钢结构维护保养方案.docx
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钢结构维护保养方案
钢结构后期维护保养方案
编制
2017 年 3 月 1 日
第一章 前 言.................................................................................................3
第二章 钢结构建筑特点和现状...................................................................3
第三章 钢结构维护与保养的内容...............................................................5
第四章 钢结构维护与保养的内容和方法...................................................6
（一）定期防腐处理.........................................................................................6
1、防止钢结构生锈的方法 ......................................................................6
2、涂层日常维护时的要求 ......................................................................7
3、涂层的修复与更新 ..............................................................................7
4、涂装施工的方法及注意事项 ............................................................10
（二）定期防火处理.......................................................................................11
（三）定期监测...............................................................................................11
1、引起钢结构变形过大的主要因素 ....................................................12
2、钢结构工程变形的检查和处理 ........................................................12
（四）钢结构其他病害的定期检查与维护...................................................16
1、焊缝病害的检查及处理方法 ............................................................16
2、螺栓与铆钉连接的检查和维护 ........................................................18
第五章 结 语...............................................................................................20
第一章 前 言
随着钢结构建筑的发展，钢结构建筑维护保养也越来越引起人们的
关注，本文介绍了钢结构建筑的特点、现状及结合实例介绍了钢结构建
筑的维护保养。
第二章 钢结构建筑特点和现状
钢结构有重量轻而强度高，塑性和韧性好，施工周期短等特点，因此
在建筑工程中得到广泛的应用和发展。
据不完全统计，自1964 年至1977
年我国大约有8000幢大小不等的建筑采用了钢网架结构，总覆盖面积为
9 0 0 平方米；国内已建成和在建的高层钢结构工程已有54 栋。
我们都知道的 2008 年在北京举办的奥运会体育馆“鸟巢”也是采用
钢结构。
钢结构有一个明显的弱点——容易腐蚀。
据不完全统计，国内每
年因腐蚀而造成的经济损失在 400 亿人民以上，每年 9000 万吨钢产量
中，约 30% 被各种形式的腐蚀消耗掉。
据不完全统计，定期维护保养的
钢结构房屋的经济耐用年限的参考值一般为:
生产用房 70 年，受腐蚀的
生产用房 50 年，非生产用房 80 年。
而钢筋混凝土结构（包括框架结构、
剪力墙结构、筒体结构、框架一剪力墙结构等）:
生产用房 50 年，受腐蚀
的生产用房 35 年，非生产用房 60 年。
可见，钢结构安装完成后定期的维
护与保养的重要性。
然而，近些年来的调查发现，一些钢结构用户不知道钢结构还需要
维护和保养。
以至于出现严重的腐蚀，用户往往发现不了，使得钢构产品
使用年限
腐蚀情况
脱落层厚度（mm）
第一年
斑状锈点
第二年
锈点气泡少量氧化层脱落
0.01
第三年
大片涂层氧化层脱落
0.03
第四年
氧化层脱落
0.07
第五年
氧化层脱落
0.12
第六年
氧化层脱落
0.35
第七年
氧化层脱落
0.60
第八年
氧化层脱落
0.85
第九年
氧化层脱落
1.10
防腐维护、保养造成钢结构严重受损的每年腐蚀状况。
出现诸多不安全的隐患，降低了钢结构在使用上的安全性，甚至影响正
常使用功能。
建议设计单位在钢结构的涂装设计说明中，不仅要提出钢
结构的涂装要求， 同时，还要根据它的使用情况提出钢结构的保养与维
护要求。
在设计说明中应当考虑钢结构在使用过程中的环境因素， 同时
也要考虑钢结构使用的时间、年限，然后再确定涂料的品种和涂膜厚度，
以保证钢结构的使用寿命，确定保养维护的时间及保养维护的方法、工
艺等， 以确保延长钢结构的使用年限。
案例1，通过观察发现， 钢结构的锈蚀每年基本以递增的速度成倍
增长。
第一年为斑状锈点， 然后形成锈点气泡，第二年气泡破裂后在外
界的介质催促下开始往纵深处腐蚀， 而后涂层带着氧化铁开始脱落。
下
面表中列举了某钢结构厂房由于当时除锈不彻底，l0年中没有进行一次
第十年氧化层脱落1.52
案例2，1994年韩国发生一起公路桥坍塌事故造成多人遇难。
该桥是
1979年建成的，在多次检查中没有发现焊缝裂纹，但发现桥梁竖杆断裂
面有大范围的锈迹。
在美国共有60万座高速公路桥，其中一半因钢铁腐
蚀需修复，由此可见对大型钢结构制件的长效防护何等重要。
第三章 钢结构维护与保养的内容
钢结构如果长期暴露于空气或潮湿的环境中，其表面又没有防护措
施时，就会产生钢结构腐蚀、变形或是应力失效，使得结构过早的破坏。
因此，如果要使钢结构正常工作并保证其有预期的使用寿命，对钢构定
期检查、维护和保养就显得非常重要。
钢结构的维护与保养主要有以下
几个方面：
1、定期防锈防腐保护
2、定期防火处理保护
3、定期变形监测维护
（使用过程中结构整体垂直度、平面弯曲及主要构件垂直度、弯曲变
形、跨中挠度、应力监测等项目）
4、其他病害的定期检查与维护
第四章 钢结构维护与保养的内容和方法
（一）定期防腐处理
一般钢结构在设计使用年限中为 50 年，在钢结构使用过程中因
超荷载使用而遭到破坏的几率很小。
大多数钢结构损坏都是由锈蚀造成
结构力学性能和物理性能降低产生的，《钢结构设计规范》中对使用超
过 25 年的钢结构防腐有一定要求。
所以要求钢结构外部的涂装保护应
当满足钢结构的使用要求，一般情况下钢结构需 3 年进行一欢维护保养
（清理钢结构中尘埃、锈蚀及其他污物后再刷涂料）。
油漆的品种、规格应
与原有涂料相同， 否则两种涂料达不到相容会带来更大的危害， 用户
要做到有计划地定期维护和保养。
1、防止钢结构生锈的方法
防止钢结构生锈的方法很多，通常采用以下几种。
1.1、 采用不易生锈的合金钢制作钢结构
1.2、 化学氧化层防护法
1.3、 采用金属镀层防护法
1.4、 非金属的涂层保护法
在后期的维护与保养过程中，非金属的涂层保护法尤为常用。
在构
件表面采用涂料、塑料保护起来，不使其和周围的腐蚀介质相接触，以此
来达到防腐的目的。
此法效果好，价格低廉，而且涂料品种多，供选择范
围广，适用性强，不受构件形状和大小限制，能随着构件表面的任何形状
成膜，附着牢固，温度变化时还能随着构件伸缩，使用方便。
还可以给予
构件以外观美丽的颜色。
2、涂层日常维护时的要求
对于维护人员来说，对钢结构的日常维护首先应该是对构件表面涂
层的维护。
对涂层维护的好坏，直接影响到钢结构的使用寿命。
因此，要
做好日常维护，应该从以下几点入手：
（1）、必须保持钢结构表面的清洁和干燥，对钢结构容易积尘的地方（如
钢柱脚、节点板处）应定期清理。
（2）、定期检查钢结构保护涂层的完好状况，凡出现以下之一者应及时维
护：
1）、发现涂层表面失去光泽的面积达到 90%；
2）、涂层表面粗糙、风化、干裂的面积达到 25%；
3）、涂层发生漆膜凸起且构件有轻微锈蚀面积达到 40%；
（3）、受高温和高温影响的钢结构部位应加设防护板，起到保护涂层免受
高温破坏。
（4）、尽量避免构件与有侵蚀作用的物质接触，已接触的应及时清理。
3、涂层的修复与更新
3.1、构件表面的除锈
对于使用一段时间以膈的钢结构工程来说，其表面不可避免地存在
着一些附着物，如铁锈、污垢、灰尘；旧漆膜等。
在对钢结构表面进行涂
刷前，如果不将这些附着物清除彻底，涂刷后虽然可暂时将它们遮盖起
来，但由于它们起着隔离的作用，使得涂层与构件基体间的粘合力严重
下降，漆膜会过早脱落，最终导致表面涂层抗锈蚀能力降低，发挥不出涂
层应有的防护作用。
因此，在对构件表面涂刷前，应对钢结构表面的附着
物进行彻底的清理。
在钢结构维护工程的施工中，表面清理工作主要包括除旧漆膜。
在
除锈的程中，由于受施工条件的限制一般采用的方法主要有：
1、人工除锈
此种方法是利用刮刀、铲刀、手锤、钢丝刷等钢制工兴，靠手工敲铲，
以及用砂布、砂纸和砂轮进行手工打磨来去除污物，使构件表面基本达
到无油污、无铁锈、无毛刺。
此种方法由于方便易行，所需设备简单，劳
动成本低，且不受施工现场条件尺寸的限制，是钢结构维护工程中经常
采用的除锈方法。
它的主要缺点是劳动条件差，工作效率低，除锈 不彻
底，质量不易保证。
因此，汉采用此法除锈时，管理人员应重点强调质量
要求。
2、机械除锈
为了提高除锈质量和工作效率。
改善施工人员的劳动条件，现在的
钢结构除锈工作中已经大量采用风动或电动小型设备。
利用设备的主要
除锈方法有：
（1）角向磨光机：
这种小型风动设备主要用于清理平面地方，它根据
需要可以使用砂纸、砂轮和钢丝刷。
（2）针束除锈机：
这种小型风动设备上一般装有 30~40 个针束，针束
可随不同的工作曲面加以调节，主要适用于弯曲、狭窄、凹凸不平及夹缝
处。
（3）单头冷风枪：
这种小型风动设备也叫敲锌，它是利用敲铲头的冲
击力来清除铁锈，铲头直径一般在 25~40mm，每分钟可冲击 1000~6000
次，适用于比较狭窄的地方。
3、喷砂除锈
在可以停产进行施工维护的工程中，可以采用喷砂除锈。
通过喷砂
机将钢结构构件天面的铁锈清除干净，露出金属的本色。
较好的喷砂机
能够将喷出的石黄砂、铁砂或铁丸的细粉自动筛去，并防止粉尘飞扬，减
小对操作者健康的影响。
这种方法除锈彻底。
效率也较高，在发达国家已
普遍采用，是一种较先进的除锈方法。
4、用酸洗膏除锈
市场上可购买到专用除锈的酸洗膏，使用方法是将酸洗膏涂在被处
下的构件表面上，其厚度约为 1~2mm，浸滚润适当时间后，剥开一小片
酸洗膏检查除锈情况，若构件表面露出金属本色，则将酸洗膏剥去，用水
冲洗干 净，彻底清除残留的酸液。
除一些特殊情况外，此种除锈方法目
前已经很少采用。
3.2、构件表面旧漆模的清理
对于构件表面旧漆模的清理可根据漆膜的不同情况采取不同措施。
具体措施有：
1、如旧漆膜坚固完整，构件表面附着良好，可用肥皂水或稀碱水
将旧漆膜表面的杂质去除干净，用清水冲洗揩干，经打磨后就可涂刷上
漆。
2、如旧漆膜大部分与构件附着良好，局部须清除时，除按以上方
法清洗干净外，还应经过上腻子、打磨、补漆等工序，力求做到该处与旧
漆膜平整一致，颜色相同。
3、如旧漆膜大部分与已经破损脱落，需将其全部彻底清除，清除方
法有下列几种：
1）火喷法：
即用喷灯火焰将漆膜烧化后，立即用铲刀刮去。
此法一般
用于小面积的旧漆膜清理。
2）碱水清洗法：
用石灰和纯碱配成的稀溶液或 5%~10%（质量分数）
的氢氧化钠溶液，涂刷 3~4 遍。
使旧漆膜 起皱脱落，再用铲刀刮去，用
清水洗净。
3）刷脱漆剂法：
用市面出售的脱漆剂涂刷在旧漆膜上，约半小时后，
旧漆膜膨胀起皱，用铲刀、钢丝刷将旧漆膜铲除干净，清除构件表面上的
其他杂物。
4）涂脱漆膏法：
用脱漆膏涂于旧漆膜表面，涂 2~3 层，约 2~3 h，漆
膜破坏，用铲刀铲除后用水冲洗干 净。
如果旧漆膜过厚，为缩短浸润时
间，可先用刀将旧漆膜 破开适当多的口后，再涂脱漆膏。
4、涂装施工的方法及注意事项
（1）涂装施工的方法：
在维护工程中常用的方法有两种，即涂刷法和喷涂法。
（2）注意事项：
1）涂漆前应对基层进行彻底清理，并保持干燥，在不超
过 8h 内，尽快涂头道底漆。
2）涂刷底漆时，应根据面积大小来选用适宜的涂刷方法。
3）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，涂刷方法与底漆涂刷方法相同。
4）涂刷环境
5）应正确配套使用稀释剂。
关于涂装施工中常见的缺陷、产生的原因以及预防的法
（二）定期防火处理
钢材的耐温性较差，其许多性能随温度升降而变化，当温度达到
430-540℃之间时，钢材的屈服点、抗拉强度和弹性模量将急剧下降，失
去承载能力。
必须用耐火材料对钢结构进行必要的维护。
以前未采用防
火涂料或防火漆处理。
建筑物的耐火能力取决于建筑构件耐火性能的好
坏，在火灾发生时其承载能力应能延续一定时间，使人们能安全疏散、抢
救物资和扑灭火灾。
防火措施为：
所以外露钢构件刷防火涂料，具体要求是：
钢梁耐火时
间为 1.5h，钢柱耐火时间为 2.5h，使其符合建筑规范要求。
（三）定期监测
钢结构生锈对构件破坏不仅表现为对构件有效截面的减薄上，还
表现为构件表面产生的“锈坑”。
前者使构件承载力下降，导致钢结构整
体承载力的下降，对薄壁型钢和轻型钢结构尤为严重。
后者使得钢结构
产生“应力集中”现象，当钢结构在冲击荷载或交变荷载作用下，可能会
突然发生脆性断裂。
而发生这个现象时没有任何变形征兆，事先不容易
察觉和预防。
为此，对钢结构和主要构件进行应力、变形和裂纹监测非常
重要。
1、引起钢结构变形过大的主要因素
（1）钢结构实际所承受动力荷载超出钢结构工程设计时所允许承受的
最大荷载（俗称“过载”）。
（2）长时间承受动力荷载的冲击。
（3）自然灾害的影响（如地震）或由于地基基础沉降不均匀。
（4）使用保养不当或由于机械损伤使钢结构工程中的构件断裂而退出工
作，造成钢结构受力失衡而出现异常变形。
2、钢结构工程变形的检查和处理
钢结构在使用阶段如果产生过大的变形，则表明钢结构的承载能力
或稳定性已经不能满足使用需要。
此时，应引起业主的足够重视，迅速组
织有关业内人士，分析产生变形原因。
提出治理方案并马上实施，以防钢
结构工程产生更大的破坏。
（1）、检查方法
对于钢结构工程变形进行检查时，一般先目测钢结构工程的整体和
构件是否有异常变形现象，如细长杆件弯曲变形过大，腹板。
连接板出
现扭曲变形等。
对目测认为有异常变形的构件，再作进一步的检查。
检
查的主要内容和方法有：
（1）对钢结构工程的梁和桁架进行目测检查时，当发现桁架下弦挠度
过大，桁架平面出现扭曲，屋面局部不平整，室内吊顶、粉饰等装修出现
开裂等情况，可认为梁和桁架有异常变形，需用细铁线在数值的支座两
端或桁架弦杆两端拉紧，测出它们在垂直方向的变形数据（即挠度）和水
平方向的变形数据如果是粗略测量，一般只取梁中点和桁架弦杆中点处
的变形数据；否则需沿长度方向取多点变形数据。
必要时需绘结构的轴
线变位图。
（2）用线锤和经纬仪可以对钢结构的柱子进行变形检查。
检查时需在
两个垂直方向分别测定变形数据，确定出柱身的倾斜或挠曲变形程度，
必要时也需根据测得的数据绘制柱身的轴线变位图。
（3）对连接板，腹板等小型板式构件可采用直尺靠近方法进行比较测
量。
（4）对于以弯曲变形为主的细长杆件进行变形检查时，可采用细铁线
在杆件的两关选点张拉，测出变形数据。
（5）需要特殊说明的是：
钢结构工程的整体娈形数据是参照其设计的
标准安装位置而确定的，为了保证测出钢结构工程在使用阶段的变形数
据，必须了解钢结构工程在安装时的原始位置偏差。
对于检查所测得和各种变形数据，应整理记录，以备查用。
对于变形
量较大的钢结构，应在有关部位做出相应标记，为以后的维护创造方便
条件。
（2）、对钢结构工程变形的技术处理
（1）一般情况下，当测得的钢结构变形数据超过下面规定的标准时，就
可认为结构存在异常变形，需对钢结构工程进行必需的技术处理。
1）没有桥式吊车的房屋屋架，其最大挠度值不得超过 L/200（L 为梁的
跨度）；有桥式吊车的房屋屋架，其垂直变形不得使下弦最低点侵入桥式
吊车与屋架之间所需保留的最小净空，吊车梁的最大挠度值不得超过
L/500（L 为梁的跨度）。
2）屋面檀条的最大挠度不得超过 L/150（L 为檀条的自由长度）。
否则
会使屋面高低不平而发生漏雨现象。
3）受压弦杆在自由长度内（即相邻两支点间）的最大挠度值不得超过
L/1000（L 为自由长度），且不大于 10mm。
4）受拉杆件在自由长度内的最大挠度值不得超过 L/100（L 为自由长
度）。
5）对于板式构件（如节点板），在 1m 范围内的挠度值不得超过
1.5mm。
（2）处理方法。
根据具体情况，可对变形异常的结构进行矫正和加固
等技术处理。
为了保证安全，作技术处理时应在结构卸载或部分卸载（如
去掉活荷载）的情况下进行。
1）对于变形不太大的杆件，可用扳钳或整直器进行矫正。
2）对于板式构件或有死弯变形的杆件，可用千斤顶来矫正，条件允
许时可用氧乙炔火焰烤后矫正。
3）如果钢结构工程出现整体变形（如柱子倾斜、屋架扭曲），除及时
矫正变形外，还应根据变形成因采取合理的加固补强措施。
3、钢结构裂纹的检查方法和修复
钢结构工程的整体和构件在正常的工作状态下不应发生明显的变形，
更不能出现裂 纹或其他机械损伤，否则会回变形过大而出现附加应力，
或由于裂纹和其他机械损伤而削弱构件的承载能力，情况严重时可使构
件破环危及钢构的整体安全。
3.1.裂纹的检查方法
对钢结构裂纹的检查所采用的主要方法是观察法和敲击法。
（1）观察法指用 10 倍左右放大镜观察构件的油漆表面，当发现在油
漆表面有成直线状的锈痕，或油漆表面有细而直的开裂、周围漆膜隆起、
里面有锈末等现象时，可初步断定此处有裂纹，并应将该处的漆膜铲除
作进一步详查。
（2）敲击法指用包有橡皮的木锤敲击构件和各个部位，如果发现声
音不脆，传音不均、有突然中断等现象发生时，可断定构件有裂纹。
对于发现有裂纹迹象而不确定的地方，可采用 X 射线等物理探伤
法作进一步的检查。
没有此条件时可在此处滴油检查，从油迹扩散的形
状上可判断出此处是否存在裂纺，当油迹成较对称的圆弧形扩散时，表
明此处没有裂纹；油迹成直一形扩散时，表明此处已经形成裂纹。
3.2、裂纹修复的步骤
对于裂纹的修复可采用如下步骤进行：
（1）先在裂纹的两端各钻一个直径与钢板厚度相等的圆孔，并使裂纹
的尖端落入孔中，这样和的目的是防止裂纹继续扩展。
（2）对两钻孔之间的裂纹要进行焊接，焊接时可根据构件厚度将裂纹
边缘用气割加工成不同型式的坡口，以保证焊接的质量。
当厚度小于
6mm 时，采用 1 形（即不开坡口）当厚度大于 6mm 而小于 14mm 时，采
用 V 形坡口；当厚度大于 14mm 时需要用 X 形坡口。
（3）将裂纹周围金属加热到 200ºC 后，用 E43 型（钢板材质为低碳钢或）
E55 型（钢板材质为锰钢）焊条焊合裂纹。
（4）如果裂纹较大，对构件强度影响很大时，除焊合裂纹外，还应金属
盖板用高强度螺栓连接加固。
（四）钢结构其他病害的定期检查与维护
对钢结构工程进行日常管理和维护时，除应注意对锈蚀病害的检
查外，还应注意对以下几个方面进行检查：
（1）焊缝、螺栓、铆钉等连接处是否出现裂缝、松动、断裂等现象。
（2）各杆件、腹板、连接板等构件是否出现局部变形过大，有无损伤
现象。
（3）整个结构变形是否异常，有无超出正常的变形范围。
为了及时发现上述病害和异常现象。
避免造成严重后果，业主必须
定期对钢结构进行周密的检查。
在掌握其发展变化情况的同时，应找出
病害和异常现象形成的原因，必要时通过正确的理论分析，得出其对钢
结构的强度、刚度、稳定性的影响程度，采取合理措施加以治理。
1、焊缝病害的检查及处理方法
对焊缝的检查，应着重注意焊缝在使用阶段是否产生裂纹，同时兼
顾寻找焊缝设计与施工遗留下来的缺陷。
1.1、焊缝病害常用的检查方法
（1）外观检查检查时先将焊缝上的杂物去除，用放大镜（5~20 倍）观
察焊缝的外观质量。
除要求焊缝必须、没有缺陷外，还要求焊缝具有良好
的外观。
良好的焊缝外观应具有细鳞形表面。
无折皱间断和未焊满的陷
槽，并与基本金属平缓连接。
（2）钻孔检查这是一种破环性的焊缝检查方法。
在结重要构件的焊
缝进行外以观检查进。
为了进一步确认，可在有疑点之处再用钻孔方法
进行检查，检查焊缝是否有气孔、夹渣、未焊透等病害，检查完毕后用与
原焊缝相同的焊条补满孔眼。
（3）硝酸酒精浸蚀法检查，此种方法一般用于检查不易观察到的裂纹。
方法是将可疑处清理彻底，打光，用丙酮或苯洗净，滴上含量为 8%左右
的硝酸酒精溶液进行侵蚀，如果焊缝有裂纹即有褐钩显示。
超声波，x 射线，r 射线检查对于重要构件的主要焊缝，必须用超声波，x
射线，r 射线等检查方法来检查鞭内部是否存在缺陷，必须时还应拍 x、r
两种射线的底片，以备分析和检查用。
此种方法检查过的焊缝质量最可
靠，建议在条件的房管部尽量采用此种方法。
（4）特别注意事项，动力荷载和交变荷载及拉力可使有缺陷的焊缝迅
速开裂，造成严重后果，所以对受动力荷载的钢结构工程，构件上拉力区
域，应严加检查，以防出现遗漏。
1.2、焊缝病害的处理方法
不论采用何种方法进行检查，如发现焊缝存在缺陷均应采取相应措
施来处理。
、1、对于焊缝开裂现象，应分析裂纹的性质，凡属于在使用阶段中
产生的裂纹，都必须查明原因，进行综合治理，彻底消除病害。
属于建造
时遗留下来的裂纹可直接进行补焊处。
、2、对于属于焊缝设计上的缺陷，如焊缝尺寸或焊脚尺寸不足，应
经下确的理论计算后，重新设计合
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