鋼結構施工中，鋼結構施工詳圖的繪制是鋼結構施工的基礎，而如何對鋼結構施工詳圖進行科學合理的繪制，我們嘗試借助本文談一點自己的看法。

鋼結構工程特性

鋼結構工程之所以被重視和越來越多的人所采用，其原因必然是鋼結構本身具有的優良特性，和鋼結構相對其他結構工程的優越性能所決定。

鋼結構材料具有高強度、高柔韌性、高塑性和材質均勻的特性，在制造起來十分簡便，因此，許多工廠可以實現工廠化的生產和現場的安裝。因為操作起來簡便，所以施工的工期相對較短，大大縮短了工程的施工時間，降低了運營成本，提高了資金運營效率，加快了施工的速度。曾經有人統計，鋼結構材料的施工相比較其他的支模材料施工工期可以縮短近一半的時間，而且鋼結構本身重量較輕，但是強度和效能非常高，雖然施工時間短，造價相對較高，但是并不影響建筑物的總體質量。

而且，鋼材能夠循環利用，施工過程中的鋼材不需要用水和其他大量的支模材料，既保護了環境，又促進了材質循環。

鋼結構詳圖的重要性

一般情況下，在鋼結構建筑物之前，設計院首先要提供設計圖。但是設計員提供的設計圖不能直接用來制作鋼結構，還需要針對具體鋼結構做詳細的鋼結構施工詳圖。鋼結構施工詳圖是鋼結構圖或者說設計圖轉化為鋼結構建筑產品的橋梁。鋼結構設計詳圖的產生要求設計者對設計院提供的設計圖了然于胸，同時將設計及圖表現的線條轉化為空間立體結構，同時考慮鋼結構的具體特性和工藝，根據鋼結構的許多控制因素，并遵循鋼結構具體的施工規范和標準，對設計圖進行的以鋼結構為基礎而不僅僅是以項目總體概覽為基礎的社會圖紙的修訂。具體說來，設計院的圖紙告訴我們這座大樓總體結構，但是鋼結構設計圖告訴我們，在鋼結構的架構中，具體的承重等一系列問題。因此，其對鋼結構施工而言是非常重要的。

鋼結構設計圖反映在施工中，需要有非常詳細的指導書，需要對各個結構采用鋼尺寸、大小、裁剪方式、切口坡度、加工制作、拼接焊裝、產品檢驗等一系列問題及其解決方式作出規范。這其中任何一個環節如果出現紕漏，造成的都是無可挽回的損失。

鋼結構設計圖的一般方法

我們根據鋼結構設計詳圖對鋼結構進行安裝和管理，因此在鋼結構設計詳圖設計過程中，充分考慮各方問題，因時制宜，因地制宜，制定相關設計和施工方法。

3.1設計圖審核

在鋼結構設計詳圖制作前，他根據的最基本的基礎性范本就是設計院設計的設計圖。如果設計圖出現紕漏，必然鋼結構設計詳圖會出現問題。因此在鋼結構設計詳圖設計前，需要審核設計圖。其需要審核的主要內容比如所：設計文件是否齊全，設計圖紙內的施工圖紙說明和設計變更通知單等是否齊全；設計圖中對構件的幾何尺寸標注是否合理、正確、規范，其不同節點是否清楚，是否按照國家要求和行業規范，構件之間的焊接是否齊全，他的連接形式是否合乎規范等等。而且，我們要詳細考量設計圖紙是否結合設計單位、區域等現狀，進行因地制宜的考慮，最終設計的圖紙標準化是否符合了國家的規定。

如果發現設計圖中有存在不合理的地方，要立即與設計院或者設計單位進行溝通，及時修正。

3.2鋼結構施工詳圖繪制

在遵循設計院提供設計圖及出廠，嚴格遵循《鋼結構設計規范》等各種鋼結構設計施工和驗收規范的相關規定，首先繪制安裝布置圖和構件詳圖兩部分。

3.21繪制安裝布置圖

安裝布置圖，指的是各個構件之間的平面位置，即不同行列與軸線的關系，其通過立體圖、立面圖和剖面圖來表示不同構件之間的位置關系。

在繪制安裝布置圖時候，必須要遵循根據實際安裝能力、實際運輸尺寸并盡可能簡化操作程序和安裝程序的原則，根據構件的大小和不同進行編制。

3.22編制構件詳圖

根絕安裝布置圖各種構件的大小和不同，以及位置的不同，編制構件詳圖。即通過與實際構件的相關比例，對圖像的距離、圖形的線條和尺寸進行標注，保證圖像距離與實際距離尺寸比例的一致性，保證圖像圖形清晰。

在編制構件詳圖時候，需要對加工尺寸、裝配尺寸、總尺寸進行標注、尤其是構件安裝的位置、構件零件加工的詳細方法和構圖也應該考慮。

設計詳圖應該考慮的問題

具體鋼結構分為大樓類鋼結構、廠房類鋼結構、橋梁類鋼結構，在針對具體問題時要具體分析，找準其中問題，進行詳圖設計。比如在對大樓類鋼結構施工設計時候，注意樓梯側板位置及接合，同時注意一下平臺的凈高是否有不滿足規范要求的情況，及時提出問題以免后續修改圖紙。在對廠房類鋼結構設計施工時候，雖然不是非常復雜，但是需要注重細節；在橋梁類鋼結構設計施工過程中，強調整理平曲線和豎曲線各控制點的數據。

一般情況下，我們需要注意的問題主要包括：在構造過程中，如果一個鋼結構連接的兩個連接件距離很遠，為了加強構造的承重和連接性能，需要故適當加一些構造加勁；在焊接時候，以內力算焊縫，然后與構造焊縫相比較，取較大值再與設計圖中要求的最小焊縫作比較，取較大值作為焊縫長度；在安裝時候，要根據位置定位連接件和螺栓，嚴格按照規范進行；對于材料的選擇，在組裝過程中肯定會出現接料現象，因此在原料進行分割時候要留好借頭；在對鋼結構的原材料進行制表和匯總，以及取用時，要對各部分零件進行編號，或者按照次序進行擺放，防止在施工過程中出現用料的挪用或者亂用，影響結構性能，影響施工質量。

設計詳圖的質量控制

為了保證鋼結構設計設計詳圖的質量和鋼結構施工的進度，在設計詳圖設計過程中，要建立對設計圖紙的審查科和審查點，對各要件再次進行詳細審核，根據監理對項目施工進行監督，嚴格執行制圖標準，嚴格遵循鋼結構社會及規范以及驗收規范等。等審查完畢之后，將圖紙返回給設計人，再經過修改、復審等程序，對存在問題注意修改，然后再次送審，送審單位要針對這些問題基于初審的常規經驗，同時送交其他審核人員進行審核和監督，避免因為思維定勢出現的設計問題和錯誤。一般經過三審后無誤，送交相關部門曬圖、對設計詳圖進行歸檔，并送交相應施工人員開始對鋼結構進行施工。

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上海梅山鋼鐵股份有限公司磁性材料廠（以下簡稱“磁材廠”）2萬噸預燒料生產線是以熱軋鐵鱗為主要原料，通過烘干、氧化、配料、球磨、燒結、冷卻等工藝生產鐵氧體磁性材料。配料系統主要由料倉、控制閥門、稱重傳感器、輸送螺旋、輸送皮帶等主要設備構成，主要功能是完成原料與小輔料配比過程，配料系統穩定性和配料精度，是影響產品質量好壞的關鍵控制環節。

2 配料系統現狀及精度偏差原因分析

從2013年6月份開始，配料系統料倉出現下料不暢，且精度出現較大偏差，每個班次都會出現幾組配料不合格，經過數據收集與分析，配料準確率只有91%，對產品質量有很大的影響。通過對配料過程各個環節現場檢查和設備廠家技術指導分析，確定配料系統出現偏差主要有以下原因：

1） 鋼平臺的剛性不足，鋼梁變形較大，在配料過程中隨著配料量的增加，配料精度偏差加大。

2） 配料鋼結構平臺與主廠房鋼結構相連，未獨立分開，由于配料系統精度要求較高，其它設備振動會影響配料精度。

3） 所用配料秤量程是實際料量的2倍，對于計量較少的物料存在精度不足。

4） 小輔料配料輸送螺旋受場地空間限制，選型長度較短，在配料過程中會出現沖料，影響配料精度。

5） 配料料倉下料口為方形口，易出現下料不暢，造成料量不穩，影響配料精度。

3 解決方案與施工難點

（一）解決方案：原配料系統設備安裝在廠房鋼結構上，而且小輔料配料精度要求較高，其它設備振動對配料精度有很大影響。為徹底解決振動干擾，必須重新澆筑基礎，安裝鋼結構，將配料設備安裝在新建鋼結構上，形成獨立的配料系統，阻斷振動傳遞路徑。經過多次現場勘驗及方案論證，針對問題產生原因，形成了一套切實可行的的解決方案：

1） 為消除鋼梁變形和其它設備振動對配料精度的影響，重新澆筑混凝土基礎，安裝鋼結構配料平臺，將配料秤等設備安裝在新建鋼結構平臺上，脫離與廠房鋼結構連接，徹底消除其它設備對配料精度的干擾。

2） 根據計量設備選用標準，選用與實際料量相匹配的配料秤，更換現用配料秤。

3） 小輔料配料平臺改造，安裝長度較長的輸送螺旋，解決配料過程沖料。

4） 更換現用配料料倉，選用錐度更小、下料口為圓形的不銹鋼料倉，解決下料不暢問題。

（二）施工難點：本次工程為在線改造，在不影響大生產和其它設備運行的同時，合理安排施工內容，利用有限的生產間隙時間完成舊設備拆除，新設備安裝。鋼結構施工，受場地局限無法采用吊裝機械進行吊安裝，只能采用卷揚機配以手拉葫蘆進行吊安裝，且不能妨礙生產；故具有施工場地狹小，安裝難度大，耗用人工多等特點。因此，施工前必須組織施工人員認真勘察每一個作業點，熟悉、掌握每一道施工工藝和質量要求，做好充分的準備，合理安排、密切配合、才能確保工程順利完成。本次工程設計新建鋼結構平臺3層，鋼材型號為Q235B、鋼梁用材為HN400*200、鋼柱用材為Φ426*8鋼管，安裝高度9.3m，鋼結構制作完成后運至現場拼裝。受廠房鋼結構平臺局限，Φ426鋼柱必須分割為3段再進行現場組裝，在不影響原廠房結構安全的同時，在各層平臺開孔，確定安裝中心，將鋼柱安裝在新澆筑的混凝土基礎上。為確保施工質量及安全，主要采取了以下施工方法及措施：

1） 基礎混凝土工程：由于施工場地作業空間狹小，無法采用機械施工，只能采用人工放坡的方法開挖和外運；土方開挖前，組織技術人員進行地下管線確認，確認完畢具備施工條件以后，方可動工開挖。土方在開挖過程中按現場技術人員要求放線開挖，做到有順序施工，由于地坑位于原廠房內，所挖土方必須隨挖隨運（廠房內無地方堆放，回填時再回運），嚴格控制好標高，以防超挖；并在地坑北面預留一個500*500*500的集水坑和臨時排水溝，用來降低坑底滲水。土方開挖好后，進行驗槽后方能進入下道工序施工。在開挖前用鋼欄桿進行圍護，以防閑雜人員進入。

2） 鋼結構施工：基礎達到規范要求強度后，進行鋼結構吊裝。安裝前應檢查復核其定位軸線，基礎標高、安裝螺栓規格、位置是否符合設計要求和施工驗收規范。鋼柱、鋼梁吊裝，吊耳焊接在原有的鋼結構梁，檢查原有鋼結構的牢固程度，吊裝用2T手拉葫蘆起吊，柱子安裝到位后首先臨時固定在原有的鋼柱上，然后進行鋼梁的安裝，鋼梁的吊裝方法同鋼柱。作業期間嚴格執行動火管理制度，由專人負責監火，防止火災事故發生。根據廠房平臺層高，將鋼柱分為3段，每層4根，共計12根。第一段安裝在預先澆筑好的混凝土基礎上，確定好中心位置和垂直度后，將鋼柱底板與混凝土基礎預埋鋼板焊接牢固，安裝柱間支撐。第二段鋼柱從平臺一側用手拉葫蘆導入安裝位置，與第一段鋼柱進行組對、焊接，定位好以后需測量整段鋼柱中心位置和垂直度，防止安裝誤差累計超差，造成返工處理。第三段鋼柱安裝與第二段相同，定位好以后，需要測量整段鋼柱中心位置和垂直度。鋼柱安裝完成，進行鋼梁吊裝，需要注意的是，此時新鋼結構平臺已經形成，但生產還在進行，配料系統依舊還在使用，還不能將配料平臺與廠房鋼結構脫離，需要與生產協調最佳停機時間，爭取在不影響生產的同時，完成最后一步：鋼結構平臺切換與設備安裝。

3） 設備拆除、安裝：在生產備料充足的條件下，利用生產間隙時間，將配料系統平臺與廠房鋼結構連接拆除，安裝在新建鋼結構上。設備安裝位置處于平臺與輸送皮帶之間，作業空間狹小，設備拆除、安裝時很容易對已經安裝就位的設備造成損傷。這一施工階段，必須充分利用生產間隙時間，完成設備安裝、調試，在合理安排施工內容同時，加強現場監管，避免發生意外情況影響生產線生產。

4） 安全防范措施：根據本次工程施工難點，制定周密的安全措施，也是本次工程順利竣工的關鍵環節。配置專職安全員，負責日常安全生產工作，各職能部門在各自相應的工作范圍內，對安全生產負責，使工程施工得以安全順利進行。班組中嚴格執行班前、班中、班后檢查的“三檢制度”，及時排除各種隱患。各專業施工開始前，實行兩級交底，即項目技術負責人對各專業工長進行安全技術交底，專業工長對生產班組進行安全生產實施措施交底，保證每一位施工人員熟悉作業范圍危險源，提前做好防護措施。

4 結束語

本次工程2013年10月4日開始混凝土基礎施工，11月1日施工結束，對配料系統原來存在問題進行了針對性的解決，充分利用廠房位置進行合理布局，保證了工程安裝需要，施工質量較好，現場施工未發生質量和安全違規行為。該項目按時間節點竣工，配料系統穩定性和精度有較大幅度提高，通過改造前后配料數據統計與分析，改造前配料準確率91%，改造后配料準確率97%，改造后配料準確率提高了6個百分點，產品質量得到了可靠保障。同時，小輔料配料時間由原來需要5分鐘，縮短為2分鐘，配料系統設備功能精度也較原來有了進一步提高。

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引言

鋼結構建筑工程是一項新型的節能環保、綠色循環的建筑體系，且具較有良好的優越性，主要表現在鋼結構施工方便、降低工程造價費用、施工現場組裝速度快，能縮短工期等特點。在建筑工程施工質量監督中，鋼結構工程施工質量監督是個難點，也是個弱點。本文從圖紙會審$施工準備$施工過程直至工程驗收各環節，提出行為監督和實體監督的具體內容或監督要點；對監督中發現的常見質量問題進行分析，提出解決措施。

一、施工圖審查方面存在問題

1、施工圖審查意見未能有效落實

現場施工圖原則上應該是經審查機構蓋章確認且經過審查合格的圖紙，一般由于蓋章確認的圖紙數量不多，部分設計單位采用單獨出設計變更配合原圖模式對審查意見回復。因此，在施工現場中，如果采用未蓋章確認的設計圖紙施工，就可能產生圖紙使用不當、網審內容未被涵蓋在內的問題。另外，很多建設單位對審查文件不及時下發給監理、施工等單位，對網審意見不重視，導致部分工程現場監理、施工等人員在完全不清楚圖紙審查內容情況下按照不正確圖紙開展工作。因此需要建設、施工及監理單位采取措施加強對這方面的質量控制，確保施工審查內容切實落實到施工過程中。

2、圖紙優化修改后未重新送審

在一些大型鋼結構工程中，業主單位為了降低成本，鋼構施工單位為了中標而壓價，經常存在對圖紙進行優化改進，即為了降低用鋼量，由鋼構施工單位對審查合格的圖紙結構設計進行修改，然后按修改后的圖紙進行安裝及加工制作。這樣會使原有安全儲備大大降低。因此為對經優化的結構設計圖紙，必須送原施工圖審查機構進行重新審查，審查合格后方可施工，確保結構安全。

3、柱腳處理存在缺陷

柱腳部位常見的質量問題包括混凝土短柱未留設抗剪鍵槽或者抗剪鍵缺漏、預埋螺栓定位不準，和柱腳板下間隙不能有效填充等問題。

3.1、預埋地腳錨栓定位不準確

地腳錨栓主要將鋼柱與砼短柱，保持荷載傳遞和結構的整體穩定性。有些工程地腳錨栓位置不準確，柱腳固定不牢，錨栓最小邊距亦不能滿足規范要求。預埋螺栓的定位不準，常造成諸如柱腳板需擴孔等后續問題。造成預埋螺栓偏位的原因，主要有測量誤差和澆筑移位，此類的問題只能通過加強過程控制來減少偏差。

3.2、往往容易遺忘抗剪槽的留設和抗剪件的設置

工程監督中經常發現遺漏留設抗剪槽或抗剪鍵。按承受拉力設計柱腳錨栓，錨栓承受水平力在計算時沒有考慮。若未設置抗剪件，所有由吊車水平荷載、水平地震荷載、側向風荷載等產生的柱底剪力，都由柱腳錨栓幾乎承擔，從而破壞柱腳錨栓。同時由于柱腳錨栓預埋高度小，螺母擰固不能到位，不能保證錨栓抗拉和鋼柱的整體穩定性。

3.3、柱腳間隙二次填充

柱腳底板與混凝土柱頂間空隙一般設計在實際施工中有時過小，使得灌漿料難以填入或填實。一般一次灌料空隙為50mm。因此，為避免此類問題，建議二次填充料優先選用

高強度自流平成品灌漿料。

4、高強度螺栓連接檢測及施工質量控制方面缺陷

高強螺栓擰緊分初擰、終擰，對大型節點還應增加復擰擰緊應在同一天完成，切勿遺忘終擰定要在結構安裝完成后，對所有的連接螺栓應逐檢查，以防漏擰或松動。

現場制作試件時，試件與所代表的鋼結構構件應同一

材質、同批制作、采用同一摩擦面處理工藝和具有相同的表面狀態、并應采用同一批、同一性能等級的高強螺栓連接副、在同一環境下存放以供抗滑移試驗。很多工程送檢的抗滑移系數很高，實際構件摩擦面處理很差， 完全不能滿足設計要求的抗滑移系數。有些工程中高強螺栓連接而未按設計圖紙要求進行處理，使得抗滑移系數不能滿足該節點處抗剪要求，必須按照設計要求的連接而抗滑移系數去處理。

5、焊縫處理存在問題

5.1、焊縫變形過大

端板連接而制作粗燥，切割不平整或與梁柱翼緣板焊接時控制不當，使端板翹曲變形，造成端板間接觸而不吻合連接螺栓不得力，從而滿足不了該節點抗彎受拉、抗剪等結構性能。通常有以下幾個方法來控制焊接變形：選用合理的施焊順序，并盡可能對稱焊接。例如對較厚的焊縫可采用分層焊；(2)預留與焊接變形相反方向的偏差；(3)采用夾具或專用胎具固定焊件，可將端板用螺栓預先固定在一塊剛度很大的支座上；(4)加熱矯正。

翼緣板與加厚或加寬連接板對接焊縫時，未按要求做成傾斜度的過渡，多跨門式剛架中柱按搖擺柱設計，而實際工程中卻把中柱與斜梁焊絲，導致與圖紙不符。容易造成在工程中的事故發生。

6、端接板摩擦面間隙大于規范要求

摩擦型高強度螺栓連接方法是靠螺栓壓緊構件間連接處，用摩擦來阻止構件之間滑動達到內力傳遞。因此當構件拼接板面有間隙時，則固定后有間隙處的摩擦面間壓力減小，影響承載能力。鋼結構工程施工質量監督中，常發現高強螺栓連接板翹曲變形，接觸面不能緊密貼在一起。

試驗證明，當間隙＞1mm時，抗滑移力就要下降10%；當間隙≤1mm時，其對受力摩擦面滑移影響不大，基木能達到內力正常傳遞。因此當接觸面有間隙時，分別作如下處理: 1.0mm＜S＜3.0mm應將高出的部分磨成1:10的斜面，打磨方向應與受力方向垂直；S≤1.0mm可不處理； S＞3.0mm應加墊板，墊板兩面應作摩擦面處理，其方法與構件相同。

7、檀條、支撐等構件制作安裝中的問題

有此單位為了節省鋼材和人工，將檀條和墻梁用鋼板支托的側向加勁肋取消，這將影響檀條的抗扭剛度和墻梁受力的可靠性。有些，設計未考慮吊頂或設各管道，擅自增加屋而荷載，從而導致鋼梁撓度過大或坍塌。有些，為了安裝方便，隨意加長檀條、增大或檀托板的螺栓孔徑。如果檀條、或檀托板孔徑過大過長，整體穩定性就失去了作用。

二、鋼結構工程質量問題的改進措施

1、首先要重視鋼結構安裝施工圖，因關系的安裝工程質量是否達標。因此，要對設計圖紙上的規范材料的規格、型號、性能、等級，節點設計是否合理，及強制性條文所要求的內容是否全面。

2 因鋼結構工程一般都采用混凝土獨立柱基礎，基礎

的混凝土及鋼筋、模板的施工與其他工程的施工工序及方法相同，而基礎獨立柱中預埋的螺栓是質量控制的重點，單個螺栓及每組螺栓之間的間距、高低的偏差，直接影響鋼結構工程的安裝質量。

3、加強對鋼構件的質量驗收力度。鋼構件質量好壞直接影響的鋼結構工程施工質量，因此，要對鋼構件的進場之前要進行質量驗收，如對鋼結構部分的高強螺栓摩擦面性能、抗滑移系數多少、焊縫無損方面及構件漆涂表層情況等，都要嚴格要求進行質量檢查。以全面確保構件在進場前質量合格。此外，還要對制作用的鋼材材質是否達到國家標準進行驗收檢查，從源頭來源上保證質量。

結語

通過鋼結構設計施工規范體系、施工中常見質量問題、控制措施等方面進行總結與論述。這就需要我們從鋼結構的外形加工制作、施工安裝工序、零部件切割、焊接質量等環節方面做好全面的質量驗收記錄和檢查管理。借鑒一些成熱經驗并在工程中予以應用，促進鋼結構施工質量穩步提升。

參考文獻

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[2]陳偉方. 鋼結構工程施工質量監督方法探討[J]. 建筑監督檢測與造價,2010,05:25-29.

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引言

隨著我們國家建筑行業鋼結構的迅速發展，建筑鋼結構的設計越來越重要。同時鋼結構技術的不夠成熟，設計存在效用上的缺陷，導致了鋼材浪費、造價攀升問題。因此，要不斷改進技術、方法和創新，開發出一種高層次的各方面符合我們的要求的材料。

建筑鋼結構設計存在問題的特性

1.1、建筑鋼結構問題的復雜性

建筑鋼結構中存在問題的復雜性主要體現在鋼結構設計較為復雜，容易出現問題的環節也較多，宏觀監控難度較大。即使建筑鋼結構出現的問題性質相同，但產生問題的環節與原因也存在較大的差異，加大了問題解決的難度。例如出現焊接裂縫的情況，問題可能出現在焊接裂縫的表面，也可能出現在焊接裂縫的內部，既可能出現在焊接裂縫的金屬部分，也可能由于母材受到高溫影響發生開裂；裂縫既可能平行焊道，也可能垂直焊道，既可能是受熱導致裂縫，也可能是受冷導致裂縫。因此，建筑鋼結構問題存在較大的復雜性，需要實際設計施工人員進行詳細的分析與核查才能確定。

1.2、建筑鋼結構問題的嚴重性

如果建筑鋼結構出現了問題，施工人員必須停下目前的施工項目轉向問題的處理，由于建筑鋼結構問題的復雜性，處理的難度較大，會推延建筑施工項目的工期。如果建筑鋼結構出現了不可逆性的問題，只有進行拆除重建，加大了建筑施工成本。如果建筑鋼結構出現的問題沒有及時被發現，甚至會導致建筑垮塌，造成重大的人員傷亡事故，嚴重威脅了施工作業人員的生命財產安全。

1.3、建筑鋼結構問題的可變性

建筑鋼結構出現的問題會隨著建筑施工的進程而產生變化，從細微到不可發現的裂縫逐步變成巨大的裂縫。例如鋼構件的焊接縫隙原本是可以忽略不計的，但是由于受到應力的作用，使焊縫逐漸擴大形成裂縫；鋼構件如果長期處于高強度的負荷下，容易發生彎曲、變形，產生重大安全隱患，威脅了社會公眾群體的人身安全，也容易產生負面的社會影響。

鋼結構建筑設計中的分析方法

2.1、改進現階段鋼結構設計

在施工中鋼結構建筑常常會有許多的設計缺陷，而這些缺陷會對設計者產生困擾，因此設計改進在設計允許的彈性范圍內進行是必要的。框架柱長度的大小是造成彈性失穩和彈塑性失穩的主要因素，所以在設計改進中，要對建筑框架柱的長度問題進行充分的考慮。除此之外，要比較在一定條件下結構實際長度和設計長度，還要針對構件的制造缺陷以及結構第二階段影響和梁柱的半剛性連接影響進行考慮。

2.2、建立荷載模型

鋼結構設計過程中需要考慮的又一因素就是結構的彈性因素。當結構受到豎向水平荷載力后，材料和結構的之間的彈性就會產生誤差，此時就要忽略非彈性材料和結構缺陷二者之間存在的誤差。

2.3、加入等效切線概念

在鋼結構設計的過程中，適當的降低彈性分析，同時調整結構的非線性與缺陷影響。但要注意的是，在調整的過程中，對于調整精度很難保證。利用結構彈性分析代替非彈性分析的方法是常用的調整方法。而其在設計中有著較大的局限性，因此，在要提高鋼結構設計質量，就要在設計中加強等效切線的應用。

結構分析設計的發展

要完全克服上述建筑鋼結構設計方法中的3 種缺陷 , 就一定要建立以結構整體承載極限狀態和結構整體極限承載力為目標的結構分析設計方法。因此 , 最近幾年，一些專家已提出了所謂的集成非彈性設計 （IntegratedInelasticDesign）和高等分析設計 （AdvancedAnalysisDesign）等的方法。這些方法主張主要說的是要在結構分析中對影響結構性能的各種因素進行充分考慮 , 尤其是非線性因素 , 直接計算和驗算結構的整體極限承載力 , 進而完全的消除構件計算長度和構件相關方程的概念 , 也就是消除構件驗算的這一步驟。

4、鋼結構設計方法的改進

4.1、計算軟件選用的優化

應該使用最低兩個不一樣的力學模型的三維空間分析軟件，對在鋼結構設計里面 B 級高度的雜高層建筑結構以及高層建筑結構，實施整體內力位移的處理。因為當前市場上的商用軟件比較齊全，例如：PMSAP、SATWE、TBSA、TAT 等高層計算軟件和SAP2000、MIDAS、ANSYS等，因此在處理結構時，應根據工程的特點選擇合適的計算軟件，同時還要選擇兩個不一樣力學模型的三維空間分析軟件，特別是對于受力繁瑣的結構，比如發生了數次變換的框支剪力墻結構。除此之外，對于局部受力相對繁瑣的結構件，要依據應力分析的結果改進配筋設計。

4.2、計算參數取值的優化

在處理鋼結構抗震設計時，應考慮到平扭轉耦聯計算結構的扭轉效應，振型數不能小于 15，多塔結構振型數不能小于塔樓數的 9 倍，并且在計算振型數時，應讓振型參與質量大于總質量的90%。但是在現實的施工圖的改善階段，卻經常發現會有缺少處理的振型數的問題，更有甚者一些結構設計振型參與質量只有總質量的一半，這就會使得結構計算結果產生比較大的誤差。

4.3、鋼結構的選型和布置

高層建筑鋼結構通常分為 4 類，并且它們通常是不同的，要依據它們的側向力來進行劃分。在實際鋼結構設計工作中，通常是概念設計，應加充分的考慮施工條件比如功能、制造和安裝、負載能力、使用的材料以及其他的影響因素，采用火災或地震阻力良好的現實架構。在施工時間上要滿足不同的功能和建筑要求。除此以外，應依據系統配置鋼的使用情況和特點，對具體性質進行綜合考慮。一般情況下，這是必須的，這樣才能夠保證結構剛度，并保證均勻分布結構受力，同時也盡可能的降低建筑物的扭轉影響，進而保證強度層的橫向力抵制。

4.4、鋼結構的構件設計

首先，構件設計要選擇材料。通常情況下，最常用的材料是Q235 和 Q345。若對工程管理進行考慮，在主結構上常常會采用單一鋼種，若從經濟角度上進行，就需要考慮截面組合的不同強度的鋼材。比如：在偏向于強度控制時，可以選擇Q345；在偏向于穩定控制時，可以選擇 Q235當前。因為當前程序技術的快速發展，一些結構軟件可以對整體結構進行全面的優化，我們不但要調整優化后的截面，使其達到合理的截面標準，還要對模型的建立、計算長度的參數定義等數據進行考慮。

4.5、節點的設計

若未充分地考慮在結構分析前節點的形式，就會比較容易出現結構分析模型中的節點與設計中的節點形式不完全相同形式。依據不同的結構傳力特點，我們應該將節點分成為剛接、鉸接和半剛接。在選用節點時，要準確判斷節點的連接形式，進而使設計具有合理性與安全性。除此之外，節點設計還應充分的考慮吊裝安裝與施工人員現場操作方便等現場問題。

4.6、鋼結構建筑的抗火設計

盡管鋼是由一種非燃燒的材料制成，可是高溫下，由于高的熱膨脹系數，就會發生變形，所以即使鋼擁有比較好的熱導率和電阻，還是會致使火災的蔓延。有些鋼在 600℃的高溫時，鋼的強度基本上失去了，在火災中變得很脆弱。高層建筑更有可能導致火災，且高層建筑火災較難控制。因此，高層建筑耐火鋼的設計是非常重要的。目前，中國的高層建筑鋼結構的耐火設計是比較落后的，很多設計不考慮高溫、鋼的變形和應力，同時也沒有考慮各個組成部分之間相互作用的影響。高層建筑鋼結構的整體抗火設計基于組件級別，是在建筑防火設計的基礎上確定的。

結語

總而言之，對于鋼結構的設計，注意做到因時制宜、因地制宜，結合實際、實地考察，并運用先進的技術，合理進行設計，使技術人員應重視學習技術標準和規范，形成遵循嚴格的標準和規范的工作習慣，進而保證建筑的整體質量。

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Key words: quality control of steel structure construction

中圖分類號：TU391文獻標識碼：A 文章編號：

1引言

國際上最早的鋼結構應用出現在美國的芝加哥保險大樓；而在我國其最先出現在上海國際飯店。但由于經濟和建筑技術的落后，我國的鋼結構應用技術一直沒有得到發展，直到上世紀90年代，隨著我國鋼材產量的不斷上升，以及鋼結構應用技術在現代建筑領域的廣泛應用，同時還有新材料、新技術、新工藝、新設備和新設計理念的飛速發展，使得鋼結構體系對現代建筑領域產生了深遠的影響。雖然現在的鋼結構體系中仍存在著一些不完善的地方，但這并不能成為影響鋼結構體系成為未來建筑結構體系中的主干體系。基于此，本文通過分析影響鋼結構施工質量控制的主要因素，探討和提出了一些可行性的質量控制策略。

2影響鋼結構施工質量控制的主要因素

影響鋼結構工程施工質量的主要因素有：施工前控制不力和施工過程中普遍存在的一些問題。

2.1施工前控制不力

這個影響因素主要是由于在施工前沒將準備工作做到位，從而導致在鋼結構施工過程中出現這樣那樣的問題。其主要表現為原材料的質量不達標，或是在進料前沒有對原料和設備進行審核, 也可能是審核的不夠嚴格。除此之外，鋼結構的工程設計質量達不到工程實際穩定性和強度要求；在設計單位的選擇上缺乏科學性，為了達到降低設計費用的目的，選用了資質不夠的設計單位；人員的配置帶有隨意性；在進行施工圖紙審查時，審核人員對實際情況不熟悉，對重要的節點位置沒有進行認證。以上這些都是由施工前的準備工作做的不到位而引起的。

2.2 施工過程中普遍存在的一些問題

由于鋼結構工程施工是一個復雜的過程，設計的人員、設備及材料眾多，因此在施工過程中會出現很多這樣那樣的問題。這些問題總的歸納起來，主要表現為以下幾個方面：第一,鋼結構材料的預制控制不力，從而造成有的鋼材尺寸達不到施工要求，出現了一些構件的偏差不能夠滿足規范要求的現象。第二，焊接的質量不過關。這主要是由焊工的技能不足造成的，其不能嚴格按照焊接工藝要求進行施焊。第三，鋼結構安裝時質量控制不力。在進行鋼結構安裝前，未對基礎定位軸線、地腳螺栓位置、基礎軸線和標高等進行詳細檢查，因而造成基礎的驗收不能滿足施工規范要求。第四，沒有統一的資料管理標準。由于各個鋼結構施工單位風格迥異的資料整理方式，因此形成不了統一的資料管理標準，從而不便于工程資料的整理、審查和保存。

3鋼結構施工質量控制措施

基于以上對鋼結構施工過程中影響施工質量因素的分析可知，要想達到對鋼結構工程施工質量的控制的目的，需要采取以下措施：

3.1施工前期的質量控制

對施工前期的質量控制主要有強化和落實施工圖紙的會審工作和認真審查鋼結構施工組織設計兩部分組成。

強化和落實施工圖紙的會審工作。由于圖紙是進行工程施工的根本依據，因此工程

開工前項目監管機構要組織管理人員熟悉工程圖紙以及與項目施工有關的規范標準、工藝技術條件，充分領會設計意圖。除此之外，監管機構還要組織專業技術人員對圖紙進行會審，檢查施工圖紙是否存在問題，爭取把問題解決在施工開始之前．從而減少因圖紙問題對工程質量、進度的影響。

認真審查鋼結構施工組織設計。施工組織設計是全面指導工程施工單位具體實施的

技術性文件，其完善程度將直接影響工程的質量和進度。因此，對鋼結構安裝工程的施工組織設計審查要有重點和針對性。審查的重點內容有：①質量保證體系和技術管理體系的建立；②特殊工種的培訓合格證和上崗證，③新工藝的應用；④對工程項目的針對性；⑤質量、進度控制的措施和方法；⑥施工計劃(工期)的安排。

3.2加強現場施工過程中的質量控制

由于現場施工過程中的質量控制是鋼結構工程質量控制的核心，因此在施工過程中必須做好以下幾個方面的工作。

1）重視鋼結構基礎工程的質量控制。

鋼結構基礎工程的質量控制一般指的是鋼結構基礎預埋螺栓的質量控制。預埋螺栓作為整個工程施工的第一步，也是極為關鍵的一步，是整個工程的基礎。在進行基礎預埋螺栓施工時首先要熟悉圖紙，詳細了解圖紙的意圖，并制作安裝模板。預埋螺栓是用兩塊安裝模板和鋼筋將其定位在柱子的主筋與模板上，從而能夠保證其不受土建澆筑混凝土的施工而發生移位。這樣使得每組螺栓之間的間距和高低可以控制在允許的誤差范圍內；同時，還應保護好螺栓絲扣，保證其在進行混凝土澆筑時不被損壞。當土建工程完工后，應使用經緯儀和水準儀對地腳螺栓的標高與軸線進行復查，并做好記錄，然后交下一道工序驗收。

2）鋼結構主體工程的質量控制

①鋼結構制作工程質量控制

鋼結構中所使用的鋼構件已實行工廠化生產，因此對鋼構件的進場質量驗收顯得非常重要。對進場的材料(如：高強螺栓、地腳螺栓、鋼梁、鋼柱、抗剪栓釘、焊條等) 和構件，要求施工單位及時進行報驗，檢查構件和材料合格證及各種復驗報告是否齊全有效，是否符合工程設計和相關規范的要求；同時應對進場的構件和材料進行檢查驗收，檢查構件的外觀質量(如構件翹曲變形、摩擦面表面處理情況、節點板表面損壞與變形、焊縫外觀質量等)。對于鋼材材質的無損檢測報告和復驗單要求必須是原件，雖然鋼材的材質證明可以是復印件，但必須加蓋生產單位公章，并說明其存放地。

②鋼構件安裝質量控制。

在進行柱、梁的安裝時，主要對柱底板下的墊鐵是否墊平、墊實；柱是否垂直與有無位移發生；主次梁的側向彎曲矢高和垂直度進行檢查。當對鋼結構的安裝形成空間固定的單元，并進行驗收合格后，施工單位必須及時的將柱底板和基礎頂面的空間用膨脹混凝土進行二次澆筑密實。最后，施工單位還要檢查鋼結構主體結構的垂直度與整體平面彎曲等是否符合要求。

③螺栓安裝質量的控制。

鋼結構工程中的螺栓連接一般由普通螺栓和高強螺栓組成。對于普通螺栓連接，要求每個螺栓一端的墊片不得超過2個，對于螺栓孔不得使用氣割進行擴孔，螺栓擰緊后外露螺紋至少應超過2個螺距；對高強螺栓、重點控制螺栓的連接摩擦面應進行表面處理(噴砂處理)，從而提高摩擦面抗滑移系數；另外還應控制螺栓連接副施擰順序，以及初擰、終擰、施擰的扭矩值和螺栓絲扣外露值。在安裝過程中板的接觸面應保持平整，接觸面必須大于整個接觸面的75％，邊緣縫隙不能大于0.8 mm，高強螺栓應自由穿入，不得進行敲打和擴孔；高強螺栓也不能作為臨時安裝螺栓，螺栓的緊固應按一個方向進行。對于每天安裝的螺栓在終擰完畢后應逐個進行檢查，對欠擰、超擰的螺栓應進行補擰或更換。

④焊接質量的控制。

在對鋼結構施焊前，應對焊條的合格證進行檢查，按說明書的要求使用，焊縫表面不得出現裂紋、焊瘤。對于一、二級焊縫不得存在夾渣、氣孔、弧坑裂紋，一級焊縫不得有咬邊、未滿焊等缺陷。同時一、二級焊縫應按要求進行無損檢測，檢查規定的焊縫和部位是否有焊工韻鋼印。對于不合格的焊縫不得擅自處理，應在定出修改工藝后再處理；對于同一部位的焊縫，其返修次數不得超過2次。

4結語

由于目前鋼結構工程的施工在我國還處于初級階段，在其走向完善的過程必然會存在很多問題，因此在進行鋼結構工程施工監理過程中，監理人員要真正發揮其工程監理的作用，除了要做好對各分項工程的驗收工作外，還應加強對施工過程中的監督檢查，只有這樣才能保證鋼結構工程的施工質量。

參考文獻：

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隨著國際市場鋼材進入我國建筑業和我國鋼材產量、品種的增加，鋼材質量的提高，除特種行業特殊需要外，鋼結構在廠房中已經被廣泛應用。鋼結構廠房和傳統的磚混結構、鋼筋混凝土框排架結構廠房相比，越來越顯示出造價低、結構性能好、施工速度快等優點。而鋼結構制作廠家和安裝隊伍水平不一，經驗欠缺者多，控制鋼結構工程施工質量已經引起業內專家和有關人士重視。

鋼結構廠房安裝的主要程序可以劃分為前期作業、施工以及驗收三大部分。其中前期作業包括施工圖的組織設計、材料的準備工作以及施工條件的檢驗，由此可見前期的準備工作是整個安裝工程順利進行的重要保證。因此就要重視前期的一系列預備工作，首先要認真編制施工組織設計，施工組織設計作為施工單位全面指導安裝工程實施的技術性文件，它的完善程度直接影響著工程的質量以及進度。在進行施工組織設計時必須要嚴格按照工程的實際情況避免由于胡亂拼湊施工組織設計，以及完全依賴一些相似的施工組是設計而忽視了對現實情況的調研，有的甚至和實際的安裝工程完全不符以至于在進行鋼結構安裝的過程中不能正確的指導施工。這就要求相關的工程監理單位必須對施工組織設計應該進行嚴格審查，建設單位如果有條件也應該對此進行審查，檢查施工圖紙中的紕漏，力爭把問題解決在施工之前，減少因施工圖紙存在問題而影響整個工程的進度以及質量，只有審查通過后才能成為安裝施工的理論依據。

在鋼結構廠房安裝前的準備階段除了要做好施工組織設計的審查工作外，還要對施工所需的材料以及施工條件進行檢查，對于鋼結構的零部件、附件以及配件進行分類檢查，只有鋼結構構件的外形和尺寸符合設計要求才能保證安裝工程的順利進行，所以在進行驗收時要嚴格按照鋼結構工程施工及驗收規范中的相關規定仔細驗驗鋼結構的零部件、附件以及配件的外形和幾何尺寸，一旦發現有不合格的零部件則應該及時更換，然后計算出鋼結構構件的總數量然后選擇合適的起重吊裝機，此外在架設機具時為了便于矯正的平面位置和垂直角度。需要在鋼柱的底部和上部標出兩個方向的軸線，在鋼柱底部適當高度標出標高軸線，同時還要標出連接點的具置，然后嚴格按照施工組織設計安排工作流程，對于基礎與支承面的驗收，鋼柱基礎通常有環形基礎和螺栓相連接，環形基礎要求混凝土結構施工時控制好基礎的幾何尺寸，而螺栓連接通常設計為同一平面，通過地腳螺栓將鋼柱與基礎連接成為一個整體，因此要注意確保基礎標高以及地腳螺栓位置的準確性。當基礎工程分批進行交接時，在進行每一次交接驗收時一定要嚴格對待，并且符合規定基礎混凝土強度達到設計要求，基礎周圍回填土、道渣夯實完畢，基礎軸線標志和標高基點準確、齊全。基礎頂面直接作為柱的支撐面和基礎頂面預埋鋼板或者支座作為柱的支撐面時，其支撐面、地腳螺栓的允許偏差應符合規范要求。

二、安裝過程中質量控制的要點

在進行鋼結構廠房安裝施工的過程中進行質量控制，鋼結構廠房的基礎一般都采用混凝土獨立基礎，基礎的混凝土以及鋼筋、模板的施工與其他非鋼結構工程的施工工序以及方法相同。鋼結構廠房常見的問題有錨栓不垂直、基礎施工后預埋錨栓水平誤差偏大，鋼柱安裝時柱腳底板大量擴孔，因而給鋼柱安裝帶來誤差，從而影響其整體結構的受力，達不到鋼結構工程施工及驗收規范中的要求。所以錨栓施工時，可采用粗鋼筋或角鋼等固定錨栓。焊成籠狀，完善支撐或者采取其他一些有效措施，避免澆灌基礎混凝土時錨栓移位。

鋼結構構廠房安裝時的質量控制，在進行鋼柱安裝時，常出現的問題是鋼柱安裝后垂直度超過施工驗收規范要求，廠房結構受力受到影響。由于鋼構件與基礎的錨固破壞主要表現為腳處的地腳螺栓脫開、混凝土破碎導致錨固失效、連接板斷裂等，在地震的作用下這種破壞形式也經常發生。所以在進行鋼柱安裝時應該先將底板下的墊鐵墊實、墊平，測量柱子垂直度、梁的平直度等，擰緊螺栓，安裝成空間固定單元，對各項安裝誤差進行測量，符合驗收規范要求后，將柱底板和基礎頂面的空間用無收縮高標號細石混凝土，填灌密實，混凝土無法澆筑時可采用高強微膨脹灌漿料，可使縫隙充分灌滿。

焊接時質量控制，鋼結構施焊前，對焊條的合格證進行檢查，按設計要求選用焊條，并且嚴格按說明書和操作規程上的要求使用焊條，焊縫表面不得有裂紋、焊瘤、焊縫能存在氣孔、夾渣、弧坑裂紋、焊縫不得有咬邊以及焊接不徹底等缺陷，此外還要對焊縫進行無損檢測，在規定的焊縫以及部位要有檢查焊工的鋼印，不合格的焊縫不得擅自處理，應該制定出合理的修改方案獲批后才能修改，同一部位的焊縫返修次數不宜超過兩次。由于鋼結構連接一般采用鉚接或者焊接形式連接，如果在節點的設計和施工中，結構或者焊縫存在缺陷，節點可能存在受力過于集中，一旦發生地震，就很容易出現節點破壞，因此要格外重視鋼結構的焊接工作。

給鋼結構表面涂刷具有保護作用的涂料不僅可以防止鋼材的腐蝕而且還有助于提高整體建筑的安全性。進行涂刷工程時的質量控制在鋼結構涂刷前首先要對鋼結構表面進行清理工作，確保涂刷的構件表面不得有焊渣、油污以及水合毛刺等異物否則會嚴重影響涂抹保護曾對效果，另外涂刷的遍數以及涂刷厚度也都要符合最初的施工組織設計標準，對于具體施工人員也應該進行專業的操作培訓，只有培訓合格后才能批準上崗。

重視對鋼結構廠房安裝的質量驗收工作，鋼結構廠房進行安裝時必須要采用經過計量檢定、校驗合格的計量器具。熟悉安裝現場以及周邊的環境，建立合理的測量控制系統，編制能夠滿足鋼結構空間定位要求的測量方案。編制吊裝方案，并且同監理單位保持聯系，就專項施工工藝交底或者委托有資質的單位進行檢測，其中包括焊接工藝的評估以及焊縫的檢測，高強度螺栓檢測以及抗滑移系數的復測，大型設備安全檢查等關系整體鋼結構安全的工藝，鋼結構工程質量驗收應該在施工單位自檢的基礎上嚴格按照檢驗批、分項工程、分部工程的程序進行。

三、結束語

伴隨著鋼結構的發展以及迅速普及，尤其是鋼結構廠房在工業領域的廣泛應用，使得其質量問題越來越受到人們的關注，在鋼結構廠房安裝的整個施工過程中要重視工程質量的控制工作，在施工前努力做到強化施工圖紙的會審工作，圖紙是工程施工的依據，工程開工前項目施工和監理機構要組織有關技術人員熟悉工程圖紙以及與項目有關的規范標準、工藝技術條件，充分領會設計意圖。另外在管理制度上要建立一套科學有效的方案并堅持文明施工管理加強技術人員以及工人對規范標準和操作規程的培訓學習提高施工人員的自身的技術水平，切實做好開工前的準備，加強施工過程中的質量控制和監督檢查，積極發揮施工、監理等各方面的作用，做好各分項工程的工序驗收工作，才能有效地確保鋼結構廠房的整體質量。

參考文獻：

[1]徐冠彤.鋼結構廠房工程施工質量控制的要點和措施[J].山西建筑，2007

[2]呂振強.大型鋼結構廠房的制作安裝施工[J].建材技術與應用，2006

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1.引言

大跨度空間結構是國家建筑科學技術發展水平的重要標志之一。大跨度空間結構在荷載作用下表現為三維受力特性的結構，其常見形式主要包括網架結構、網殼結構、懸索結構、膜結構、薄殼結構等。

大跨度空間鋼結構按整體剛度差異可分為剛性空間鋼結構、柔性空間鋼結構及混合空間鋼結構。剛性空間鋼結構主要有空間網格結構（包括平板型網架、曲面網殼、網格梁）、拱型結構和表皮應力結構；柔性空間鋼結構包括懸索結構、全張力結構（索穹頂結構）和薄膜結構；混合空間鋼結構則是上述兩種結構的組合結構體系。

2.大跨度空間鋼結構的施工方法

確定大跨度空間鋼結構的施工方案時應充分考慮結構在各施工階段的力學特性及其構造特點；在確保施工質量、結構安全的前提下，綜合考慮施工進度和經濟效益并根據現有施工技術條件和設備資源配備情況選取合適的施工措施。現階段大跨度空間鋼結構的常用施工方法主要有高空散裝法、分條分塊吊裝法、整體吊裝法及整體頂升法、滑移法。近年來，國內外工程技術人員通過大量的技術創新和工程實踐，提出了一些新型施工方法，例如“折疊展開式”整體提升法、Pantadome 法和高空曲線滑移法等。

2.1.高空散裝法

高空散裝法主要是將單一桿件連同節點直接安裝到設計位置，廣泛應用于螺栓球節點網架和網殼結構中，按照支撐形式可分為局部點撐懸挑法、分片滑動支撐法和滿堂紅支架支撐法。目前高空散裝法施工過程中需注意以下幾個關鍵技術問題：

（1） 合理安排拼裝順序，減少累計誤差以控制拼裝精度；

（2） 在拼裝過程中應進行誤差調整，確保拼裝后的結構質量；

（3） 嚴格驗算支撐的強度、剛度、穩定性和最大沉降量，應特別注意對分片滑動的支撐系統平面外剛度的計算；

（4） 桿件擰緊扭矩應達到設計要求，且在后期的涂裝過程中要控制節點的漆膜厚度以防結構成形后水蒸氣進入而銹蝕節點。

2.2.分條分塊吊裝法

分條分塊吊裝法是當今大跨度空間鋼結構安裝的常用方法。分條分塊的劃分應首先根據現場條件確定吊機形式、位置與走行路徑，然后基于吊機的吊裝能力對整體結構進行吊裝單元的劃分，再根據劃分后的吊裝單元確定支撐位置。由于大部分的焊接和拼裝工作均在地面進行，減少了臨時支撐的數量，降低了施工面的布置難度，拼接質量可以得到有效保證。

2.3.整體吊裝法

整體吊裝法是現代吊裝技術發展的產物，可以最大限度地減少空中拼裝和焊接工作，提高了結構安裝效率和安裝質量。整體吊裝施工可以采用一臺或多臺吊機同時進行，在場地平整、吊機走行路線順暢的條件下還可以采用空中移位技術，大大降低了對下部結構施工的影響，具有較高的綜合效益。整體吊裝施工中提升設備的布置應遵循以下兩個基本原則：一是網架在吊裝時的受力應盡可能接近結構成型后的受力；二是每臺吊裝設備所承受的荷載應該近似相等，并嚴格控制升降差以實現協同工作。

2.4.整體提升法

與整體吊裝法相類似，整體提升法也是將鋼結構在地面拼裝，但整體提升法需要將地面拼裝構件置于安裝位置的垂直投影位置，且可以用小型設備安裝大型網架。整體提升法特別適用于周邊支撐和點支撐網架。按照提升單元的不同又可以分為單獨提升法、升梁提網法、升網提模法和滑模提升法等。

2.5.整體頂升法

整體頂升法主要是利用結構柱作為上升滑道，將千斤頂安裝在結構各支點的下面，逐步地把結構頂升到設計位置[1]，特別適用于采用雙肢或四肢格構柱的結構。整體頂升法與整體提升法相類似，區別在于提升設備位置的不同，前者的動力設備位于結構支點的下面，后者則位于結構上面，兩者的作用原理相反。采用整體頂升法施工時需要注意以下幾點：一是整體頂升法需要有固定的導向裝置，導向裝置的設置要保證相互平行；二是應特別關注頂升過程中的同步控制。

2.6.“折疊展開式”整體提升（頂升）法

從結構設計方面看，超靜定幾何不變體系的力學性能最為穩定，是工程設計人員的首選；而從結構施工的角度看，幾何可變體系具有一定的可運動機構，便于施工。折疊展開施工技術就是綜合考慮以上兩方面因素形成的一種新型施工方法，主要通過拆除部分桿件，使原本超靜定的結構在施工過程中變成幾何可變體系，在地面上形成了一個可折疊體系，通過大量的地面拼裝，利用臨時鉸接點，然后將臨時折疊的網殼提升到設計位置，之后補缺未安裝的構件使結構變成超靜定結構[2]。“折疊展開式”施工過程控制分析涉及到機構運動學、機構運動與彈性變形偶合的強非線性計算、瞬態動力響應、同步的控制與分析等多個方面[3]。

3. 大跨度空間鋼結構施工的研究現狀及存在問題

3.1.研究現狀

近年來，我國大跨度空間鋼結構發展勢頭迅猛，從大跨度到超大跨度、單一結構體系到混合結構體系、從靜態結構到開合結構及拓撲優化和新材料的應用使得施工工藝不斷創新；且空間鋼結構施工控制的復雜性和精細化程度的不斷提高對施工過程分析和施工技術的革新提出了更高的要求，如何結合建筑結構形式、施工現場條件限制、建筑設備的選擇、工期造價等因素，探索合理的施工工藝和分析方法已經成為現階段鋼結構領域的研究熱點。

從結構的整個壽命周期來看，風險概率最高的時段往往是在結構施工階段，大量的工程事故調查表明，70%以上的建筑工程事故均發生在結構施工階段。由于大跨度空間鋼結構具有龐大復雜的結構體系，其施工過程分析較為困難，工藝繁瑣，使得建造時期結構失效的風險概率較高，越是復雜的結構，其建造過程中出現事故的可能性就越大，需要更加深入系統的進行施工工藝探討和施工力學行為的研究。相對于大跨度空間鋼結構設計理論研究，其施工分析和模擬的理論發展較為緩慢，主要是由于大跨度空間鋼結構本身體型龐大、體系復雜，導致施工過程中大跨度空間鋼結構內力傳遞極其復雜，且引起結構變形的因素眾多。

3.2.展望

目前，大跨度空間鋼結構施工力學理論的研究尚未成熟；大多數理論并未完全結合實際，很難對施工過程提出切實可行的理論依據，主要集中在以下幾個方面：

（1） 我國的設計施工一體化程度較低，雖然大跨度空間鋼結構的多數設計理論已趨于成熟，眾多設計軟件的出現又極大地提高了設計效率，但此類設計軟件遠未達到設計施工一體化的高度，缺乏對施工階段必要的分析和技術幫助；

（2） 目前施工力學分析理論尚未成熟，針對不同施工工藝的眾多施工分析方法比較零散，對于大型空間結構的施工全過程缺乏系統實用的分析理論；

（3） 施工技術水平落后導致眾多施工工藝和施工過程質量控制點的選擇往往以經驗為主，多限于工藝和構造上的定性保證，缺乏科學的施工過程簡化模型、計算理論及定量的分析研究。

參考文獻

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美國標準協會（NBIMS）對BIM（buildinginformationmodeling）的定義是：BIM是一個設施（建筑項目）物理和功能特性的數字表達；是一個共享的知識資源，是一個分享有關這個設施的信息，為該設施從概念到拆除的全生命周期中的所有決策提供可靠依據的過程；在項目不同的階段，不同利益相關方通過在BIM中插入、提取、更新和修改信息，以支持和反映其各自職責的協同作業。

鋼結構工程是以鋼材為預制構件的原料，現場拼裝時構件間采用特定連接方式的一種結構。它具有輕質高強、力學性能良好、抗震性能優越、施工速度快、工業化程度高、投資回收快、外形美觀、可再次利用及符合可持續發展政策等一系列的優點，被廣泛地應用于大型廠房、輕型及大跨度結構工程、高層建筑工程等領域中。

1 設計階段的應用

目前鋼結構工程在設計階段，因鋼結構專業和BIM技術人才缺乏，導致設計深度不夠、設計造價偏高；因設計方案不合理使后期施工困難，只能返工重新設計而導致投資增加等情況屢見不鮮。利用BIM技術按照設計圖紙，調用“構件庫”和“節點庫”進行三維建模，錄入構件、節點的參數信息，這在利于構件節點的深化設計的同時，還利于鋼結構工程的可視化與信息管理。胡育科等人通過闡述國家推出的有關推廣鋼結構的政策，及當前鋼結構推廣的瓶頸和問題，提出了大力推廣鋼結構根本在于提升工程設計和應用水平；楊振方通過對TeklaStructures在鋼結構工程中的應用研究，闡明了TeklaStructures在不同結構中的詳圖深化設計功能及運用方法。結果表明，TeklaStructures的數據交互功能，及建筑設計、分析、出圖、報表等功能，能提高設計的效率和準確性；尚超宏等人通過實際工程，介紹了Tekla在項目中的深化設計流程、設計依據、深化中遇到的難點重點，突出了BIM技術對設計和后期施工流暢、經濟的重要性。由此可見，運用BIM來解決深化設計中的問題，并優化設計方案是可行且有效的。

在當前發展較為成熟的BIM軟件中，TeklaStructures在解決節點深化設計問題上扮演著重要的角色。借助鋼結構工程的BIM模型，一則能直觀地向業主反映項目的建造過程與成果，對現場復雜的安裝節點、難度系數高的施工工藝進行可視化三維技術交底，優化設計方案；二則模型自動生成的報表，能為項目和造價管理提供依據；三則模型在TeklaStructures中深化后可同其他軟件進行交互，進行管線綜合和碰撞檢查等。最終達到最優設計，以獲得更大的經濟效益。

2 施工階段的應用

目前在鋼結構工程的施工階段，項目的成本、質量、進度、安全控制方面都存在問題：因工程變更引起造價波動；因預制安裝工藝不當、裝配安裝順序沖突引起工期延誤；因預制構件在運輸過程中造成變形、碰傷或污染而增加造價，延誤工期；因安全教育工作或安全措施的不到位而引起安全事故。利用BIM技術，對3D模型中的構件進行參數化管理，并進行3D模型與時間軸關聯后的4D模擬施工、場布模擬等施工前的計劃審查，以保證順利安裝，避免施工工序之間的沖突和施工安全問題，并糾正偏差確保項目各項目標的實現。周慧恩等人通過對工業化鋼結構的4DBIM虛擬建造方法的研究，提出用BIM部品庫以及對軟件插件進行二次開發，來快速、智能、高效地建模。之后基于4D模型進行模擬施工、各專業綜合后的碰撞檢查，并模擬重點部分的可建造性以進一步優化施工方案，達到多次虛擬建造優化和一次實物安裝建造結合的效果；任玲華等人通過BIM技術在虛擬建筑及節點構造模型中的應用研究，提出了借助BIM模型中精確的節點展現，能提高設計質量及施工效率，并能在隨后的建筑施工信息流轉中，利用模型制定計劃、共享信息、指導現場；壯真才通過一棟鋼結構辦公樓工程，重點介紹BIM技術在項目施工精細化管理中的應用，提出BIM技術在能保證工程質量、工期、成本、施工安全的同時，提高管理團隊的綜合施工管理能力；孫亮等人通過介紹BIM-QR系統中動態二維碼的信息集成和管理功能，提出了此系統在鋼結構施工質量驗收和鋼結構制造、運輸、安裝進度、質量管理等方面的應用。基于BIM平臺，實時跟蹤并采集項目實際施工中成本、質量、進度的信息，錄入3D模型中與模型結合轉化為數字信息，并階段性地與原施工計劃比較，動態更新BIM數據模型后再利用BIM-QR系統對完工部分工程進行驗收。這樣的信息智能管理系統使項目各方能實時跟蹤項目的在建狀況，及時進行數據共享與意見交流，也使項目按計劃順利進行，確保成本、質量、進度，安全目標的實現。

3 運營階段的應用

在鋼結構工程的全壽命周期內，運營維護階段所占時間最長、花費最高。傳統建筑的運營維護系統一般是根據工程圖紙，人工采集數據后結合Excel表格中設備系統的數據進行監控。這樣的運維方式直觀性低，時效性差，數據傳遞易丟失。BIM技術能將項目設計和施工階段的數據資料完整地傳遞到運維階段，為項目建立一份全壽命周期內數據動態更新的成長檔案，有效提高運維管理的質量和效率。目前學者們對BIM技術在項目運維階段的應用有所研究，但針對于鋼結構工程運維階段的研究卻極少。胡振中等人通過綜述當前國內外BIM運維的研究和應用，總結出已實現的功能、現存問題及研究空間；陳廣軍等人通過介紹BIM的項目運維管理系統，提出了多種基于BIM技術的運維管理方案。但涉及BIM技術在鋼結構工程中的空間管理、物業管理、應急管理及能耗管理方面的研究還很欠缺。

4 結論

BIM技術在鋼結構設計階段應用研究大多趨于可視化模型生成、深化設計、圖紙報表生成、設計審查方面，而利用BIM技術進行可持續低能耗設計應用的文獻較少；在施工階段的BIM技術應用研究中，關注4D模擬施工、項目進度造價管理應用文獻較多，而關于施工質量驗收、安全文明施工、施工風險管理和物資管理、建筑垃圾的回收管理方面卻并未深入研究；關注工程的設計與施工階段BIM技術應用研究的文獻較多，運維階段的較少。未來應在設計中實現可持續低耗理念，施工中推廣BIM5D平臺進行全面的施工管理，運維階段進行BIM技術在多方面應用的深入研究。建筑業的發展必然朝著“綠色高效”邁進，鋼結構工程應充分利用其可回收、智能化、集約化的特點，標準化、工業化、裝配化的生產安裝形式，在大力開展BIM信息化建設的同時，完善企業信息系統、培養BIM技術及鋼結構設計的綜合性人才，以推動鋼結構的產業升級和行業變革。

參考文獻

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1 鋼結構存在問題及原因分析

我公司海外項目鍋爐主要由哈爾濱鍋爐廠、上海鍋爐廠、武漢鍋爐廠供貨，鋼結構一般由鍋爐廠分包供貨。主廠房鋼結構主要由杭蕭鋼構股份有限公司、山東華興鋼結構、青島東方鐵塔股份有限公司供貨。附屬廠房鋼結構由山東電力鐵軍鋼結構公司供貨。

目前，各海外項目鋼結構連接板包裝方式主要有兩種，一種是裸裝，連接板直接栓接在鋼結構上，隨桿件一起供貨；另一種是箱裝，連接板用鐵箱包裝單獨發貨。

哈爾濱鍋爐廠、上海鍋爐廠、杭蕭鋼構、東方鐵塔一般采用第一種方式。

連接板探出鋼結構端部，容易損壞丟失。經分析，在這種情況下造成損壞丟失的原因一是連接板位置都在桿件的外側，長出構件的長度；二是緊固螺栓數量不足，設備廠家在包裝時，不管數量多少和重量多大，連接板緊固都用一到兩個連接螺栓緊固；三是連接螺栓尺寸小于孔徑，強度不夠且容易晃動；三是螺栓沒有進行點焊，螺栓容易脫扣；四是有的廠家沒有用標準螺栓連接，而是用普通鋼筋連接。這樣，由于鋼結構尺寸不很規則，很難擺放整齊，在海運及陸運過程中容易搖晃、碰撞，從而造成擠壓切斷螺栓或壓彎損壞連接板，造成丟失或損壞。

山東華興鋼結構公司、山東電力鐵軍鋼結構公司采用的是第二種方式，即連接板單獨裝箱發運。由于連接板較重，規格型號多，尺寸不規則，在運輸過程中容易造成包裝破損。設備到貨后，由于銹蝕或鋼印標識不清，設備清點和安裝非常困難，而且容易出錯，有時必須進行測量才能確定安裝位置。因此，我們不建議采用連接板裝箱的方案。如果連接板無法隨桿件一起發貨，確實需要進行箱裝的，要求必須用鐵箱包裝，且至少用3-4mm的鐵板制作鐵箱，嚴禁用木箱或薄鐵皮制作箱子，以防箱件破損，造成連接板丟失。

另外，鋼結構還存在的一個問題就是設備到達現場后，項目部發現連接板缺失，提出缺件單而廠家不認可問題，設備廠家的理由是合同交貨條件為港口驗收，我公司在設備出廠監早和港口驗收環節并沒有提出過缺件，因此廠家對缺件不負責任。造成該問題的主要原因就是鋼構件箱件清單和裝箱單中只是注明了主構件的圖號及數量，而沒有標明連接板的規格型號和數量，因此在出廠驗收和港口驗收環節無法確認連接板是否發運和數量是否正確。因此，對連接板丟失就無法分清到底是廠家未供還是在運輸過程中丟失，從而出現項目部提出缺件而廠家不認可的情況發生。

2 鋼結構問題解決措施和方案

由于鋼結構連接板問題具有一定的普遍性，對此，我們進行了充分的調查和研究，提出了鋼結構問題的改進建議和方案，供后續項目進行參考。

2.1 改變連接板的連接方式。

我們通過與總部儲運部等有關部門聯系，要求設備廠家改變連接板的連接方式，將鋼結構桿件所帶連接板轉向，將連接板的位置放在各桿件的內側，桿件形狀相對規則，在一定程度上避免了因運輸過程中碰撞而造成連接板丟失、損壞。見圖1。圖1為連接板位置在桿件的內側。

2.2 增加連接螺栓的數量和強度

為了避免運輸過程中連接螺栓產生剪切力使螺栓剪斷或脫落，避免連接板丟失損壞，我們要求每處連接板至少需要使用3個連接螺栓緊固，緊固螺栓都應大小合適且都擰緊，點焊牢固，而且螺栓必須要求采用標準螺栓，直徑不得小于20mm，嚴禁采用普通圓鋼等非標準件連接。通過總部和項目部的嚴格要求，部分設備廠家基本做到了這一點，鋼結構連接板丟失和損壞的問題基本得以解決。我們認為這種方式應該是最合理的，只要設備廠家發貨數量無誤，運輸過程中丟失損壞的可能性很小，而且現場安裝及清點驗收非常方便。

2.3 完善箱件清單和裝箱清單

對于廠家不認可缺件單的問題，我們要求設備廠家修改箱件清單格式，在箱件清單中加上兩欄“構件數量”、“所帶連接板數量”，并在裝箱單上寫明各桿件所帶連接板的規格和數量。同時要求在鋼結構連接板處，標明連接板數量，以便于出廠驗收、港口驗收和現場驗收，只要在每個環節進行嚴格檢查，隨時發現問題隨時解決，就不會出現廠家不認可缺件情況。

2.4 加強海運環節控制，確保設備完好無損

根據項目部對TATA項目的了解，韓國斗山公司的部分設備包裝并不比中國公司的好，甚至不如中國的公司，但設備運到現場后基本完好無損。因此船運原因也至關重要。

我公司哈鍋鋼結構盡管采用框架包裝，但到港口后部分出現擠壓變形。

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近年來隨著城市化進程的發展，高層建筑的建設量越來越多，且大部分位于城市的中心位置，對項目的結構形式，施工操作有較高的要求；同時，在我國已有超過 400 億平方米的既有建筑，建筑能耗越來越高。鋼結構施工時間短，濕作業少，減少能源排放，綠色環保的特點，大大的減少了上述問題的發生。由于建筑鋼結構行業本身存在前期投資大、施工管理和技術要求及成本在國內而言相對較高、設計人員對鋼結構設計理論的掌握整體相對較弱、大多數業主對鋼結構建筑成本特性上的誤解等瓶頸存在，在我國建筑業目前發展水平上，整個社會對鋼結構建筑適用性的疑問是一個相當關鍵的問題。

2 我國鋼結構的發展歷程

隨著我國鋼產量的增加，為了鼓勵建筑用鋼，建設部成立了“用鋼協調小組”，制定了國家建筑鋼結構產業“十五”計劃和 2015 年發展規劃綱要，提出了鋼結構住宅的概念。20 世紀 80 年代中期，我國鋼結構才開始大規模研究開發、設計制造、施工安裝。尤其是鋼結構住宅還是近六、七年才發展起來的。隨著城市建設的發展和高層建筑的增多，我國鋼結構發展十分迅速，鋼結構建筑以其強度高、自重輕、抗震性能好、施工速度快、工業化程度高、綠色環保等一系列優點，以及易于產業化，容易實現設計的標準化、構配件生產的工廠化、施工機械裝配化，已受到越來越多的關注。目前我國的鋼結構發展突飛猛進，以金茂大廈及在建的環球金融大廈為代表的“高技派”超高層建筑，如雨后春筍般在大城市紛紛矗立。另一方面以“鳥巢”和“水立方”代表的空間結構也發展迅速。該結構的特點是受力合理、剛度大、重量輕、桿件單一、制作安裝方便，可滿足跨度大、空間高、建筑形式多樣的要求。不僅用于一般民用建筑，而且用于工業廠房、機庫、候機樓、體育場館、展覽中心等。此外，輕型鋼結構建筑也發展較快，主要用于輕型的工業廠房、體育場館、展覽廳、建筑改建等。同時，與輕鋼結構相配套的保溫、隔熱材料、防火、防腐涂料、采光構件、門窗及細部構造連接等也得到了快速發展，產品的數量和質量都得到了不斷的提高。

3 鋼結構建筑的特點

3.1結構性能

在結構性能上，鋼結構與混凝土結構對比，最顯著的就是抗震性能了。我國處于環太平洋地震帶與歐亞地震帶兩大地震帶中間，屬于多地震國家，因此抗震性能是影響一個結構體系發展的重要因素。鋼結構的抗震能力比混凝土結構具有顯著的優勢，尤其是鋼框架―核心筒的結構形式，既具有混凝土結構抗側剛度大，抵抗水平荷載能力強的特點，又有鋼結構自重輕，延性好的特點，更加滿足了抗震的需要。

3.2基礎設計

鋼結構整體質量輕，約為混凝土結構的 2/3，因此可以節約基礎投資，為基礎的設計提供方便。尤其我國地下淤泥較深的沿海一帶或者南方的很多軟土地區，地質條件較差，地基處理耗費多，就更可以充分發揮鋼結構的優勢，由需要做地基處理到可以利用天然地基來進行設計，也會大大減少工程總投資額。鋼結構的基礎部分的成本比混凝土結構節省了高達 33%，若再考慮節省地基處理的費用，將會帶來更高的經濟效益。另外鋼結構可以很好的與現有的輕質加氣混凝土墻板結合，從而使得整個結構更加輕巧，節省更多的成本。

3.3施工條件

鋼結構大部分構件都在工廠里制作加工，構件精度相對高一些，質量容易保證。鋼結構構件大部分都是在工廠加工，現場安裝的特點，使得其工業化程度和結構現場施工的裝配化程度高，施工機械化程度高，鋼柱一般都是取 3 層為一個施工段，在現場一次性吊裝，鋼梁的安裝、混凝土核心筒的澆筑和樓蓋的施工，可以實現現場交叉作業，因此施工工期可比混凝土結構節省 1/2～1/3。鋼結構的時間效益明顯，時間成本少，考慮到工程的綜合投資，可以縮短貸款時間，減少借貸利息，使工程的投資回收期提前，加快了資金流動，減少了財務壓力，真正的體現出了“時間就是金錢”的價值觀，為開發商增加了收益。

3.4 功能使用

由于鋼結構豎向構件截面小，占用的總面積小，所以鋼結構建筑的使用面積比混凝土結構的多。高層鋼結構比混凝土結構增加有效使用面積 3%～6%左右，是開發商在銷售上可宣傳的亮點，從而獲得更高的經濟收益。同時這個優點，也使業主大大的收益，同樣的價格可以獲得更多的使用空間。鋼結構梁高比混凝土的小，使我們可以獲得較大的凈空，同時由于鋼結構可承擔的跨度大，我們可以獲得更加大的開間，使得房價更合理的布置，滿足個人的不同需要。這些主要體現在，建筑總高度確定的條件下，采用鋼結構可以比混凝土多建層數，從而增加建筑面積；另外，在不增加建筑面積的情況下，保持房間凈高相同，可以降低建筑總高度，從而使得結構水平受力變小，如風荷載和地震荷載效應減小，節省結構造價。

3.5鋼結構符合可持續發展要求

今后隨著城市建設的發展，城市改造需要拆除大量的舊建筑，鋼結構比傳統結構的拆除更容易實施。而且鋼材屬于生態環保的綠色材料，回收和再利用率高，拆除成本低，拆除后的鋼構件可以直接利用，或經加工冶煉處理后，形成新的產品被重新使用，與傳統的水泥磚瓦相比較，污染較小并可以節省資源。這種可回收循環使用的方式，符合經濟循環的要求，是鋼結構的一大優點。另外可持續發展還包括土地的合理利用，特別是在我國大中城市中，人多、土地資源少，而人們對住宅密度、環境綠地等要求越來越高，較大范圍應用鋼結構住宅，是我國生產力發展到一定階段的必然產物。

4 結語

鋼結構在我國的發展目前已經具備了很好的物質技術基礎，但是在目前還是沒有得到顯著的推廣和發展，這與大家平時的一些不正確的觀念有著很大的關系。提起鋼結構，人們普遍認為用鋼量大，造價高，不經濟，這是僅從工程造價方面分析得出的結論，具有很大的片面性。真正的判斷一個結構體系的優越性，應該全面的進行的考慮，考慮綜合的效益。除了工程造價外，還應該從結構性能、基礎設計、施工條件、環境收益、功能使用和建筑的可持續發展等方面做系統、全面的分析，評判其綜合經濟效益。

參考文獻：