我国钢结构工程施工质量管理现状及存在问题

　　本文介绍了我国钢结构工程施工质量管理现状及存在的问题，分析了产生问题的原因。

 

　　钢结构与其他传统建筑结构相比，在使用功能、设计、施工及综合经济方面都具有优势。另一方面，任何结构都具有其不可避免的问题，钢结构建筑也不例外。

 

　　一、钢结构工程施工质量管理现状

 

　　目前，我国钢结构在工程中应用逐步推广，钢结构生产质量管理逐渐完善，工程质量也越来越好，但有些钢结构企业，尤其是一些资质较低的企业在承建中小型的一般工程项目时，忽略了企业整体技术和管理经验对项目施工计划的指导和支撑作用，这将造成工程质量预控的先天性缺陷。

 

　　国内钢结构生产安装厂家和施工企业数量较多，产品、技术和管理水平良芳不齐，一些厂家和施工企业未严格按照国家规范进行生产安装和施工，市场各方责任主体把关不严，导致钢结构工程存在质量安全隐患，直接可能导致工程建设事故的发生。例如，山东充州一厂房在安装时，施工企业没有按规范施工，造成坍塌事故，分析这事故的原因，是由于施工人员技术素质差，没有在钢架施工中及时安装支撑，或增设缆风绳充分固定，使钢架失稳，造成倒塌。年月在浙江杭州、绍兴一带的大雪即由此而酿成数万平方米的轻钢厂房和个别网架工程的倒塌，这些事故说明施工企业的素质及其内部的管理模式对钢结构工程质量起至关重要的作用。

 

　　网架壳结构科技含量较高，无论是设计、制作和安装都要求严格精确，特别是大、中跨度的网架壳结构多用于公共建筑和工业厂房，人员聚集很多，贵重设备与设施很多，故对结构的安全性与可靠性要求更高。如发生事故，尤其是重大事故，会造成巨大的人员伤亡和财产损失。

 

　　大量的理论分析、试验及几十年的工程实践的检验说明，网架壳结构的安全性和可靠性是极高的，这也是它在世界各国被长时间推广应用的重要原因。网架壳结构由于自然灾害地震、火灾等引起的事故较少，而近些年来由于责任事故，质量事故却时有发生。这些事故的统计情况值得我们深思。

 

　　第一、在七十、八十年代中期前，网架壳结构极少发生事故，特别是被报废或倒塌事故几乎没有出现，而近十几年来却发生多起小至杆件弯曲，严重变形，大至整个网架倒塌造成人员伤亡的事故。

 

　　第二、用在跨度较大、重要建筑上的网架壳结构没有发生过重大或恶性事故，而这类事故绝大多数出在中、小跨度的网架壳结构上。

 

　　在所发生的事故中，有的是设计原因，有的是制作或施工原因，或者是管理上的原因，有的是兼而有之或互为因果。

 

　　由于我国现代建筑都是以混凝土结构为主，钢结构建筑是最近才发展起来的，从事建筑施工的管理和技术人员对混凝土结构比较熟悉，而对钢结构的制作和施工技术相对比较生疏。同时，我国培养的钢结构专业技术人才缺乏。

 

　　在现阶段钢结构工程的施工质量管理，主要是采用原来混凝土结构的管理模式，而混凝土结构与钢结构的施工特点不同，决定了两者在管理上的差别。对钢结构施工质量的管理应该汲取混凝土结构管理中的可用之处，同时要结合钢结构施工的特点，建立起钢结构工程施工质量管理体系。

 

　　具体在钢结构工程的施工中，有下面的一些施工特点：

 

　　1.对测量、定位、放线要求严格，制作和安装阶段都非常重要。钢结构力学计算模型比较清晰、严谨，对尺寸变化比较敏感。下料不精确，会造成构件的变形，安装时不能就位，影响承载效果。同时在高层建筑中，房屋高，体型大，误差积累非常显著，柱子或其它构件微小的偏移会造成上部很大的变位，极大地改变结构的受力，影响设计效果，甚至产生工程质量事故。

 

　　2.安装过程中对天气、温度等条件敏感。钢材热胀冷缩，尺寸变化较大，温度过高或过低都会对安装精度产生影响。同时，在钢材连接中，焊接和螺栓连接的质量与天气、温度密切相关，雨雪天气不适宜进行工作。钢结构焊接有其专门的技术规程要求，实际工作中，自然条件不能满足工作要求时，往往要采取人工措施给施工创造条件，比如对焊条的烘热，钢板的预热加温等。

 

　　3.钢结构安装对机械设备要求高。钢结构施工是一种预制化、装配式的施工，对起重、运输等机械的性能要求高。首先是钢构件重量大，有的构件十几吨，几十吨，甚至成百上千吨。其次是体型大，比如有些析架梁几十米长，网架几百、几千平方米等。此外，高屋建筑中高空施工作业多，对吊装过程中的技术要求高。如前所述，钢结构的计算模型比较准确，在吊装中的施工荷载必须同其自身设计承载力相吻合，这要求钢构件在运输、堆放、起吊、就位、安装过程中，要按事先模拟设计的条件进行。

 

　　4.钢结构工程量大，构件多，材料需求量大，品种多，而且专业性强，甚至使用大量进口材料，材质要求高。这要求对材料的采购、保管等方面加以重视。同时，因其施工速度快，对构配件的需求大，要求有良好的组织供应，以保障施工需求，因此对物资供应进度组织提出的要求高。

 

　　5.钢结构工程对工人的技术水平要求高。匕如焊工、起吊工等须考核并持证上岗。

 

　　6.施工具有连续性，采用流水施工时，工作的交叉配合要比较平衡。此外，钢结构施工基本上是干作业，受天气影响大，要求在工期进度上合理安排，以提高效率。

 

　　二、钢结构工程质量事故的一般原因

 

　　工程施工及使用过程中不可避免地会出现质量问题。可以将工程质量问题分为工程质量缺陷、工程质量通病、工程质量事故三类。工程质量缺陷是指工程达不到技术标准允许的技术指标的现象。工程质量通病是指影响工程结构安全、使用功能和外形观感的常见性质量损伤，犹如“多发病”，故称为质量通病，如钢构件拼装扭曲、钢柱底脚有空隙、安装孔移位等。工程质量事故是指工程建设过程中或交付使用后，对工程结构安全、使用功能和外形观感影响较大，损失较大的质量损伤，如钢结构的脆性断裂事故、疲劳事故、失稳事故等。在所有的质量问题中控制的重点和要点是质量事故的控制。质量缺陷和质量通病的控制也是控制好质量事故的两个方面。下面重点分析其中的钢结构工程质量事故。

 

　　钢结构工程施工中出现的质量事故主要有这些形式变形、倾斜、倒塌、刚度差、强度不足、层面漏水、构件位移、失稳、材料撕裂等，从结构的生命周期而言，可分为建设阶段、正常使用阶段和老化阶段。建设阶段的风险多来自设计、施工的失误、疏忽正常使用阶段的风险主要来自非正常的外界活动，特别是自然和人为的损害而老化阶段的风险则主要来自各种损伤的积累和正常抗力的减弱、丧失。具体分析如下：

 

　　1.设计阶段

 

　　目前钢结构设计人员相对较少，设计经验及水平较低，虽然已有各种先进的辅助设计软件，但由于设计人员过分依赖计算机，缺乏工程背景和经验，人工干预的能力较差。另外，在追求低用钢量或低造价的市场残酷竞争下导致结构的可靠性偏低。在该阶段，人为错误的影响是最主要的方面。

 

　　常见的设计问题如下

 

　　1)结构选型及设计方案不合理。

 

　　2)计算简图确定不当，结构计算错误。

 

　　3)荷载取值与实际受力情况不符。

 

　　4)材料选用不妥，不能满足工程需求。

 

　　5)构造，尤其是节点构造不合理，造成致命事故隐患。

 

　　2.施工阶段

 

　　钢结构工程的施工包括钢结构的制作和安装，我们从这两个方面进行分析。目前，钢结构制作向全自动化方向发展己成为主流。但除了一些大型的钢结构加工厂家有能力做到之外，还有一大批的加工厂停留在半自动化甚至是手工操作阶段。钢结构制作常见的问题如下：

 

　　a)不按图纸要求制作，任意修改施工图

 

　　b)制作尺寸偏差过大

 

　　C)制作工艺不良，设备落后

 

　　d)缺少熟练的技术工人和高素质的管理人员

 

　　e)不能严格遵守施工质量验收规范、操作规程的相关规定

 

　　f)不按照有关标准规范检查验收

 

　　g)存在偷工减料行为。

 

　　作者：廖一 来源：科学与财富 2016年22期

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