鋼結(jié)構(gòu)工程事故分析與處理作業(yè)

鋼結(jié)構(gòu)工程事故分析與處理

李賀4班10號(hào)1第1章緒論2事故，對(duì)不同的行業(yè)有不同的描述。所謂事故就是在進(jìn)行有目的的行動(dòng)過程中所發(fā)生的違背人們意愿的事情或現(xiàn)象。事故包含人身受到傷害和財(cái)產(chǎn)受到損失。每一起事故發(fā)生的后果主要有以下三種情況：第一種，人身受到傷害，財(cái)產(chǎn)沒有損失；第二種，人身沒有傷害，而財(cái)產(chǎn)受到損失；第三種，人身受到傷害，財(cái)產(chǎn)也受到損失。3二、事故的定義事故，對(duì)不同的行業(yè)有不同的描述。所謂事故就是在進(jìn)行有目的的行動(dòng)過程中所發(fā)生的違背人們意愿的事情或現(xiàn)象。事故包含人身受到傷害和財(cái)產(chǎn)受到損失。每一起事故發(fā)生的后果主要有以下三種情況：第一種，人身受到傷害，財(cái)產(chǎn)沒有損失；第二種，人身沒有傷害，而財(cái)產(chǎn)受到損失；第三種，人身受到傷害，財(cái)產(chǎn)也受到損失。456五、事故的一般處理程序1、接到事故報(bào)告后，立即組成事故現(xiàn)場(chǎng)處理小組〔2人以上〕，及時(shí)趕到事故現(xiàn)場(chǎng)，并要求事故單位通知市建規(guī)委、市安監(jiān)局、市總工會(huì)等部門。2、事故現(xiàn)場(chǎng)處理：(1)開展事故現(xiàn)場(chǎng)勘察工作：①現(xiàn)場(chǎng)物證、證人材料或其他事實(shí)材料等的搜集；②對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行拍照、攝影取證；③進(jìn)行事故臨時(shí)問話筆錄7(2)事故現(xiàn)場(chǎng)處理事項(xiàng)：①向事故單位發(fā)出停工整改通知單，責(zé)令施工現(xiàn)場(chǎng)停工整改或局部停工整改；②責(zé)成事故單位必須在24小時(shí)內(nèi)向市建規(guī)委、市安監(jiān)局、市總工會(huì)、市建管處等單位提交事故快報(bào)表；③責(zé)成事故單位立即組成事故調(diào)查小組，按(1)要求開展事故現(xiàn)場(chǎng)勘察工作；同時(shí)成立事故善后處理小組，作好家屬接待、安撫和穩(wěn)定工作；及時(shí)完成理賠工作，并辦理相應(yīng)的簽字手續(xù)；8六、鋼結(jié)構(gòu)事故的防范措施9第2章鋼結(jié)構(gòu)的缺陷分析一、缺陷的概念由于人為〔勘察、設(shè)計(jì)、施工、使用〕或自然〔地質(zhì)、氣候〕原因，致使建筑物出現(xiàn)影響正常使用以及承載力、耐久性、整體穩(wěn)定性等缺乏的問題。缺陷表現(xiàn)為具有影響正常使用以及承載力、耐久性、完整性的種種隱藏的和顯露的缺乏。但缺陷往往是產(chǎn)生事故的直接或間接原因，而事故往往是缺陷的質(zhì)變和經(jīng)久不加處理的開展。10缺陷的分類：按照嚴(yán)重程度分為：輕微缺陷：不影響建筑結(jié)構(gòu)的承載力、剛度及其完整性，也不影響建筑結(jié)構(gòu)的近期使用；使用缺陷:非破壞性缺陷。它不影響建筑結(jié)構(gòu)的承載力，但卻影響其使用功能，或使結(jié)構(gòu)的使用性能下降，有時(shí)還會(huì)使人產(chǎn)生不舒適感和不平安感。例如，鋼粱較大的撓度等危及承載力缺陷:由于材料強(qiáng)度缺乏、構(gòu)件截面尺寸不夠、構(gòu)件殘缺有傷、安裝連接構(gòu)造質(zhì)量低劣等原因直接威脅到構(gòu)件甚至整個(gè)結(jié)構(gòu)的承載力和穩(wěn)定性。11二、鋼結(jié)構(gòu)缺陷的類型及原因1．鋼材的先天性缺陷〔1〕化學(xué)成分缺陷。有害雜質(zhì)對(duì)鋼材性能的影響極大，應(yīng)加以嚴(yán)格控制。〔2〕冶煉及軋制缺陷。在冶煉和軋制時(shí)，因工藝參數(shù)控制不嚴(yán)等產(chǎn)生外表缺陷和內(nèi)部缺陷。如偏析、夾雜、裂紋、分層、過燒、氣泡、內(nèi)部破裂及機(jī)械性能不合格等。122.鋼構(gòu)件的加工制作缺陷鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的加工方法：剪、沖、切、折、割、鉆、鉚、焊、噴、壓、滾、彎、刨、銑、磨、鋸、涂、拋、熱處理等。1〕選材不合格；2〕原材料矯正引起冷作硬化；3〕放樣、號(hào)料尺寸超公差；4〕切割邊未加工或達(dá)不到要求；5〕孔徑誤差；6〕沖孔未作加工，存在硬化區(qū)和微裂紋；7〕構(gòu)件冷加工引起鋼材硬化和微裂紋；8〕構(gòu)件熱加工引起的剩余應(yīng)力；9〕外表清洗防銹不合格；10〕鋼構(gòu)件外型尺寸超公差。133.鋼結(jié)構(gòu)的連接缺陷〔1〕螺栓連接缺陷：1〕螺栓孔引起構(gòu)件截面削弱；2〕普通螺栓連接在長(zhǎng)期動(dòng)載作用下的螺栓松動(dòng)；3〕高強(qiáng)螺栓連接預(yù)應(yīng)力松弛引起的滑移變形；4〕螺栓及附件鋼材質(zhì)量不合格；5〕孔徑及孔位偏差；6〕摩擦面處理達(dá)不到設(shè)計(jì)要求。144.鋼結(jié)構(gòu)的連接缺陷〔2〕焊接連接缺陷：1〕焊接材料不合格。一是焊接材料本身質(zhì)量問題；二是焊接材料與母材不匹配；三是不注意焊接材料的烘焙工作。2〕焊接引起焊縫熱影響區(qū)母材的塑性和韌性降低，使鋼材硬化、變脆和開裂。3〕因焊接產(chǎn)生較大的焊接剩余變形。4〕因焊接產(chǎn)生嚴(yán)重的剩余應(yīng)力或應(yīng)力集中。5〕焊縫存在的各種缺陷。如裂紋、焊瘤、邊緣未熔合、未焊透、咬肉、夾渣和氣孔等。155.鋼結(jié)構(gòu)運(yùn)輸、安裝和使用維護(hù)中的缺陷1〕運(yùn)輸過程中引起結(jié)構(gòu)或構(gòu)件較大的變形和損傷；2〕吊裝過程中引起結(jié)構(gòu)或構(gòu)件較大的變形和局部失穩(wěn)；3〕安裝過程中沒有足夠的臨時(shí)支撐或錨固，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)或構(gòu)件產(chǎn)生較大變形，喪失穩(wěn)定性，甚至傾覆；4〕現(xiàn)場(chǎng)焊接及螺栓連接質(zhì)量達(dá)不到設(shè)計(jì)要求：5〕使用期間由于地基不均勻沉陷、溫度應(yīng)力以及人為因素造成的結(jié)構(gòu)損壞；6〕不能定期維護(hù)，致使結(jié)構(gòu)腐蝕嚴(yán)重，影響到結(jié)構(gòu)的耐久性。16三、鋼結(jié)構(gòu)缺陷的檢測(cè)方法

1．鋼材化學(xué)成分缺陷的檢測(cè)

化學(xué)成分的化驗(yàn)問題。采用的檢測(cè)方法和手段有很多，例如，質(zhì)譜儀、色譜儀、光譜儀、核磁共振等。試驗(yàn)方法，通常從構(gòu)件中鉆取試樣檢測(cè)。2．鋼材冶金及軋制缺陷的檢測(cè)通常用宏觀檢查、機(jī)械法以及超聲波探傷相結(jié)合進(jìn)行檢測(cè)。例如氣泡的檢測(cè)，首先是宏觀檢查確定部位，然后用手錘敲打凸包處，如聽有聲響便是氣泡。173.構(gòu)件加工制作缺陷的檢測(cè)檢測(cè)的工程：1〕構(gòu)件的外觀檢查；2〕構(gòu)件制作允許偏差檢查；3〕構(gòu)件制孔的允許偏差檢查；4〕構(gòu)件螺栓孔距的允許偏差檢查；5〕構(gòu)件端部銑平的允許偏差檢查；6〕磨光頂緊的構(gòu)件組裝面檢查；7〕構(gòu)件的裂縫檢查。檢測(cè)方法：敲擊、放大鏡觀察、滴油法等。184.鋼結(jié)構(gòu)連接缺陷的檢測(cè)〔1〕螺栓連接缺陷檢測(cè)1〕摩擦面的檢測(cè)；2〕擰緊力的檢查；〔2〕焊縫連接缺陷的檢測(cè)1〕外觀檢查、鉆孔檢查；2〕射線探傷、超聲波探傷、磁粉探傷。各種檢測(cè)方法存在各自的優(yōu)缺點(diǎn)和適用范圍，在實(shí)際應(yīng)用中，應(yīng)結(jié)合鋼結(jié)構(gòu)對(duì)焊縫的質(zhì)量要求綜合選用。195.鋼結(jié)構(gòu)運(yùn)輸、安裝和使用維護(hù)中的檢測(cè)主要表現(xiàn)為鋼結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的過大變形、失穩(wěn)以及耐久性問題，檢測(cè)方法主要依靠人工和測(cè)量?jī)x器等。20項(xiàng)目項(xiàng)目檢查高強(qiáng)螺栓檢查摩擦面確認(rèn)檢查出廠前組裝的高強(qiáng)螺栓施工記錄復(fù)核檢查涂層檢查構(gòu)件被涂表面的處理情況檢查誤涂、漏涂、無脫皮和除銹檢查涂層外觀檢查干漆膜允許偏差檢查安裝檢查檢查構(gòu)件出廠合格證明及附件構(gòu)件外觀檢查鋼結(jié)構(gòu)安裝允許偏差檢查安裝焊縫質(zhì)量檢查高強(qiáng)螺栓初擰、終擰質(zhì)量檢查高強(qiáng)螺栓接頭外觀檢查終擰扭矩檢查扭剪型高強(qiáng)螺栓終擰檢查補(bǔ)刷漆膜完整性檢查干漆膜允許偏差檢查21四、鋼結(jié)構(gòu)缺陷的預(yù)防和處理鋼結(jié)構(gòu)的加工制作、安裝及使用缺陷的處理與預(yù)防從以下方面入手：1〕設(shè)計(jì)人員應(yīng)重視鋼結(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)構(gòu)造設(shè)計(jì)。合理的節(jié)點(diǎn)構(gòu)造將會(huì)大大降低應(yīng)力集中、剩余應(yīng)力、剩余變形等缺陷的影響程度。2〕制造廠應(yīng)重視加工制作過程中各個(gè)環(huán)節(jié)工藝的合理性和設(shè)備的先進(jìn)性，盡量減少手工作業(yè)，力求全自動(dòng)化，并加強(qiáng)質(zhì)量的監(jiān)控和檢驗(yàn)工作。3〕施工單位應(yīng)重視安裝工序的合理性、人員的高素質(zhì)以及現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量檢驗(yàn)工作，尤其不可無視臨時(shí)支撐和平安措施。4〕使用單位應(yīng)重視定期維護(hù)工作，保證必要的耐久性。22第3章鋼結(jié)構(gòu)的材料事故一、鋼結(jié)構(gòu)的材料事故鋼材和連接材料性能的好壞直接影響到鋼結(jié)構(gòu)的可靠性。1．材料事故的類型及產(chǎn)生的原因鋼結(jié)構(gòu)材料事故的產(chǎn)生原因如下：1〕鋼材質(zhì)量不合格；2〕鉚釘質(zhì)量不合格：3〕螺栓質(zhì)量不合格；4〕焊接材料質(zhì)量不合格；5〕設(shè)計(jì)時(shí)選材不合理；6〕制作時(shí)工藝參數(shù)不合理，鋼材與焊接材料不匹配；7〕安裝時(shí)管理混亂，導(dǎo)致材料混用或隨意替代。232．材料事故的處理方法常見的是構(gòu)件裂縫，且裂縫純屬材料本身不合格所引起?！?〕認(rèn)真復(fù)檢鋼材及連接材料的各項(xiàng)指標(biāo)，確認(rèn)事故原因；〔2〕影響構(gòu)件平安的裂縫，采用加固或更換構(gòu)件的處理方法；〔3〕次要構(gòu)件的裂紋，可采用焊補(bǔ)法處理；〔4〕構(gòu)件鋼板夾層缺陷的處理：桁架節(jié)點(diǎn)板夾層處理：承受靜載或間接動(dòng)載的桁架節(jié)點(diǎn)板，當(dāng)夾層深度小于節(jié)點(diǎn)板厚度的1/3時(shí)，將夾層外表鏟成V形坡口，作焊合處理；當(dāng)夾層深度等于或大于節(jié)點(diǎn)板1/3高度時(shí)，應(yīng)將節(jié)點(diǎn)板作拆換處理。242．材料事故的處理方法實(shí)腹梁、柱翼緣板夾層處理：當(dāng)承受靜載的實(shí)腹梁和實(shí)腹柱翼緣有夾層存在時(shí)，可按下述方法處理：①在一半長(zhǎng)度內(nèi)，夾層總長(zhǎng)度〔連續(xù)或間斷〕不超過200mm，夾層深度不超過翼緣板斷面厚度1/5且不大于100mm時(shí)，可不作處理繼續(xù)使用。②當(dāng)夾層總長(zhǎng)度超過200mm，而夾層深度不超過翼緣斷面厚度1/5，可將夾層外表鏟成V形坡口予以焊合。③當(dāng)夾層深度未超過翼緣斷面高度1/2時(shí)，可在夾層處鉆孔，用高強(qiáng)螺拴擰合，此時(shí)應(yīng)驗(yàn)算鉆孔所削弱的截面；當(dāng)夾層深度超過翼緣斷面高度l／2時(shí)，應(yīng)將夾層的一邊翼緣板全部切除，另換新板。252．材料事故的處理方法〔5〕焊縫裂紋處理對(duì)于焊縫裂紋，原那么上要刨掉重焊〔用碳孤氣刨或風(fēng)鏟〕，對(duì)承受靜載的實(shí)腹梁翼緣和腹板處的焊縫裂紋，可采用在裂紋兩端鉆上止裂孔，并在兩板之間加焊短斜板方法處理，斜板厚度應(yīng)大于裂紋長(zhǎng)度。263．事故實(shí)例分析〔1〕工程及事故概況車間為5跨單層廠房，全長(zhǎng)759m,寬159m，屋蓋共有鋼屋架118榀，40榀屋架下弦角鋼為2L160×14，其肢端普遍存在不同程度的裂縫。裂縫深2~5mm，個(gè)別達(dá)20mm，裂縫寬0.1~0.7mm，長(zhǎng)0.5~10m不等?！?〕原因分析經(jīng)取樣檢驗(yàn)，該批角鋼材質(zhì)符合A3F標(biāo)準(zhǔn)，裂縫是在鋼材生產(chǎn)過程中形成；由于現(xiàn)場(chǎng)缺乏嚴(yán)格的質(zhì)量檢驗(yàn)制度，管理混亂，而將這批鋼材用到工程上。27〔3〕處理措施加固原那么。加固鋼材截面一律按裂縫最大深度20mm加倍考慮，并與屋架下弦中心根本重合，不產(chǎn)生偏心受拉，其斷面按雙肢和對(duì)稱考慮，鋼材焊接時(shí)，要求不損害原下弦拉桿并要防止結(jié)構(gòu)變形。加固方法。在下弦兩側(cè)沿長(zhǎng)度方向各加焊一根規(guī)格為L(zhǎng)90×56×6的不等邊角鋼。28第4章鋼結(jié)構(gòu)的變形事故

1.鋼結(jié)構(gòu)變形類型及產(chǎn)生的原因變形可分為總體變形和局部變形。總體變形指整個(gè)結(jié)構(gòu)的外形和尺寸發(fā)生變化，出現(xiàn)彎曲、畸變和扭曲等；局部變形指結(jié)構(gòu)構(gòu)件在局部區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)變形。如構(gòu)件凹凸變形、端面的角變位、板邊褶皺波浪形變形等?？傮w變形與局部變形在結(jié)構(gòu)中可能單獨(dú)出現(xiàn)，更多的是組合出現(xiàn)。變形都會(huì)影響到結(jié)構(gòu)的美觀，降低構(gòu)件的剛度和穩(wěn)定性，給連接和組裝帶來困難，尤其是附加應(yīng)力的產(chǎn)生，將嚴(yán)重降低構(gòu)件的承載力，影響到整體結(jié)構(gòu)的平安。29總體變形畸變

扭曲

彎曲

30局部變形褶皺波浪變形

角變位

凹凸變形

31變形原因：〔1〕鋼材的初始變形軋制及人為因素等原因，常存在初始變形，尤其是冷彎薄壁型鋼，因此在鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件制作前必須認(rèn)真檢查材料，矯正變形，不允許超出鋼材規(guī)定的變形范圍?！?〕加工制作中的變形①冷加工產(chǎn)生的變形；②制作、組裝帶來的變形；③焊接變形〔3〕運(yùn)輸及安裝過程中產(chǎn)生的變形運(yùn)輸不小心、安裝工序不合理、吊點(diǎn)位置不當(dāng)、臨時(shí)支撐缺乏、堆放場(chǎng)地不平等均會(huì)使結(jié)構(gòu)構(gòu)件產(chǎn)生變形。〔4〕使用過程中產(chǎn)生的變形322.鋼結(jié)構(gòu)變形事故的處理方法〔1〕冷加工法矯正變形冷加工法是用人力或機(jī)械力矯正變形，適用于尺寸較小或變形較小的構(gòu)件〔桿件和板件無裂紋、缺口等損傷〕。1〕手工矯正。采用大錘和平臺(tái)為工具，用錘擊使金屬延伸，到達(dá)矯正變形的目的；適合于尺寸較小的零件的局部變形矯正，也可作為機(jī)械矯正和熱矯正的輔助矯正方法。2〕機(jī)械矯正。采用簡(jiǎn)單弓架、千斤頂和各種機(jī)械來矯正變形。33手工矯正34機(jī)械矯正35機(jī)械矯正3637加熱方式3839加熱矯正方法40

3.事故實(shí)例分析

[實(shí)例1]某橋主梁為24m跨工字形焊接鋼板梁，上翼緣因焊前預(yù)彎量不夠，焊后產(chǎn)生角變形；下翼緣因拼裝不正確，加上焊接引起下翼緣與腹板不垂直。

41[實(shí)例2]某鋼板焊接主梁，為工字形截面，在焊接橫向加勁肋和節(jié)點(diǎn)板〔水平〕之后腹板產(chǎn)生凹凸變形，凹凸范圍為Φ300~600，深度3~6mm。42第5章鋼結(jié)構(gòu)的脆性斷裂事故

鋼結(jié)構(gòu)脆性斷裂的特征：1〕破壞時(shí)的應(yīng)力常小于鋼材的屈服強(qiáng)度；2〕破壞前沒有顯著變形，吸收能量很小，破壞突然發(fā)生，無事故先兆；3〕斷口平齊光亮。1.脆性斷裂產(chǎn)生的原因1〕材質(zhì)缺陷碳、硫、磷、氧、氮、氫等元素的含量過高時(shí)，會(huì)降低其塑性和韌性；鋼材的冶金缺陷，如偏析、非金屬夾雜、裂紋及分層等也將降低抵抗脆性斷裂的能力。

431.脆性斷裂產(chǎn)生的原因2〕應(yīng)力集中應(yīng)力集中越嚴(yán)重，鋼材的塑性降低愈多，同時(shí)脆性斷裂的危險(xiǎn)性也愈大。應(yīng)力集中主要與構(gòu)造細(xì)節(jié)有關(guān)：①在構(gòu)件的設(shè)計(jì)和制作中，孔洞、刻槽、凹角、缺口、裂紋以及截面突變等缺陷在所難免。②焊接結(jié)構(gòu)的各種缺陷將成為斷裂源。3〕使用環(huán)境當(dāng)鋼結(jié)構(gòu)受到較大的動(dòng)載作用或者處于較低的環(huán)境溫度下工作時(shí)，鋼結(jié)構(gòu)脆性破壞的可能性增大。

441.脆性斷裂產(chǎn)生的原因4〕鋼板厚度鋼板越厚，脆性破壞傾向愈大?！皩訝钏毫穴晢栴}應(yīng)引起高度重視。

綜上所述，材質(zhì)缺陷、應(yīng)力集中、使用環(huán)境以及鋼板厚度是影響脆性斷裂的主要因素。在動(dòng)載作用下，嚴(yán)重的應(yīng)力集中加上材質(zhì)缺陷、剩余應(yīng)力、冷卻硬化、低溫環(huán)境等往往是導(dǎo)致脆性斷裂的根本原因。

452.脆性斷裂的防治措施

1〕合理選擇鋼材根據(jù)結(jié)構(gòu)的重要性、荷載特征、連接方法以及工作環(huán)境選擇鋼種；尤其是在低溫下承受動(dòng)載的重要的焊接結(jié)構(gòu)，應(yīng)選擇韌性高的材料。2〕合理設(shè)計(jì)選擇合理的結(jié)構(gòu)型式；防止或減少應(yīng)力集中；提高接頭或節(jié)點(diǎn)的承載力設(shè)計(jì)值；滿足強(qiáng)度和穩(wěn)定的前提下盡量采用薄鋼板；防止焊縫集中布置或重疊交叉。

462.脆性斷裂的防治措施

3〕合理制作和安裝采取合理的制作安裝工藝以減少各種缺陷及焊接剩余應(yīng)力、裝配應(yīng)力。4〕合理使用及時(shí)維修按照設(shè)計(jì)規(guī)定的用途、荷載及環(huán)境使用，不得隨意變更。建立必要的維修措施，監(jiān)視缺陷或損壞情況，以防患于未然。[事故實(shí)例]47第6章鋼結(jié)構(gòu)的疲勞破壞事故

1.脆疲勞破壞的概念及其影響因素疲勞破壞是指鋼材或構(gòu)件在反復(fù)交變荷載作用下在拉力遠(yuǎn)低于抗拉極限強(qiáng)度甚至屈服點(diǎn)的情況下發(fā)生的一種破壞。疲勞破壞的特點(diǎn)：1〕結(jié)構(gòu)在反復(fù)交變動(dòng)載作用下的破壞，而塑性破壞和脆性破壞是鋼結(jié)構(gòu)在靜載作用下的破壞。2〕疲勞破壞經(jīng)歷了裂縫起始、擴(kuò)展和斷裂的漫長(zhǎng)過程，而脆性破壞往往是無任何先兆的情況下突然發(fā)生。

48492.影響疲勞破壞的因素〔1〕應(yīng)力幅〔2〕構(gòu)造細(xì)節(jié)①鋼材的內(nèi)部缺陷，如偏折、夾渣；②制作過程中剪切、沖孔、切割；③焊接結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生的剩余應(yīng)力；④焊接缺陷，如：氣孔、夾渣、咬肉、未焊透等；⑤非焊接結(jié)構(gòu)的孔洞、刻槽等；⑥構(gòu)件的截面突變；⑦結(jié)構(gòu)由于安裝、溫度應(yīng)力、不均勻沉降等產(chǎn)生的附加應(yīng)力集中?！?〕循環(huán)次數(shù)n=5×106次視為各類構(gòu)件和連接疲勞極限對(duì)應(yīng)的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)。503.提高和改善疲勞性能的措施1〕精心選材。用于動(dòng)載作用的鋼結(jié)構(gòu)或構(gòu)件，嚴(yán)格控制鋼材的缺陷，選擇優(yōu)質(zhì)鋼材；2〕精心設(shè)計(jì)。力求減少截面突變，防止焊縫集中，使鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)造合理化；3〕精心制作。使缺陷、剩余應(yīng)力等減小到最低程度；4〕精心施工。防止附加應(yīng)力集中的影響；5〕正確使用。防止對(duì)結(jié)構(gòu)的局部損害，如劃痕、開孔、撞擊等；6〕修補(bǔ)焊縫。51修補(bǔ)焊縫的方法：①對(duì)接焊縫，磨去焊縫外表余高局部。如果焊縫內(nèi)部無顯著缺陷，疲勞強(qiáng)度可以提高到和母材相同。②角焊縫，應(yīng)打磨焊趾。不僅磨去切口，還要將板磨去0.5mm，以除去侵入的焊渣。打磨后的外表不應(yīng)有明顯刻痕。③對(duì)于角焊縫的趾部，用氣體保護(hù)鎢弧重新熔化，可以起到消除切口的作用。④在焊縫及附近金屬表層采用噴射金屬丸?；蝈N擊等方法引入剩余壓應(yīng)力。剩余壓應(yīng)力和錘擊造成的冷工硬化均會(huì)使疲勞強(qiáng)度提高，同時(shí)鋒利切口也被緩減。524.事故實(shí)例某廠均熱爐車間15m變截面鉚接吊車梁。1987年9月29日，該梁的右端變截面處的下翼緣和腹板發(fā)生突發(fā)性撕裂，斷口處于變截面轉(zhuǎn)折處。吊車梁的使用〔即吊車運(yùn)行〕情況調(diào)查結(jié)果：車間廠房跨度36m，車間內(nèi)設(shè)置了50t鉗式吊車3臺(tái)，太原產(chǎn)20／50t鉗式吊車1臺(tái)。自1960年7月投產(chǎn)至吊車梁發(fā)生破壞，已使用27年。該車間鉗式吊車停止運(yùn)行時(shí)間是：每次小修〔每周一次〕停4~8h，每次中修〔年度檢修〕停10~18d，每次大修〔每次一周期〕停30d。平均每年工作326d，每天實(shí)際工作17h，每小時(shí)運(yùn)行15次，荷載循環(huán)次數(shù)為2.245×106次。吊車無超負(fù)荷使用史，吊車梁發(fā)生破壞時(shí)的起重量為13.5t。53調(diào)查數(shù)據(jù)說明：該變截面吊車梁已超過疲勞壽命。但就一般情況而言，荷載循環(huán)次數(shù)到達(dá)了疲勞周期不一定就產(chǎn)生損傷，況且因該梁正處在運(yùn)行的極端位置，吊車運(yùn)行只能到達(dá)梁的中部，可梁的破壞部位不是在吊車運(yùn)行最頻繁的43號(hào)柱那一端，而是在受力狀態(tài)較好的45號(hào)柱一端。破壞原因有二：一是在制作安裝時(shí)，因鉚釘孔不對(duì)位而被擴(kuò)大，減少了母材的受力面積；二是組成該吊車梁下翼緣的主體金屬有晶格缺陷。由于這些原因，降低了構(gòu)件的強(qiáng)度和疲勞壽命。54第7章鋼結(jié)構(gòu)的失穩(wěn)事故

1.鋼結(jié)構(gòu)失穩(wěn)的類型及產(chǎn)生的原因鋼結(jié)構(gòu)的失穩(wěn)事故可分為整體失穩(wěn)事故和局部失穩(wěn)事故兩大類?！?〕整體失穩(wěn)事故原因1〕設(shè)計(jì)錯(cuò)誤。計(jì)算簡(jiǎn)圖及支座約束與實(shí)際不符，設(shè)計(jì)平安儲(chǔ)藏過小等。2〕制作缺陷。初彎曲、初偏心、熱軋冷加工以及焊接產(chǎn)生的剩余變形等。3〕臨時(shí)支撐缺乏。安裝過程中，臨時(shí)支撐設(shè)置不合理或者數(shù)量缺乏，造成構(gòu)件失穩(wěn)，致使結(jié)構(gòu)倒塌或傾覆。554〕使用不當(dāng)。隨意改造使用功能；改變構(gòu)件的受力狀態(tài)；由積灰或增加懸吊設(shè)備引起的超載；根底的不均勻沉降和溫度應(yīng)力引起的附加變形；意外的沖擊荷載等。〔2〕局部失穩(wěn)事故原因1〕設(shè)計(jì)錯(cuò)誤。無視甚至不進(jìn)行構(gòu)件的局部穩(wěn)定驗(yàn)算。2〕構(gòu)造不當(dāng)。局部受集中力較大的部位，原那么上應(yīng)設(shè)置構(gòu)造加勁肋；為了保證構(gòu)件在運(yùn)輸過程中不變形也須設(shè)置橫隔、加勁肋等。3〕原始缺陷。包括鋼材的負(fù)公差嚴(yán)重超規(guī)，制作過程中焊接等工藝產(chǎn)生的局部鼓曲和波浪形變形等。4〕吊點(diǎn)位置不合理。562.鋼結(jié)構(gòu)失穩(wěn)的處理與防范失穩(wěn)事故應(yīng)以防范為主，應(yīng)做好以下工作：〔1〕設(shè)計(jì)人員應(yīng)強(qiáng)化穩(wěn)定設(shè)計(jì)理念1〕結(jié)構(gòu)的整體布置必須考慮整個(gè)體系及其組成局部的穩(wěn)定性要求。2〕計(jì)算簡(jiǎn)圖必須符合實(shí)際受力情況。3〕構(gòu)件的穩(wěn)定計(jì)算與細(xì)部構(gòu)造的穩(wěn)定計(jì)算必須配合，尤其要有強(qiáng)節(jié)點(diǎn)的概念。4〕強(qiáng)度問題通常采用一階分析，而穩(wěn)定問題原那么上應(yīng)采用二階分析。5〕疊加原理不適用于穩(wěn)定問題。6〕應(yīng)考慮整體穩(wěn)定和局部穩(wěn)定的相關(guān)影響。57〔2〕制作應(yīng)力求減少缺陷通過合理的工藝和質(zhì)量控制措施將初彎曲、初偏心、剩余應(yīng)力等缺陷減少到最低程度?！?〕施工應(yīng)確保安裝過程中的平安制定科學(xué)的施工組織設(shè)計(jì)，采用合理的吊裝方案，精心布置臨時(shí)支撐，以防止鋼結(jié)構(gòu)安裝過程中失穩(wěn)，確保結(jié)構(gòu)平安?！?〕正確使用鋼結(jié)構(gòu)建筑物。定期檢查和維護(hù)；當(dāng)需要進(jìn)行工藝流程和使用功能改造時(shí)，必須與設(shè)計(jì)單位或有關(guān)專業(yè)人士協(xié)商，不得擅自增加負(fù)荷或改變構(gòu)件受力。583.事故實(shí)例分析〔1〕事故概況河北省某廠鑄造車間，總長(zhǎng)83m，分三期建成。第一期工程于1983年10月完工，共15間，開間3.3m。為鋼筋混凝土吊車梁，三鉸拱式輕鋼屋架。屋面為輕鋼檁條，上鋪木望板，掛水泥瓦。屋架下弦標(biāo)高10.5m，磚墻承重。第二期工程為由原車間向東接建8個(gè)開間，開間尺寸4m，屋架下弦標(biāo)高8.25m。其余同第一期工程。第三期工程于84年7月開始在室內(nèi)增建兩排鋼筋混凝土柱，橫向柱距16.5m，縱向柱距與廠房開間相同。南排柱緊靠廠房南墻，柱頂為現(xiàn)澆鋼筋混凝土吊車梁，設(shè)3t和5t吊車各一臺(tái)。86年1月投入使用。593.事故實(shí)例分析〔1〕事故概況(續(xù))該工程未經(jīng)正式設(shè)計(jì)單位設(shè)計(jì)，未考慮抗震設(shè)計(jì)，并由農(nóng)村非正式施工單位施工。1987年11月27日下午2時(shí)10分，廠房中工人正在澆注鐵水，突然有一根屋架上弦支撐的圓鋼掉下來，接著發(fā)現(xiàn)屋架下弦嚴(yán)重下垂．從室外看屋蓋上弦三角形變?yōu)椤叭栓曌中巍Ｖ?時(shí)52分，屋頂開始掉灰塵，緊接著整個(gè)屋蓋23榀三鉸拱式輕鋼屋架全部倒塌。頂部局部墻體倒塌。幸運(yùn)的是車間人員發(fā)現(xiàn)險(xiǎn)情后，迅速撤出，只有3人受輕傷，未造成重大傷亡。但造成嚴(yán)重的直接和間接經(jīng)濟(jì)損失。60平面圖剖面圖61〔2〕事故原因1〕屋架選型不當(dāng)。該廠房為熱加工車間，20m跨。內(nèi)設(shè)吊車2臺(tái)，處于7度地震區(qū)。廠房跨度大，有振動(dòng)荷載，并且處于高溫工作環(huán)境。屋蓋結(jié)構(gòu)選用了單榀和整體剛度都很差的三鉸拱式輕鋼屋架，與有關(guān)規(guī)定不符。2〕屋架上弦斜梁不滿足整體穩(wěn)定性要求。屋架上弦斜梁采用空間桁架式結(jié)構(gòu)，三角形組合截面，上弦為雙角鋼，下弦為單根圓鋼。原?鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)?〔TJ17-74〕中規(guī)定：“三鉸拱屋架的三角形截面組合斜梁，為了滿足整體穩(wěn)定性要求，其截面高度與斜梁長(zhǎng)度的比值不得小于l/18。〞實(shí)際工程中，一般采用1/15左右。而本工程斜梁高跨比只有0.5/10.8=1/21.6，不能滿足整體穩(wěn)定性要求。62〔2〕事故原因(續(xù))3〕屋架斜梁上、下弦桿強(qiáng)度缺乏。屋架斜梁上弦采用2∟50×5角鋼，下弦采用1Φ20圓鋼。經(jīng)復(fù)算，在正常荷載作用下，上弦壓應(yīng)力為183.1MPa，下弦拉應(yīng)力達(dá)363.5MPa，均大于其允許應(yīng)力。4〕不應(yīng)采用磚墻承重方案。第一期工程屋架下弦標(biāo)高10.5m，這樣高的廠房，采用帶壁垛磚墻承重是不平安的。而應(yīng)采用鋼筋混凝土柱。5〕未做抗震設(shè)計(jì)。該工程位于7度地震區(qū)，而設(shè)計(jì)中未考慮抗震設(shè)防。63〔3〕教訓(xùn)1〕結(jié)構(gòu)選型應(yīng)十分謹(jǐn)慎。對(duì)有振動(dòng)荷載或跨度大于18m的建筑不要選用輕鋼屋架。凡柱高在9m或9m以上的，不管房屋跨度大小和承重大小均不得采用磚排架承重方案。2〕嚴(yán)禁在施工和使用中超載，嚴(yán)禁隨意在屋架上增加荷載。對(duì)積灰較多的廠房，除設(shè)計(jì)時(shí)必須按規(guī)定考慮積灰荷載外，使用中應(yīng)指定專人負(fù)責(zé)，定期進(jìn)行清掃，以防給屋架增加負(fù)擔(dān)。3〕應(yīng)加強(qiáng)對(duì)建筑設(shè)計(jì)施工的管理。嚴(yán)禁無證設(shè)計(jì)、無證施工。64第8章鋼結(jié)構(gòu)的銹蝕事故

生銹腐蝕將會(huì)引起構(gòu)件截面減小，承載力下降，因腐蝕產(chǎn)生的“銹坑〞將使鋼結(jié)構(gòu)的脆性破壞的可能性增大。再也將影響鋼結(jié)構(gòu)的耐久性。1．銹蝕的類型及影響因素〔1〕銹蝕的類型1〕化學(xué)腐蝕。鋼材直接與大氣或工業(yè)廢氣中含有的氧氣、碳酸氣、硫酸氣或非電介質(zhì)液體發(fā)生外表化學(xué)反響而產(chǎn)生的腐蝕。2〕電化學(xué)腐蝕。鋼材內(nèi)部有其他金屬雜質(zhì)，具有不同的電極電位，在與電介質(zhì)或水、潮濕氣體接觸時(shí)，產(chǎn)生原電池作用，使鋼材腐蝕。651．銹蝕的類型及影響因素〔2〕不同環(huán)境下的腐蝕因素分析1〕大氣腐蝕。由于大氣中水和氧等物質(zhì)的作用而引起的腐蝕。主要影響因素為濕度、降水量、日照量、大氣污染物質(zhì)等。2〕淡水腐蝕。影響因素有溫度、氧氣濃度等。淡水中常溶解有鈣、鎂等礦物，其含量高時(shí)，稱為硬水。在硬水中，鋼材的腐蝕速度有所減慢。3〕酸腐蝕。主要影響因素為氫離子濃度、酸的類型和溫度等。4〕堿腐蝕。主要影響因素有溫度、壓力、PH值和堿金屬種類〔一般認(rèn)為堿金屬的原子量越大，腐蝕性越強(qiáng)〕等。5〕鹽類腐蝕。主要影響因素有鹽的種類、濃度、溫度等。6〕海水腐蝕。主要影響因素有與海水介質(zhì)的接觸深度、海水流速、海生物、海水溫度等。7〕土壤腐蝕。影響因素有土壤性質(zhì)〔孔隙率和孔隙結(jié)構(gòu)、含水量、電阻率、酸堿度、含鹽量微生物等。662．鋼結(jié)構(gòu)銹蝕處理及防腐方法〔1〕新建鋼結(jié)構(gòu)防銹1〕涂料敷蓋法。即在鋼材外表敷蓋一層涂料，使之與大氣隔絕，以防銹蝕。2〕金屬敷蓋法。即在鋼材外表鍍上一層其他金屬。所鍍金屬可使鋼材與其他介質(zhì)隔絕，也可能是鍍層金屬的電極電位更低于鐵，起到犧牲陽極〔鍍層金屬〕保護(hù)陰極〔鐵〕的作用。67〔2〕原有鋼結(jié)構(gòu)銹蝕處理1〕銹蝕程度的分級(jí)和檢查①銹蝕程度分級(jí)。A級(jí)——良好。構(gòu)件根本沒有銹蝕，涂層漆膜還有光澤；個(gè)別構(gòu)件可有少量銹點(diǎn)。B級(jí)——局部銹蝕。構(gòu)件根本沒有銹蝕，面漆有局部脫落，底漆完好；個(gè)別構(gòu)件有少量銹點(diǎn)，或構(gòu)件邊緣、死角、縫隙、隱蔽局部有銹蝕。C級(jí)——較嚴(yán)重。構(gòu)件局部銹蝕，面漆脫落面積達(dá)20％左右，底漆也有局部銹透，其根本金屬完好，應(yīng)進(jìn)行維護(hù)準(zhǔn)備工作。D級(jí)——嚴(yán)重。構(gòu)件銹蝕面積達(dá)40％左右，面漆大片脫落，但根本金屬?zèng)]有破壞，應(yīng)立即進(jìn)行維護(hù)工作。E級(jí)——特別嚴(yán)重。根本金屬已有銹蝕，應(yīng)立即測(cè)量構(gòu)件斷面削弱程度，計(jì)算是否需要更換或采取加固等措施。681〕銹蝕程度的分級(jí)和檢查②重點(diǎn)檢查部位根據(jù)腐蝕理論及實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，除一般檢查外，以下構(gòu)件或部位應(yīng)嚴(yán)格檢查：埋入地下的地面附近部位；可能存積水或遭受水蒸汽侵蝕部位；干濕交替構(gòu)件；易積灰且濕度大的構(gòu)件；組合截面凈空小于12mm，難以涂刷油漆的部位；屋蓋結(jié)構(gòu)、柱與屋架節(jié)點(diǎn)、吊車梁與柱節(jié)點(diǎn)、鋼懸索節(jié)點(diǎn)部位。69〔3〕鋼結(jié)構(gòu)涂層腐蝕調(diào)查內(nèi)容1〕工程概況。包括結(jié)構(gòu)形式、廠房環(huán)境情況〔如腐蝕介質(zhì)種類、濃度，年平均相對(duì)濕度，氣溫，廠房?jī)?nèi)熱源溫度，是否有水蒸汽、粉塵等〕。2〕腐蝕級(jí)別確實(shí)定。根據(jù)有關(guān)評(píng)價(jià)腐蝕的標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行外觀、銹蝕率、附著力調(diào)查，然后將不同構(gòu)件或不同部位的鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行評(píng)級(jí)，為制定防銹方案提供依據(jù)。3〕腐蝕情況分析。包括引起不同程度腐蝕的原因、構(gòu)造的合理性、涂料選擇的合理性等的分析。4〕防銹方案設(shè)計(jì)。根據(jù)以上幾項(xiàng)內(nèi)容和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，提出具體的防銹方案，包括構(gòu)造處理、涂料的選擇、涂層厚度確實(shí)定及具體施工方案。703.事故實(shí)例分析〔1〕事故概況上海某研究所食堂工程為17.5m直徑圓形磚墻加扶壁柱承重的單層建筑。檐口高為6.4m，中部?jī)?nèi)環(huán)局部高4.5m。屋蓋采用17.5m直徑的懸索結(jié)構(gòu)，主要由沿墻鋼筋混凝土外環(huán)和型鋼內(nèi)環(huán)〔直徑3m〕，以及90根直徑為7.5mm的鋼絞索組成，將預(yù)制鋼筋混凝土異形板搭接于鋼絞索上，板縫內(nèi)澆筑配筋混凝土，屋面鋪油氈防水層，板底粉刷。于1960年建成交付使用。1983年9月22日20時(shí)30分左右，值班人員突然聽見一悶聲巨響，隨之大量塵垢從食堂內(nèi)涌出，屋蓋整體塌落。90根鋼絞索全部沿周邊折斷，門窗大局部被振裂，周圍磚墻和圈梁均無塌陷損壞跡象。因倒塌發(fā)生在晚上，無人員傷亡，經(jīng)濟(jì)損失嚴(yán)重。71平面圖剖面圖72〔2〕事故原因分析屋蓋的塌落主要與鋼絞索的銹蝕有關(guān)，而鋼絞索的銹蝕除與屋面滲水有關(guān)外，另一主要原因是食堂的水蒸汽上升，上部通風(fēng)不良，因而加劇了鋼絞索的大氣電化學(xué)腐蝕和某些化學(xué)腐蝕〔如鹽類腐蝕〕。由于腐蝕，鋼筋斷面減小，承載能力降低，當(dāng)超過極限承載能力后斷裂。〔3〕結(jié)論及教訓(xùn)1〕懸索結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與施工經(jīng)驗(yàn)缺乏，尤其是對(duì)鋼索的保護(hù)防銹、夾頭處理以及鋼索通過鋼筋混凝土外環(huán)的節(jié)點(diǎn)和灌漿等方面的問題，還需進(jìn)一步研究改進(jìn)。2〕對(duì)于實(shí)驗(yàn)性建筑應(yīng)指定專門人員作長(zhǎng)時(shí)間的觀察，該工程如能及早發(fā)現(xiàn)鋼絞索銹蝕的嚴(yán)重情況，就可能防止屋蓋倒塌。7374溫度對(duì)鋼材力學(xué)性能的影響

75767778〔2〕工程概況紐約世貿(mào)中心由兩幢高110層〔1#北樓417m，2#南樓415m〕的方形塔樓及四幢裙房組成。地下6層，地上110層。平面的外輪廊尺寸為63.5m×63.5m，核心區(qū)的平面尺寸為42m×42m，標(biāo)準(zhǔn)層高為3.66m。采用框筒體系，外圈為密柱深梁框筒，由240根鋼柱組成，柱距1.02m；內(nèi)部核心區(qū)為47根鋼柱形成的框架，用以承擔(dān)重力荷載?？蛲仓捎?50mm×450mm方管，從上到下，外形尺寸不變，靠改變壁厚來適應(yīng)不同的受力條件?？傆娩摿繛?9.2萬噸，為了增強(qiáng)框筒的豎向抗剪強(qiáng)度，利用每隔32層所布置的設(shè)備樓層，沿框筒各設(shè)置了一道7m高的鋼板圈梁。結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性分析說明：其根本周期為10s，極大風(fēng)速下結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)的側(cè)移值為1.02m。自1973年建成的統(tǒng)計(jì)分析說明，記錄到陣風(fēng)作用下的結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)側(cè)移最大值為0.46m，說明結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)側(cè)移角僅為1/890，足以說明框筒體系抗側(cè)力的高效性能。79808182第10章鋼結(jié)構(gòu)事故類型原因的綜合分析一、概述由于原因與結(jié)果之間的邏輯關(guān)系不同，那么形成的事故鏈那么不同，主要形式如下：1.多因致果集中型各自獨(dú)立的幾個(gè)原因,共同導(dǎo)致事故發(fā)生稱為“集中型〞,2.因果連鎖型博德〔FrankBird〕在海因里希事故因果連鎖理論的根底上，提出了現(xiàn)代事故因果連鎖理論，其事故連鎖過程影響因素為：管理失誤→個(gè)人因素及工作條件→不平安行為不平安狀態(tài)→事故→傷亡。3．復(fù)合型從質(zhì)量事故的調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，單純的集中型或單純的連鎖型均較少，常見的往往是某些因果連鎖，又有一些原因集中，最終導(dǎo)致事故的發(fā)生，成為“復(fù)合型〞。如圖10.3所示。通常對(duì)于一些重大的工程質(zhì)量事故，通過事故鏈的分析，并采用邏輯推理法可以全面查明事故的本質(zhì)原因83二、鋼屋蓋事故1.鋼屋蓋事故類型〔1〕桁架桿件彎曲。〔2〕桁架桿件局部彎曲?！?〕屋架垂直偏差?！?〕桁架節(jié)點(diǎn)板彎曲。〔5〕桁架節(jié)點(diǎn)板開裂?！?〕屋架支座節(jié)點(diǎn)連接損壞?！?〕屋架撓度超標(biāo)準(zhǔn)?！?〕屋蓋支撐屈曲?！?〕屋蓋倒塌。鋼屋架是屋蓋中的主要結(jié)構(gòu)，其最普遍的損壞形式是桿件彎曲和桿件局部彎曲，個(gè)別情況彎曲值達(dá)100mm，并超過桿件長(zhǎng)度的1/50。表10-1是前蘇聯(lián)對(duì)20個(gè)冶金廠66個(gè)車間有不同程度破壞的770榀屋架所作的分析。而損壞最多的桿件是屋架腹桿〔表10-2〕，其中以受壓腹桿最為危險(xiǎn)，它的彎曲頻數(shù)比受拉腹桿高出3倍。在一般屋架中約有70%的受壓腹桿存在彎曲，平均彎曲矢高為10~15mm，個(gè)別達(dá)100mm。彎曲方向主要為出屋架平面，其中以跨中附近的柔性腹桿破壞最頻。上弦桿損壞情況最少，這是由于上弦桿有足夠大的斷面，與屋蓋構(gòu)件和支撐有較好的連接。842.鋼屋蓋事故原因分析屋蓋中屋架和托架是主要構(gòu)件，其薄弱環(huán)節(jié)是長(zhǎng)細(xì)比大的受壓腹桿、屋架與柱連接節(jié)點(diǎn)、端部受拉斜撐和天窗斜撐。制作和安裝中的原因：〔1〕構(gòu)件幾何尺寸超過允許偏差，由于矯正不夠、焊接變形、運(yùn)輸安裝中受彎，使桿件有初彎曲，引起桿件內(nèi)力變化?！?〕屋架或托架節(jié)點(diǎn)構(gòu)造處理不當(dāng)，形成應(yīng)力集中；檁條錯(cuò)位或節(jié)點(diǎn)偏心?！?〕腹桿端部與弦桿距離不合要求，使節(jié)點(diǎn)板工作惡化，出現(xiàn)裂縫?！?〕桁架桿件尤其是受壓桿件漏放連接墊板，造成桿件過早喪失穩(wěn)定。〔5〕桁架拼接節(jié)點(diǎn)質(zhì)量低劣，焊縫缺乏，安裝焊接不符合質(zhì)量要求〔6〕任意改變鋼材要求，使用強(qiáng)度低的鋼材或減小桿件設(shè)計(jì)截面?！?〕桁架支座固定不正確，與計(jì)算簡(jiǎn)圖不符，引起桿件附加應(yīng)力?！?〕違反屋面板安裝順序；屋面板擱置面積不夠、漏焊。〔9〕無視屋蓋支撐系統(tǒng)作用，支撐薄弱，有的支撐彎曲?！?0〕屋面施工違反設(shè)計(jì)要求，任意增加面層厚度，使屋蓋重量增加。85使用中的原因：〔1〕屋面超載，尤其是某些工廠不定期清掃屋面積灰，使屋面上超載，發(fā)生事故?！?〕沒經(jīng)預(yù)先設(shè)計(jì)而在非節(jié)點(diǎn)處懸掛管道或重物，引起桿力變化。〔3〕使用過程中高溫作用和腐蝕，影響屋蓋承載能力。〔4〕重級(jí)工作制吊車運(yùn)行頻繁，產(chǎn)生對(duì)屋架的周期性作用，造成屋蓋損傷破壞。〔5〕使用中切割或去掉屋蓋中桿件等。除了上述損壞事故原因外，設(shè)計(jì)中考慮不周或錯(cuò)誤，也是屋蓋產(chǎn)生事故。設(shè)計(jì)上的原因有屋蓋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案不合理、支撐考慮不周、計(jì)算簡(jiǎn)圖不符實(shí)際、荷載估計(jì)錯(cuò)誤、計(jì)算和圖紙出錯(cuò)等。86三、空間鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)事故1.概述網(wǎng)架和網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的適用性、美觀性、可靠性、平安性和經(jīng)濟(jì)性已為世人所公認(rèn)，因而它得到了廣泛的應(yīng)用和迅猛開展。特別是網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的應(yīng)用，我國不管在規(guī)模上還是數(shù)量上都居于世界的領(lǐng)先地位。但是，隨著網(wǎng)架大量應(yīng)用的同時(shí)，也發(fā)生了一些大小不同的事故。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，自然災(zāi)害、意外事故者較少，而大多數(shù)事故是責(zé)任事故，設(shè)計(jì)、制作、運(yùn)輸、安裝和管理等方面都曾發(fā)生過，使國家的財(cái)產(chǎn)和人的生命遭受了不少損失。但這些事故并未受到應(yīng)有的重視，吸取教訓(xùn)，引以為戒，因而不時(shí)重復(fù)發(fā)生872.鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)事故類型鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)事故按事故造成的危害和損失程度可分為：〔1〕惡性事故。網(wǎng)架結(jié)構(gòu)整體或局部塌落，造成了生命和財(cái)產(chǎn)的重大損失?！?〕嚴(yán)重事故。網(wǎng)架結(jié)構(gòu)雖未塌落，但已喪失了承載能力，不能正常使用，不得不報(bào)廢或重建，造成經(jīng)濟(jì)上的重大損失?！?〕重大事故。事故發(fā)生后，網(wǎng)架整體或較多的桿件、節(jié)點(diǎn)經(jīng)過處理或加固后仍可繼續(xù)使用，但造成了較大的經(jīng)濟(jì)損失。〔4〕小事故。網(wǎng)架結(jié)構(gòu)在制造、安裝或使用初期，發(fā)現(xiàn)局部存在問題和隱患，但可以用較少的時(shí)間和資金予以解決，不影響以后的正常使用。按事故存在的范圍可分為：〔1〕整體事故。網(wǎng)架結(jié)構(gòu)整體塌落或局部有嚴(yán)重缺陷，影響了結(jié)構(gòu)的完整性，使結(jié)構(gòu)喪失了承載能力和正常使用能力?！?〕局部事故。網(wǎng)架結(jié)構(gòu)局部有缺陷或嚴(yán)重缺陷，必須及時(shí)處理，才能保證結(jié)構(gòu)平安正常地使用。88按造成事故因素的多少可分為：〔1〕單一因素事故。由于一種因素造成的事故?！?〕多種因素事故。由于多種因素組合所造成的事故，但其中可以找出最主要的因素?！?〕復(fù)雜因素事故。造成事故的因素很多，但一時(shí)難以確切斷定何者為主要因素。事故的主要表現(xiàn)為：〔1〕桿件彎曲?！?〕桿件斷裂。〔3〕桿件與節(jié)點(diǎn)焊縫連接破壞?！?〕節(jié)點(diǎn)板變形或斷裂?！?〕焊縫不飽滿或有氣泡、夾渣、微裂縫超過標(biāo)準(zhǔn)?！?〕高強(qiáng)螺栓斷裂或從球節(jié)點(diǎn)中拔出?！?〕桿件在節(jié)點(diǎn)相碰，支座腹桿與支承結(jié)構(gòu)相碰。〔8〕支座節(jié)點(diǎn)移位?！?〕網(wǎng)架撓度過大，超過了規(guī)定的要求?！?0〕網(wǎng)架結(jié)構(gòu)倒塌。899091拼裝和吊裝原因:〔1〕胎具或拼裝平臺(tái)不合規(guī)格即進(jìn)行網(wǎng)架拼裝，使單元體產(chǎn)生偏差，最后導(dǎo)致整個(gè)網(wǎng)架的累積誤差很大?！?〕焊接工藝、焊接順序錯(cuò)誤，產(chǎn)生很大的焊接應(yīng)力，造成桿件或整個(gè)網(wǎng)架變形。〔3〕桿件或單元或整個(gè)網(wǎng)架拼裝后有較大的偏差而不修正，強(qiáng)行就位，造成桿件彎曲或產(chǎn)生很大的次應(yīng)力?！?〕對(duì)網(wǎng)架施工階段的吊點(diǎn)反力、桿件內(nèi)力、撓度等不進(jìn)行驗(yàn)算，也不采取必要的加固措施?！?〕施工方案選擇錯(cuò)誤，分條分塊施工時(shí)，不采取正確的臨時(shí)加固措施，使此局部網(wǎng)架為幾何可變體系?！?〕網(wǎng)架整體吊裝時(shí)采用多臺(tái)起重機(jī)或拔桿，各吊點(diǎn)起升或下降時(shí)不同步，用滑移法施工時(shí)，牽引力和牽引速度不同步，使局部桿件彎曲?！?〕支座預(yù)埋鋼板、錨栓位置偏差較大，造成網(wǎng)架就位困難，為圖省事而強(qiáng)迫就位或預(yù)埋板與支座底板焊死，從而改變了支承的約束條件?！?〕看圖有誤或粗心，導(dǎo)致桿件位置放錯(cuò)?！?〕不經(jīng)計(jì)校核，隨意增加桿件或網(wǎng)架支承點(diǎn)。924.鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)質(zhì)量事故處理方法對(duì)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及加工、安裝文件資料進(jìn)行全面查閱:〔1〕增設(shè)桿件，改變?cè)W(wǎng)架的受力狀態(tài)對(duì)設(shè)計(jì)計(jì)算邊界條件與實(shí)際不符、荷載低估、施工時(shí)網(wǎng)架尺寸搞錯(cuò)等原因，致使網(wǎng)架的許多桿件承載力缺乏，采用這種方法處理方便、經(jīng)濟(jì)而有效。增設(shè)桿件的數(shù)量和位置，應(yīng)根據(jù)網(wǎng)架的型式和處理?xiàng)U件的位置合理決定，盡可能用增設(shè)最少的桿件到達(dá)減小承載力缺乏桿件內(nèi)力的目的。一種是在網(wǎng)架高度內(nèi)增設(shè)桿件；一種是在網(wǎng)架高度外增設(shè)桿件，從而將原網(wǎng)架全部或局部加層改為三層網(wǎng)架。增設(shè)桿件后，應(yīng)注意原滿足承載力要求的桿件內(nèi)力的變化。采用此種方法加固處理時(shí)，應(yīng)設(shè)置可靠的支撐，使網(wǎng)架卸載?！?〕減輕屋面重量由于設(shè)計(jì)、施工等原因，使網(wǎng)架許多桿件承載力缺乏時(shí)，在工程許可的情況下，減輕屋面重量是處理這類事故最簡(jiǎn)便的方法。如取消吊頂，特別是原來為重型屋面〔如鋼筋混凝土板〕改為輕型屋面〔如夾芯彩鋼板〕，效果更為明顯。9394預(yù)埋件與支座誤差的處理:〔1〕加過渡鋼板將原預(yù)埋的螺栓割除，增加一塊過渡鋼板，螺栓焊在過渡鋼板上，然后過渡鋼板與原預(yù)埋螺栓焊牢。該法一般用于誤差較小和反力較小的壓力支座?！?〕加鋼板套一般用于加層結(jié)構(gòu)中原來未埋預(yù)埋件，或預(yù)埋件誤差很大以及埋錯(cuò)位置等，可采用加鋼板套方法，此方法簡(jiǎn)單易行?！?〕重新預(yù)埋預(yù)埋件位置埋錯(cuò)或者根本就沒有預(yù)埋，以及規(guī)格尺寸有了變化，可采用重新預(yù)埋的方法。預(yù)埋件有兩種，一種是有螺栓的，一種是無螺栓的。有螺栓預(yù)埋可采用以下方法：①采用過渡鋼板方法，在過渡鋼板上焊螺栓，過渡鋼板下焊上錨筋，在支承構(gòu)件上鉆孔進(jìn)行預(yù)埋。②直接將螺栓埋入梁中，在鋼板上鉆孔，螺栓與鋼板焊住。無螺栓預(yù)埋件可用膨脹螺栓固定。支座腹桿與支承結(jié)構(gòu)相碰的處理：〔1〕在支承結(jié)構(gòu)容許的情況下，可將支承結(jié)構(gòu)削去一角，但絕不能損傷柱和梁中的受力鋼筋，特別是梁中的鋼筋，并且將鑿毛面用有效材料封閉起來?！?〕提高支座支承件的高度，但是必須注意支承件的穩(wěn)定，并且支承件長(zhǎng)度也不宜于過長(zhǎng)，一般控制在500—600mm?！?〕在支座底板上加鋼板盒或混凝土墩，這種方法一般用于以上兩種方法不能實(shí)現(xiàn)時(shí)。95四、輕鋼結(jié)構(gòu)事故目前常見的破壞形式如下：1．門式剛架承重結(jié)構(gòu)的失穩(wěn)破壞2．檁條、墻梁的屈曲3．輕型屋面板被風(fēng)載掀起4．屋面板銹蝕，嚴(yán)重時(shí)使板產(chǎn)生孔洞，甚至斷裂5．屋面漏雨，影響正常使用輕鋼結(jié)構(gòu)事故原因：1．冷彎薄壁型鋼的翼緣寬厚比太大或卷邊尺寸太小，以致于對(duì)翼緣沒有起到加強(qiáng)作用，而使受壓翼緣剛度缺乏，引起翼緣局部屈曲。2．設(shè)計(jì)人員通常在設(shè)計(jì)中未考慮扭轉(zhuǎn)應(yīng)力，荷載作用在檁條等構(gòu)件翼緣時(shí)，常常不通過截面的剪切中心，使構(gòu)件產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)。963．屋面板未能有限地阻止檁條側(cè)向和扭轉(zhuǎn)變形，而設(shè)計(jì)中又未考慮到這一因素，或沒有為檁條提供足夠的跨間拉條和支座處抵抗轉(zhuǎn)動(dòng)的約束，以致檁條產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)、側(cè)向彎曲或彎扭屈曲。4．結(jié)構(gòu)所處環(huán)境條件差，涂層質(zhì)量差或維護(hù)管理不及時(shí)，使鋼材銹蝕。5．輕鋼屋面彩鋼板與檁條通常采用的自攻螺絲、拉鉚釘連接，在風(fēng)吸力長(zhǎng)期作用下易造成擴(kuò)孔，最終導(dǎo)致漏水。97壓型鋼板的腐蝕事故處理大致有以下三種：〔1〕采用厚涂型涂料；〔2〕頂面重疊鋪板；〔3〕更換壓型鋼板。1．厚涂型涂料法厚涂型涂料處理方法，就是采用一種既能防銹、又能堵塞小孔洞的涂料，從而使已經(jīng)銹蝕甚至開始出現(xiàn)輕微滲漏的壓型鋼板屋面恢復(fù)功能，并延緩其使用壽命的方法。這種方法所使用的涂料應(yīng)粘著力強(qiáng)，防水性能好，抗裂強(qiáng)度高，抗老化、抗腐蝕性能好。2．更換法更換法就是把損壞的壓型鋼板撤除，重新鋪設(shè)新的壓型鋼板。這種更換可以是整個(gè)屋面，也可局部更換。局部更換時(shí)，新鋼板應(yīng)與舊壓型鋼板同一板型，為防止新舊鋼板搭接處漏水，搭接長(zhǎng)度不宜小于1.0m，搭接接縫處應(yīng)用定型密封條密封，同時(shí)搭接處用小螺釘〔如拉鉚釘?shù)取硨⑿屡f壓型鋼板連接緊密。3．重疊鋪板法在更換屋面大局部壓型鋼板時(shí)，撤除舊鋼板，再鋪設(shè)新鋼板，不僅麻煩，還得工廠停產(chǎn)施工，這時(shí)可采用重疊鋪板法，即不撤除已經(jīng)銹蝕損壞的壓型鋼板，在原有屋面板的頂面再重疊鋪一層新的壓型鋼板，這樣使建筑物的維修和工業(yè)生產(chǎn)兩不誤。98五、鋼柱的事故鋼柱損壞事故類型：1．柱肢變形〔彎曲、扭曲〕2．柱肢體有切口裂縫損壞3．格構(gòu)式柱子腹桿彎曲和扭曲變形4．柱頭、吊車梁支承牛腿處焊縫開裂5．柱子垂直偏斜，帶來維護(hù)構(gòu)件和鄰接連接節(jié)點(diǎn)損壞和吊車軌道偏位6．柱子標(biāo)高降低，使屋架下沉，影響正常生產(chǎn)7．柱腳及某些連接節(jié)點(diǎn)腐蝕損傷99鋼柱損壞事故原因：1．柱子與吊車梁連接節(jié)點(diǎn)構(gòu)造同設(shè)計(jì)簡(jiǎn)圖不符，鉸接連成剛接、剛接連成鉸接，使柱子和節(jié)點(diǎn)上產(chǎn)生附加應(yīng)力2．柱頭和柱子有安裝偏差，導(dǎo)致柱內(nèi)應(yīng)力增加顯著，構(gòu)件彎曲〔往往在吊車梁以上局部彎曲〕3．柱子常受運(yùn)輸貨物、吊車吊臂或吊斗碰撞，導(dǎo)致柱肢彎曲，支撐節(jié)點(diǎn)連接損壞4．高溫作用，尤其是冶金工廠熱金屬和熱渣接觸柱子，使柱肢彎曲，支撐節(jié)點(diǎn)連接損壞開裂5．沒有考慮荷載循環(huán)的疲勞破壞作用，使牛腿處焊縫開裂6．地基根底下沉，帶來柱子傾斜，柱標(biāo)高降低7．周期性潮濕和腐蝕介質(zhì)作用，導(dǎo)致鋼柱局部腐蝕，減小了柱截面8．節(jié)點(diǎn)構(gòu)造不合理100柱腳螺栓安裝質(zhì)量事故處理：1．地腳螺栓與鋼柱底板預(yù)留孔不對(duì)中產(chǎn)生這類事故的原因是施工中預(yù)埋螺栓位置或鋼柱位置超出容許偏差。處理可采用如下方法：〔1〕當(dāng)兩者偏差較小時(shí)，可經(jīng)設(shè)計(jì)人員許可，沿偏差方向柱底將孔擴(kuò)大為橢圓孔，然后換用加大的厚板墊圈進(jìn)行焊接固定。〔2〕如果兩者相對(duì)位移較大，可在地腳螺栓周圍用鋼鑿將混凝土鑿到適宜深度，用氣割將螺栓割斷，然后搭接上一段用相同材質(zhì)的材料按規(guī)定長(zhǎng)度和直徑加工成的螺栓，并采取補(bǔ)強(qiáng)措施，來調(diào)整到達(dá)規(guī)定的位置。或直接將螺栓割除，把根部螺栓焊于預(yù)埋鋼板上，附上一塊與預(yù)埋鋼板等厚的鋼板，與預(yù)埋鋼板采取鉚釘塞焊和周邊角焊縫焊接，然后根據(jù)設(shè)計(jì)要求焊上新螺栓。2．地腳螺栓螺紋損壞產(chǎn)生的原因是對(duì)埋設(shè)后的地腳螺栓未采取保護(hù)措施，受外界損傷或安裝工藝不當(dāng)。可采用如下方法處理：〔1〕當(dāng)螺紋被損壞的長(zhǎng)度不超過其有效長(zhǎng)度時(shí)，可用鋼鋸將損壞局部鋸掉，用什錦鋼銼修整螺紋，直至能順利帶入螺母為止?！?〕如螺紋損壞長(zhǎng)度超過規(guī)定的有效長(zhǎng)度，可用氣割割掉大于原螺紋段的長(zhǎng)度，用與原螺栓相同的材質(zhì)、規(guī)格的材料，一端加工成螺紋，并在對(duì)接的端頭截面剖口與下端進(jìn)行對(duì)接焊接，必要時(shí)再用相應(yīng)直徑規(guī)格、長(zhǎng)度的鋼管套入連接處進(jìn)行焊接加固補(bǔ)強(qiáng)，這會(huì)使螺栓直徑大于底座板孔徑，可用擴(kuò)大底座板孔徑解決。101六、鋼吊車梁系統(tǒng)事故國內(nèi)外對(duì)工廠使用中吊車梁系統(tǒng)進(jìn)行了大量調(diào)查，調(diào)查資料說明吊車梁系統(tǒng)大局部破壞發(fā)生在以下部位：1．實(shí)腹式吊車梁實(shí)腹式吊車梁上翼緣與腹板焊縫和上翼緣與加勁肋間焊縫是最常見的損壞部位，然后帶連腹板或翼緣板開裂，這些裂縫有明顯的疲勞特征。2．桁架式吊車梁桁架式吊車梁過去常采用鉚接和焊接，損壞比實(shí)腹式吊車梁嚴(yán)重，上弦有嚴(yán)重應(yīng)力集中和扭矩作用，導(dǎo)致疲勞裂縫開展。3．制動(dòng)梁〔制動(dòng)桁架〕制動(dòng)結(jié)構(gòu)實(shí)際工作狀態(tài)極復(fù)雜，與計(jì)算簡(jiǎn)圖不符，故損壞嚴(yán)重，損壞部位如下：〔1〕制動(dòng)梁板與吊車梁連接焊縫開裂〔2〕制動(dòng)梁上板開裂〔3〕制動(dòng)桁架節(jié)點(diǎn)板開裂、斷裂，節(jié)點(diǎn)板開裂〔4〕垂直支撐斜桿裂縫、斷裂〔5〕制動(dòng)桁架桿件扭曲或裂縫〔6〕輔助桁架腹桿開裂、斷裂1024．吊車梁系統(tǒng)與柱連接處〔1〕制動(dòng)系統(tǒng)與柱連接焊縫開裂或螺栓松動(dòng)〔2〕吊車梁與柱水平連接板焊縫開裂或螺栓松動(dòng)〔3〕吊車梁與柱垂直連接焊縫開裂或螺栓松動(dòng)〔4〕垂直連接板〔隔板〕開裂〔5〕吊車梁與吊車梁、吊車梁與柱連接螺栓松動(dòng)其中第〔1〕種損壞是最常見的破壞5．吊車軌道及車擋〔1〕軌道頂面和側(cè)面磨損〔2〕軌道接頭處損壞〔3〕軌道腹板處裂縫，通常在接頭和孔附近〔4〕采用彎鉤螺栓連接軌道的吊車梁最易損壞，彎鉤螺栓自行伸直拉出，使軌道位移〔5〕采用雙螺栓壓板連接軌道和吊車梁，根本可靠，少數(shù)車間會(huì)連接松動(dòng)、軌道橫向位移〔6〕車擋固定連接松動(dòng)吊車梁系統(tǒng)破損嚴(yán)重情況，國外有份調(diào)查資料〔冶金企業(yè)吊車梁，使用6—10年〕，損壞統(tǒng)計(jì)如下：吊車梁有裂縫占30%；制動(dòng)結(jié)構(gòu)有裂縫占25%；吊車梁系統(tǒng)與柱子連接破壞占50%；吊車軌道固定連接件破壞占80%；吊車軌道出現(xiàn)不容許偏心的占20%，而有幾何偏差的占70%；國內(nèi)對(duì)某些鋼廠吊車梁調(diào)查中也發(fā)現(xiàn)吊車梁系統(tǒng)破損嚴(yán)重。103吊車梁系統(tǒng)事故原因1．設(shè)計(jì)原因〔1〕設(shè)計(jì)荷載及其作用特點(diǎn)考慮不周全：吊車荷載以集中輪壓形式作用在吊車梁長(zhǎng)度方向任意點(diǎn)，輪壓大小與許多因素有關(guān)。吊車和荷載總是偏心地作用于吊車梁上，使吊車梁除承受一組輪壓荷載外，還有其產(chǎn)生的動(dòng)集中扭矩；吊車行駛中產(chǎn)生縱向、橫向水平力，尚有卡軌產(chǎn)生的卡軌力，卡軌力在數(shù)值上大大超過橫向制動(dòng)力，這類卡軌力很難計(jì)算其值。吊車梁中應(yīng)力狀態(tài)實(shí)際上十分復(fù)雜，而在現(xiàn)行鋼結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)中僅考慮了σx〔彎曲應(yīng)力〕、τxy〔剪應(yīng)力〕、σc〔局部擠壓應(yīng)力〕，而對(duì)其它應(yīng)力沒有涉及。吊車梁荷載另一特點(diǎn)是反復(fù)的作用使鋼材疲勞，形成疲勞特征的損壞，疲勞是細(xì)微裂紋擴(kuò)展的過程，目前疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算尚較粗糙?！?〕吊車梁系統(tǒng)構(gòu)造與計(jì)算簡(jiǎn)圖不全一致：設(shè)計(jì)時(shí)大多數(shù)吊車梁是按實(shí)腹式簡(jiǎn)支梁或靜定桁架梁計(jì)算，但實(shí)際上吊車梁與吊車梁，在上翼緣及腹板處用連接板連接，上面尚有連續(xù)鋪設(shè)的鋼軌，使簡(jiǎn)支吊車梁成為一定程度連續(xù)梁；吊車梁與制動(dòng)系統(tǒng)的連接，使吊車梁與制動(dòng)系統(tǒng)共同工作，帶來計(jì)算中未考慮的因素；吊車梁與柱子的連接，使梁與柱形成不同程度的嵌固作用，限制了支座處自由轉(zhuǎn)動(dòng)，使吊車梁支座處產(chǎn)生負(fù)彎矩和轉(zhuǎn)角，導(dǎo)致此處節(jié)點(diǎn)破壞。104施工原因：〔1〕制作和安裝偏差：吊車梁系統(tǒng)位置相對(duì)偏移、軌道安裝偏心、軌道不平和彎曲，這些給吊車梁帶來了復(fù)雜的應(yīng)力，易使吊車梁疲勞損傷?！?〕焊縫缺陷：在焊縫和熱影響區(qū)金屬母材存在微小裂縫；焊縫中有夾渣、氣孔、凹槽、咬肉及焊縫厚度缺乏，這些缺陷是裂紋源，在重復(fù)荷載下擴(kuò)展，導(dǎo)致吊車梁系統(tǒng)疲勞破壞。對(duì)于鉚接結(jié)構(gòu)，鉚釘填孔不實(shí)，在孔處產(chǎn)生應(yīng)力集中，易導(dǎo)致裂縫。3．使用管理方面〔1〕吊車超載運(yùn)行，或吊車改換大噸位，使吊車梁超載工作?！?〕沒有定時(shí)檢查，及時(shí)維修，如軌道偏心，連接螺栓松動(dòng)、吊車形式晃動(dòng)、沖擊、卡軌等沒有及時(shí)糾正。105第11章鋼結(jié)構(gòu)裂紋的修復(fù)一、裂紋修復(fù)的步驟1〕分析產(chǎn)生裂紋的原因及其影響的嚴(yán)重性，對(duì)不宜采用修復(fù)加固的構(gòu)件，應(yīng)予撤除更換；對(duì)需要進(jìn)行修復(fù)加固的帶裂紋的構(gòu)件，應(yīng)采用臨時(shí)性應(yīng)急措施，以防止裂紋的進(jìn)一步擴(kuò)展。2〕對(duì)帶裂紋的構(gòu)件進(jìn)行疲勞驗(yàn)算。3〕進(jìn)行裂紋的可擴(kuò)展性評(píng)估，了解裂紋的穩(wěn)定性情況。4〕針對(duì)裂紋的不同穩(wěn)定性進(jìn)行修復(fù)加固設(shè)計(jì)，并在此根底上擬定裂紋的修復(fù)加固具體方案。5〕根據(jù)擬定的方案實(shí)施裂紋的修復(fù)加固。106二、裂紋的修復(fù)方法1.裂紋的臨時(shí)止裂措施在裂紋端外順其可能的擴(kuò)展方向〔0.5~1.0〕t處鉆孔〔t為構(gòu)件的板厚〕，孔的直徑約取1.0t。使裂紋端部的應(yīng)力集中大為減弱，緩解裂紋繼續(xù)擴(kuò)展的趨勢(shì)。裂紋的修復(fù)加固方法大體可分為：焊補(bǔ)法修復(fù)、嵌板法修復(fù)和附加蓋板法修復(fù)等。1072.裂紋的焊補(bǔ)法修復(fù)

適用于單個(gè)裂紋或相距較遠(yuǎn)互不相交的裂紋群。1〕清洗裂紋兩邊各80mm以上范圍內(nèi)板面油污至潔凈的金屬面；2〕用碳弧氣刨或風(fēng)鏟將裂紋邊緣加工出坡口，直達(dá)裂紋端部的臨時(shí)止裂鉆孔。坡口形式根據(jù)板厚和施工條件按現(xiàn)行?氣焊、手工電弧焊及氣體保護(hù)焊焊縫坡口的根本形式和尺寸?的要求選用；3〕將裂紋兩側(cè)及端部金屬預(yù)熱至100℃～150℃，并在焊接過程中保持此溫度；4〕采用與母材相匹配的低氫型焊條或超低氫型焊條施焊；1081093.裂紋的嵌板法修復(fù)

適用于網(wǎng)狀、分叉裂紋區(qū)和有破裂、過燒或燒穿等缺陷的梁、柱腹板部位裂紋。1〕檢查確定缺陷的范圍；2〕將缺陷部位切除，宜切成帶圓角的矩形孔、切除局部的尺寸均應(yīng)比缺陷范圍的尺寸大100mm；3〕用等厚度同材質(zhì)的嵌板嵌入切除部位，嵌入板的長(zhǎng)寬邊緣與切除孔間二個(gè)邊應(yīng)留有2~4mm的間隙，并將其邊緣加工成對(duì)接焊縫要求的坡口形式；1104〕嵌板定位后，將孔口四角區(qū)域預(yù)熱至100~150℃，按順序采用分段分層逆向焊法施焊；5〕檢查焊縫質(zhì)量，打磨余高，使之與原構(gòu)件外表齊平。4.裂紋的附加蓋板修復(fù)法受力關(guān)鍵局部的裂紋和裂紋較集中不宜采用嵌板法修復(fù)的部位，用附加蓋板修復(fù)。采用雙層蓋板，裂紋兩端仍需鉆孔止裂，焊縫暫時(shí)阻止裂紋擴(kuò)展。蓋板用焊接連接時(shí)，設(shè)法將加固蓋板壓緊，其厚度與原板等厚，焊腳尺寸等于板厚，蓋板的尺寸和焊接順序參照嵌板法執(zhí)行。1111124〕對(duì)于高溫、腐蝕、冷脆、振動(dòng)、地基不均勻沉降等原因造成的結(jié)構(gòu)損壞，提出其相應(yīng)的處理對(duì)策后再進(jìn)行加固。5〕對(duì)于可能出現(xiàn)傾斜、失穩(wěn)或倒塌等不平安因素的鋼結(jié)構(gòu)，在加固之前，應(yīng)采取相應(yīng)的臨時(shí)平安措施，以防止事故的發(fā)生。6〕在加固施工過程中，假設(shè)發(fā)現(xiàn)原結(jié)構(gòu)或相關(guān)工程隱蔽部位有未預(yù)及損傷或嚴(yán)重缺陷時(shí)，應(yīng)立即停止施工，會(huì)同加固設(shè)計(jì)者采取有效措施前方能繼續(xù)施工。7〕鋼結(jié)構(gòu)的加固設(shè)計(jì)應(yīng)綜合考慮其經(jīng)濟(jì)效益。應(yīng)不損傷原結(jié)構(gòu)，防止不必要的撤除或更換。1132.鋼結(jié)構(gòu)加固的計(jì)算原那么1〕計(jì)算簡(jiǎn)圖應(yīng)與實(shí)際情況相符，并應(yīng)適當(dāng)考慮結(jié)構(gòu)實(shí)際工作中的有利因素，如結(jié)構(gòu)的空間作用、新結(jié)構(gòu)與原結(jié)構(gòu)的共同工作等。2〕結(jié)構(gòu)的驗(yàn)算截面，應(yīng)考慮損傷、缺陷、裂縫和銹蝕等不利影響。計(jì)算中尚應(yīng)考慮加固局部與原構(gòu)件協(xié)同工作的程度、加固局部可能的應(yīng)變滯后的情況等，對(duì)其總的承載能力予以適當(dāng)折減。3〕承載能力驗(yàn)算時(shí)，應(yīng)考慮結(jié)構(gòu)實(shí)際工作中的荷載偏心、結(jié)構(gòu)變形和局部損傷、施工偏差以及溫度作用等不利因素使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的附加內(nèi)力。4〕加固后使結(jié)構(gòu)重量增加或改變?cè)Y(jié)構(gòu)傳力路徑時(shí)，應(yīng)對(duì)建筑物的根底進(jìn)行驗(yàn)算。5〕對(duì)焊接結(jié)構(gòu)，加固時(shí)原有構(gòu)件或連接的實(shí)際應(yīng)力值應(yīng)小于0.55fy，且不得考慮加固構(gòu)件的塑性變形開展；非焊接鋼結(jié)構(gòu)加固時(shí)，其實(shí)際應(yīng)力值應(yīng)小于0.7fy。當(dāng)不滿足時(shí)，不得在負(fù)荷狀態(tài)下進(jìn)行加固。1143.鋼結(jié)構(gòu)加固的設(shè)計(jì)與施工〔1〕結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)應(yīng)具備的根本資料1〕原結(jié)構(gòu)的竣工圖〔包括更改圖〕和驗(yàn)收記錄。2〕原結(jié)構(gòu)的計(jì)算書；3〕結(jié)構(gòu)或構(gòu)件破損情況檢查報(bào)告；4〕原結(jié)構(gòu)的建造歷史和使用情況；5〕原鋼材材質(zhì)報(bào)告或現(xiàn)場(chǎng)材質(zhì)檢驗(yàn)報(bào)告。假設(shè)缺乏原始資料，應(yīng)在原結(jié)構(gòu)上取樣檢驗(yàn)；6〕原結(jié)構(gòu)構(gòu)件制作、安裝驗(yàn)收記錄；7〕現(xiàn)有實(shí)際荷載和加固后新增加荷載的數(shù)據(jù)等。1153.鋼結(jié)構(gòu)加固的設(shè)計(jì)與施工〔2〕加固方案的選擇加固的方法有：改變結(jié)構(gòu)的計(jì)算圖形、加大構(gòu)件截面、連接的加固、阻止裂紋擴(kuò)展等。鋼結(jié)構(gòu)加固一般采用焊接連接和高強(qiáng)螺栓連接，有時(shí)亦可采用焊縫和高強(qiáng)螺栓混合連接。1〕焊接結(jié)構(gòu)的加固以采用焊接連接為主，應(yīng)防止仰焊。當(dāng)施焊困難且零件的接觸面較緊貼時(shí)，可采用摩擦型高強(qiáng)螺栓連接。2〕對(duì)輕鋼結(jié)構(gòu)桿件，因截面過小，在負(fù)荷狀態(tài)下不得采用電焊加固。3〕在受拉構(gòu)件中，加固焊縫的方向應(yīng)與構(gòu)件中拉應(yīng)力的方向一致。1161173.鋼結(jié)構(gòu)加固的設(shè)計(jì)與施工〔4〕鋼結(jié)構(gòu)加固的施工1〕卸荷加固。結(jié)構(gòu)損壞較嚴(yán)重或構(gòu)件及接頭的應(yīng)力很高，需卸荷降低應(yīng)力。2〕從原結(jié)構(gòu)上拆下加固或更新部件。3〕負(fù)荷加固。注意：加固時(shí)，必須保證結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定;去除原結(jié)構(gòu)外表的灰塵，刮除油漆、銹跡，以利施工;先修復(fù)結(jié)構(gòu)上的缺陷、損傷〔如位移、變形、撓曲等〕，然后才進(jìn)行加固。在負(fù)荷狀態(tài)下用焊接連接加固時(shí)，應(yīng)注意以下問題：118①應(yīng)慎重選擇焊接參數(shù)〔如電流、電壓、焊條直徑、焊接速度等〕，盡可能減小焊接時(shí)輸入的熱能量，防止由于焊接輸入的熱量過大，而使結(jié)構(gòu)構(gòu)件喪失過多的承載能力。②確定合理的焊接順序，以便焊接應(yīng)力盡可能減小。③先加固最薄弱的部位和應(yīng)力較高的桿件。④凡能立即起到補(bǔ)強(qiáng)作用，并對(duì)原構(gòu)件強(qiáng)度影響鉸小的部位先施焊，如加固桁架的腹桿時(shí)，應(yīng)先焊好桿件兩端節(jié)點(diǎn)的焊縫，然后再焊中段焊縫；如加大角焊縫的厚度時(shí)，必須從焊縫受力較低的部位開始施焊；⑤采用焊接加固的環(huán)境溫度應(yīng)在0℃以上，最好在大于或等于+10℃的環(huán)境下施焊。119二、鋼結(jié)構(gòu)的加固方法1.結(jié)構(gòu)的卸荷方法〔1〕梁式結(jié)構(gòu)增設(shè)臨時(shí)支柱或組成撐桿式結(jié)構(gòu)張緊其拉桿對(duì)屋架進(jìn)行改變應(yīng)力卸荷。由于屋架從兩個(gè)支點(diǎn)變?yōu)槎嘀c(diǎn)，所以需進(jìn)行驗(yàn)算，特別應(yīng)注意應(yīng)力符號(hào)改變的桿件。臨時(shí)支承節(jié)點(diǎn)處的局部受力情況也應(yīng)進(jìn)行核算；采取臨時(shí)措施防止支承點(diǎn)在平面外失穩(wěn)。120屋架卸荷示意

121〔2〕柱子一般采用設(shè)置臨時(shí)支柱卸去屋架和吊車梁的荷載。122〔2〕柱子當(dāng)下段柱需要加固甚至截?cái)嗖饟Q時(shí)，一般采用“托梁換柱〞的方法，此時(shí)應(yīng)對(duì)兩側(cè)相鄰柱進(jìn)行承載力驗(yàn)算。123〔3〕托架可利用吊車梁作為支點(diǎn)使托架卸荷。應(yīng)驗(yàn)算吊車梁得強(qiáng)度。1242.改變結(jié)構(gòu)計(jì)算圖形加固法采用改變荷載分布狀況、傳力路徑、節(jié)點(diǎn)性質(zhì)和邊界條件，增設(shè)附加桿件和支撐、施加預(yù)應(yīng)力、考慮空間協(xié)同工作等措施對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固的方法。應(yīng)對(duì)被直接加固結(jié)構(gòu)進(jìn)行承載能力和正常使用極限狀態(tài)的計(jì)算外，尚應(yīng)對(duì)相關(guān)結(jié)構(gòu)進(jìn)行必要的驗(yàn)算，并采取切實(shí)可行的合理的構(gòu)造措施，保證其平安。改變結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖加固的途徑：①增加結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的剛度；②改變受彎構(gòu)件截面內(nèi)力；③改變桁架桿件內(nèi)力；④與其他結(jié)構(gòu)共同工作形成混合結(jié)構(gòu)，以改善受力情況。125〔1〕增加結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的剛度法1〕增加屋蓋支撐以加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的空間剛度。增設(shè)屋蓋支撐

126〔1〕增加結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的剛度法2〕加設(shè)支撐增加結(jié)構(gòu)剛度，或調(diào)整結(jié)構(gòu)的自振頻率等以提高結(jié)構(gòu)承載力和改善結(jié)構(gòu)的動(dòng)力特性。增設(shè)支撐構(gòu)件

127〔1〕增加結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的剛度法3〕增設(shè)支撐或輔助桿件使構(gòu)件的長(zhǎng)細(xì)比減少以提高其穩(wěn)定性。增設(shè)桿件128〔1〕增加結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的剛度法4〕在排架結(jié)構(gòu)中重點(diǎn)加強(qiáng)某一列柱的剛度，使之承受大局部水平力，以減輕其它柱列負(fù)荷。加強(qiáng)一列柱剛度

129〔1〕增加結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的剛度法5〕塔架等結(jié)構(gòu)中設(shè)置拉桿或適度張緊的拉索以加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的剛度。設(shè)置拉桿加強(qiáng)結(jié)構(gòu)剛度

130〔2〕改變受彎構(gòu)件截面內(nèi)力法1〕改變荷載的分布情況，例如將一個(gè)集中荷載轉(zhuǎn)化為多個(gè)集中荷載。2)改變端部的支承情況，例如變鉸接為剛接.鉸接為剛接131〔2〕改變受彎構(gòu)件截面內(nèi)力法3〕增加中間支座，或?qū)珊?jiǎn)支結(jié)構(gòu)的端部連接起來使之成為連續(xù)結(jié)構(gòu)。支座處由鉸接改為剛接

132〔2〕改變受彎構(gòu)件截面內(nèi)力法4〕調(diào)整連續(xù)結(jié)構(gòu)的支座位置。5〕將構(gòu)件變?yōu)閾螚U式結(jié)構(gòu)。構(gòu)件變?yōu)閾螚U式結(jié)構(gòu)133〔2〕改變受彎構(gòu)件截面內(nèi)力法6〕施加預(yù)應(yīng)力。施加預(yù)應(yīng)力

134〔3〕改變桁架桿件內(nèi)力法1〕增設(shè)撐桿變桁架為撐桿式構(gòu)架。桁架變?yōu)閾螚U式結(jié)構(gòu)135〔3〕改變桁架桿件內(nèi)力法2〕加設(shè)預(yù)應(yīng)力拉桿。桁架中加設(shè)預(yù)應(yīng)力拉桿

136〔3〕改變桁架桿件內(nèi)力法3〕將靜定桁架變?yōu)槌o定桁架。靜定桁架變?yōu)槌o定桁架

137〔3〕改變桁架桿件內(nèi)力法4〕與其他結(jié)構(gòu)共同工作形成混合結(jié)構(gòu)，以改善受力情況。使天窗架與屋架連成整體共同受力1383.加大構(gòu)件截面加固法加固可能是在負(fù)荷、局部卸荷或全部卸荷狀況下進(jìn)行，加固前后結(jié)構(gòu)幾何特性和受力狀況會(huì)有很大不同，因而需要根據(jù)結(jié)構(gòu)加固期間及前后，分階段考慮結(jié)構(gòu)的截面幾何特性、損傷狀況、支承條件和作用其上的荷載及其不利組合，確定計(jì)算簡(jiǎn)圖，進(jìn)行受力分析，找出結(jié)構(gòu)的可能最不利受力，以確保平安可靠。對(duì)于超靜定結(jié)構(gòu)尚應(yīng)考慮因截面加大，構(gòu)件剛度改變使體系內(nèi)力重分布的可能。139本卷須知：1〕加固時(shí)的凈空限制，使補(bǔ)強(qiáng)零件不與其他構(gòu)件相碰。2〕補(bǔ)強(qiáng)方法應(yīng)能適應(yīng)原有構(gòu)件的幾何形狀或己發(fā)生的變形情況，以利施工。3〕盡量減少補(bǔ)強(qiáng)施工工作量。盡可能采用焊接方法補(bǔ)強(qiáng)。應(yīng)盡量減少焊接工作量和注意合理的焊接順序。4〕盡可能使被補(bǔ)強(qiáng)構(gòu)件的重心軸位置不變，以減少偏心所產(chǎn)生的彎短。5〕考慮補(bǔ)強(qiáng)后的構(gòu)件便于油漆和維護(hù)，防止形成易于積聚灰塵的坑槽而引起銹蝕。6〕焊接補(bǔ)強(qiáng)時(shí)應(yīng)采取措施盡量減小焊接變形。7〕受壓構(gòu)件或受彎構(gòu)件的受壓翼緣破損和變形嚴(yán)重時(shí)，為防止矯正變形或撤除受損局部，可在桿件周圍包以鋼筋混凝土，形成勁性鋼筋混凝土的組合結(jié)構(gòu)。應(yīng)在外包鋼筋混凝土部位焊接能傳遞剪力的零件。140141〔2〕鋼柱加固法1〕補(bǔ)強(qiáng)柱的截面。用鋼板或型鋼，采用焊接或高強(qiáng)螺栓與原柱連接成一個(gè)整體。2〕增設(shè)支撐。以減小柱自