鋼結(jié)構(gòu)工程事故分析和處理作業(yè)

1、關(guān)于鋼結(jié)構(gòu)工程事故分析與處理作業(yè)第一張，PPT共一百六十一頁，創(chuàng)作于2022年6月2第1章 緒論一、鋼結(jié)構(gòu)事故分析的重要性 鋼結(jié)構(gòu)雖然有很多優(yōu)點，但是其自身不可回避的缺點也給工程實際帶來了許多事故，為此文章對鋼結(jié)構(gòu)的事故種類進(jìn)行了總結(jié)分析，將鋼結(jié)構(gòu)事故分為了材料事故、變形事故、失穩(wěn)事故、疲勞破壞事故、腐蝕事故、火災(zāi)事故等。并且對事故原因防治措施提出了合理建議第二張，PPT共一百六十一頁，創(chuàng)作于2022年6月3 事故，對不同的行業(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，

2、人身受到傷害，財產(chǎn)沒有損失；第二種，人身沒有傷害，而財產(chǎn)受到損失；第三種，人身受到傷害，財產(chǎn)也受到損失。第三張，PPT共一百六十一頁，創(chuàng)作于2022年6月4二、事故的定義 事故，對不同的行業(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，財產(chǎn)沒有損失；第二種，人身沒有傷害，而財產(chǎn)受到損失；第三種，人身受到傷害，財產(chǎn)也受到損失。第四張，PPT共一百六十一頁，創(chuàng)作于2022年6月5三、事故的分類建筑安全生產(chǎn)事故分類 1.按事故的原因及性質(zhì)分類 建筑安全事故可以分為四

3、類，即生產(chǎn)事故、質(zhì)量問題、技術(shù)事故和環(huán)境事故。 (1)生產(chǎn)事故 目前我國對建筑安全生產(chǎn)的管理主要是針對生產(chǎn)事故。 (2)質(zhì)量問題 質(zhì)量問題主要是指由于設(shè)計不符合規(guī)范或施工達(dá)不到要求等原因而導(dǎo)致建筑結(jié)構(gòu)實體或使用功能存在瑕疵，進(jìn)而引起安全事故的發(fā)生。質(zhì)量問題也是建筑安全事故的主要類型之一。 (3)技術(shù)事故 技術(shù)事故主要是指由于工程技術(shù)原因而導(dǎo)致的安全事故，技術(shù)事故的結(jié)果通常是毀滅性的。技術(shù)事故的發(fā)生，可能發(fā)生在施工生產(chǎn)階段，也可能發(fā)生在使用階段。 (4)環(huán)境事故 使用環(huán)境原因主要是對建筑實體的使用不當(dāng)，比如荷載超標(biāo)、靜荷載設(shè)計而動荷載使用以及使用高污染建筑材料或放射性材料等。 2.按事故類別分類

4、 按事故類別分，可以分為14類，即物體打擊、車輛傷害等。 3.按事故嚴(yán)重程度分類 可以分為輕傷事故、重傷事故和死亡事故三類第五張，PPT共一百六十一頁，創(chuàng)作于2022年6月6四、事故的一般原因分析鋼結(jié)構(gòu)的抗拉、抗壓強度相對較高，構(gòu)件斷面小，自重較輕，結(jié)構(gòu)性能好，建設(shè)速度快，環(huán)境污染小，所以鋼結(jié)構(gòu)工程適用多種結(jié)構(gòu)形式和場所，結(jié)構(gòu)形式如：柱、梁、桁架、剛架、拱、網(wǎng)架、懸索等。適用場所如：工業(yè)廠房、高層建筑、體育場館、鋼構(gòu)住宅、橋梁及各種公共建筑。特別是北京奧運場館、上海世博場館的建設(shè)，鋼結(jié)構(gòu)工程大量廣泛應(yīng)用，充分體現(xiàn)了鋼結(jié)構(gòu)的特點和優(yōu)點。雖然鋼結(jié)構(gòu)工程大量廣泛推廣應(yīng)用，但是鋼結(jié)構(gòu)工程設(shè)計、加工和安

5、裝中的許多復(fù)雜問題及技術(shù)難題還沒有被深刻了解認(rèn)識到。鋼結(jié)構(gòu)工程，特別是鋼結(jié)構(gòu)安裝工程，屬高危險行業(yè)，因此，輕型鋼結(jié)構(gòu)對設(shè)計人員、加工人員和安裝人員素質(zhì)要求較高。稍有粗心大意、考慮不周和經(jīng)驗不足將會出現(xiàn)質(zhì)量安全事故，甚至整體倒塌，造成嚴(yán)重責(zé)任事故。鋼結(jié)構(gòu)工程質(zhì)量事故按其時間階段劃分可分為設(shè)計原因事故、加工原因事故、施工原因事故和使用原因事故。按造成事故的因素可分為單一因素、多種因素和復(fù)雜因素第六張，PPT共一百六十一頁，創(chuàng)作于2022年6月7五、事故的一般處理程序1、接到事故報告后，立即組成事故現(xiàn)場處理小組（2人以上），及時趕到事故現(xiàn)場，并要求事故單位通知市建規(guī)委、市安監(jiān)局、市總工會等部門。 2

6、、事故現(xiàn)場處理： (1) 開展事故現(xiàn)場勘察工作： 現(xiàn)場物證、證人材料或其他事實材料等的搜集； 對現(xiàn)場進(jìn)行拍照、攝影取證； 進(jìn)行事故臨時問話筆錄第七張，PPT共一百六十一頁，創(chuàng)作于2022年6月8 (2) 事故現(xiàn)場處理事項： 向事故單位發(fā)出停工整改通知單，責(zé)令施工現(xiàn)場停工整改或局部停工整改； 責(zé)成事故單位必須在24小時內(nèi)向市建規(guī)委、市安監(jiān)局、市總工會、市建管處等單位提交事故快報表； 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)場勘察工作； 同時成立事故善后處理小組，作好家屬接待、安撫和穩(wěn)定工作；及時完成理賠工作，并辦理相應(yīng)的簽字手續(xù)；第八張，PPT共一百六十一頁，創(chuàng)作于2022年6月

7、9六、鋼結(jié)構(gòu)事故的防范措施作為一種新型的結(jié)構(gòu)體系，鋼結(jié)構(gòu)以其強度高、自重輕、塑性和韌性好、抗震性能優(yōu)越、工廠化生產(chǎn)程度高、裝配方便、造型美觀、綜合經(jīng)濟(jì)效益顯著等一系列優(yōu)點，受到國內(nèi)外建筑師和結(jié)構(gòu)工程師的青睞，在高層、大跨建筑領(lǐng)域顯示出其無與倫比的優(yōu)勢。我國國內(nèi)建筑領(lǐng)域的鋼結(jié)構(gòu)也同其它發(fā)達(dá)國家一樣，呈現(xiàn)出蓬勃發(fā)展的勢頭，取得了很大成就。但是，鋼結(jié)構(gòu)工程領(lǐng)域的各類事故也時有所聞，給人民群眾的財產(chǎn)與生命安全造成巨大損失。從設(shè)計、施工、使用等環(huán)節(jié)入手，全面客觀地認(rèn)識、分析、解決鋼結(jié)構(gòu)工程在各環(huán)節(jié)存在的問題，可以大大減少鋼結(jié)構(gòu)工程事故的發(fā)生。就事故的性質(zhì)而言，鋼結(jié)構(gòu)工程事故可以分為材料事故、變形事故、失

8、穩(wěn)事故、脆性斷裂事故、疲勞破壞事故、銹蝕事故和火災(zāi)事故等第九張，PPT共一百六十一頁，創(chuàng)作于2022年6月10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、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)定性等不足的問題。 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不足。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)久不加處理的發(fā)展。 第十張，PPT共一百六十一頁，創(chuàng)作于2022年6月缺陷的分類：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

9、；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，有時還會使人產(chǎn)生不舒適感和不安全感。例如，鋼粱較大的撓度等 危及承載力缺陷:由于材料強度不足、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)件甚至整個結(jié)構(gòu)的承載力和穩(wěn)定性。 第十一張，PPT共一百六十一頁，創(chuàng)作于2022年6月12二、 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，因工藝參數(shù)控制不嚴(yán)等產(chǎn)生表面缺陷和內(nèi)部缺陷。如偏析、夾雜、裂紋、分層、過燒、氣泡、內(nèi)部破裂及機械性

10、能不合格等。 第十二張，PPT共一百六十一頁，創(chuàng)作于2022年6月2.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)件熱加工引起的殘余應(yīng)力；9）表面清洗防銹不合格；10）鋼構(gòu)件外型尺寸超公差。 第十三張，PPT共一百六十一頁，創(chuàng)作于2022年6月3.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

11、栓連接在長期動載作用下的螺栓松動；3）高強螺栓連接預(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)計要求。 第十四張，PPT共一百六十一頁，創(chuàng)作于2022年6月4.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)生較大的焊接殘余變形。4）因焊接產(chǎn)生嚴(yán)重的殘余應(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。 第十五張，PPT共一百

12、六十一頁，創(chuàng)作于2022年6月5.鋼結(jié)構(gòu)運輸、安裝和使用維護(hù)中的缺陷 1）運輸過程中引起結(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)場焊接及螺栓連接質(zhì)量達(dá)不到設(shè)計要求：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。第十六張，PPT共一百六十一頁，創(chuàng)作于2022年6月17三、鋼結(jié)構(gòu)缺陷的檢測方法 1鋼材化學(xué)成分缺陷的檢測 化學(xué)成分的化驗問題。采用的檢測方法和手段有很多，例如，質(zhì)譜儀、色譜儀、

13、光譜儀、核磁共振等。試驗方法，通常從構(gòu)件中鉆取試樣檢測。2鋼材冶金及軋制缺陷的檢測 通常用宏觀檢查、機械法以及超聲波探傷相結(jié)合進(jìn)行檢測。例如氣泡的檢測，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。第十七張，PPT共一百六十一頁，創(chuàng)作于2022年6月3. 構(gòu)件加工制作缺陷的檢測檢測的項目： 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。檢測方法：敲擊、放大鏡觀察、滴油法等。第十八張，PPT共一百六十一頁，創(chuàng)作于2022年6

14、月4. 鋼結(jié)構(gòu)連接缺陷的檢測（1）螺栓連接缺陷檢測 1）摩擦面的檢測； 2）擰緊力的檢查；（2）焊縫連接缺陷的檢測 1）外觀檢查、鉆孔檢查； 2）射線探傷、超聲波探傷、磁粉探傷。 各種檢測方法存在各自的優(yōu)缺點和適用范圍，在實際應(yīng)用中，應(yīng)結(jié)合鋼結(jié)構(gòu)對焊縫的質(zhì)量要求綜合選用。 第十九張，PPT共一百六十一頁，創(chuàng)作于2022年6月5. 鋼結(jié)構(gòu)運輸、安裝和使用維護(hù)中的檢測 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，檢測方法主要依靠人工和測量儀器等。第二十張，PPT共一百六十一頁，創(chuàng)作于2022年6月項目項目檢查高強螺栓檢查摩擦面確認(rèn)檢查出廠前組裝的高強螺栓施工記錄復(fù)核檢查涂層檢查構(gòu)件被涂表

15、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)量檢查高強螺栓初擰、終擰質(zhì)量檢查高強螺栓接頭外觀檢查終擰扭矩檢查扭剪型高強螺栓終擰檢查補刷漆膜完整性檢查干漆膜允許偏差檢查第二十一張，PPT共一百六十一頁，創(chuàng)作于2022年6月22四、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)計人員應(yīng)重視鋼結(jié)構(gòu)的節(jié)點構(gòu)造設(shè)計。合理的節(jié)點構(gòu)造將會大大降低應(yīng)力集中、殘余應(yīng)力、殘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環(huán)節(jié)工藝的合理性和設(shè)備的先進(jìn)性，盡量

16、減少手工作業(yè)，力求全自動化，并加強質(zhì)量的監(jiān)控和檢驗工作。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)場質(zhì)量檢驗工作，尤其不可忽視臨時支撐和安全措施。4）使用單位應(yīng)重視定期維護(hù)工作，保證必要的耐久性。第二十二張，PPT共一百六十一頁，創(chuàng)作于2022年6月23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)計時選材不合理； 6）制作時工藝參數(shù)不合理，鋼材與焊接材料不匹配； 7）安裝時

17、管理混亂，導(dǎo)致材料混用或隨意替代。第二十三張，PPT共一百六十一頁，創(chuàng)作于2022年6月2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。 （1）認(rèn)真復(fù)檢鋼材及連接材料的各項指標(biāo)，確認(rèn)事故原因； （2）影響構(gòu)件安全的裂縫，采用加固或更換構(gòu)件的處理方法； （3）次要構(gòu)件的裂紋，可采用焊補法處理； （4）構(gòu)件鋼板夾層缺陷的處理： 桁架節(jié)點板夾層處理：承受靜載或間接動載的桁架節(jié)點板，當(dāng)夾層深度小于節(jié)點板厚度的1/3時，將夾層表面鏟成V形坡口，作焊合處理；當(dāng)夾層深度等于或大于節(jié)點板1/3高度時，應(yīng)將節(jié)點板作拆換處理。第二十四張，PPT共一百六十一頁，創(chuàng)作于2022年6月2材料事故

18、的處理方法實腹梁、柱翼緣板夾層處理：當(dāng)承受靜載的實腹梁和實腹柱翼緣有夾層存在時，可按下述方法處理： 在一半長度內(nèi)，夾層總長度（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，可不作處理繼續(xù)使用。 當(dāng)夾層總長度超過200mm，而夾層深度不超過翼緣斷面厚度1/5，可將夾層表面鏟成V形坡口予以焊合。 當(dāng)夾層深度未超過翼緣斷面高度1/2時，可在夾層處鉆孔，用高強螺拴擰合，此時應(yīng)驗算鉆孔所削弱的截面；當(dāng)夾層深度超過翼緣斷面高度l2時，應(yīng)將夾層的一邊翼緣板全部切除，另換新板。第二十五張，PPT共一百六十一頁，創(chuàng)作于2022年6月2材料事故的處理方法 （5）焊縫裂紋處理

19、 對于焊縫裂紋，原則上要刨掉重焊（用碳孤氣刨或風(fēng)鏟），對承受靜載的實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)大于裂紋長度。第二十六張，PPT共一百六十一頁，創(chuàng)作于2022年6月3事故實例分析 （1）工程及事故概況 車間為5跨單層廠房，全長759m,寬159m，屋蓋共有鋼屋架118榀，40榀屋架下弦角鋼為2L16014，其肢端普遍存在不同程度的裂縫。裂縫深25mm，個別達(dá)20mm，裂縫寬0.10.7mm，長0.510m不等。（2）原因分析 經(jīng)取樣檢驗，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)場缺乏嚴(yán)格的質(zhì)量檢驗制度，

20、管理混亂，而將這批鋼材用到工程上。第二十七張，PPT共一百六十一頁，創(chuàng)作于2022年6月 （3）處理措施 加固原則。加固鋼材截面一律按已知裂縫最大深度20mm加倍考慮，并與屋架下弦中心基本重合，不產(chǎn)生偏心受拉，其斷面按雙肢和對稱考慮，鋼材焊接時，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)沿長度方向各加焊一根規(guī)格為L90566的不等邊角鋼。 第二十八張，PPT共一百六十一頁，創(chuàng)作于2022年6月29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)

21、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。 總體變形與局部變形在結(jié)構(gòu)中可能單獨出現(xiàn)，更多的是組合出現(xiàn)。變形都會影響到結(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)的安全。第二十九張，PPT共一百六十一頁，創(chuàng)作于2022年6月總體變形畸變 扭曲 彎曲 第三十張，PPT共一百六十一頁，創(chuàng)作于2022年6月局部變形褶皺波浪變形 角變位 凹凸變形 第三十一張，PPT共一百六十一頁，創(chuàng)作于2022年6月變形原因： （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

22、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。（2）加工制作中的變形 冷加工產(chǎn)生的變形；制作、組裝帶來的變形；焊接變形（3）運輸及安裝過程中產(chǎn)生的變形 運輸不小心、安裝工序不合理、吊點位置不當(dāng)、臨時支撐不足、堆放場地不平等均會使結(jié)構(gòu)構(gòu)件產(chǎn)生變形。 （4）使用過程中產(chǎn)生的變形第三十二張，PPT共一百六十一頁，創(chuàng)作于2022年6月33 2. 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。采用大錘和平臺為工具，用錘擊使金屬延伸，達(dá)到矯正變形的目的；適合于尺寸較小的零

23、件的局部變形矯正，也可作為機械矯正和熱矯正的輔助矯正方法。 2）機械矯正。采用簡單弓架、千斤頂和各種機械來矯正變形。 第三十三張，PPT共一百六十一頁，創(chuàng)作于2022年6月手工矯正第三十四張，PPT共一百六十一頁，創(chuàng)作于2022年6月機械矯正第三十五張，PPT共一百六十一頁，創(chuàng)作于2022年6月機械矯正第三十六張，PPT共一百六十一頁，創(chuàng)作于2022年6月37 2. 鋼結(jié)構(gòu)變形事故的處理方法（2）熱加工法矯正變形 采用乙炔氣和氧氣混合燃燒火焰為熱源，對變形結(jié)構(gòu)構(gòu)件加熱，使其產(chǎn)生新的變形，來抵消原有的變形。正確使用火焰和溫度是其關(guān)鍵。加熱方式有點狀加熱、線狀加熱（直線、曲線、環(huán)線、平行線和網(wǎng)線）

24、和三角形加熱。 第三十七張，PPT共一百六十一頁，創(chuàng)作于2022年6月加熱方式第三十八張，PPT共一百六十一頁，創(chuàng)作于2022年6月加熱矯正步驟方法：了解變形情況，分析變形原因，測量變形大小，做到心中有數(shù)；確定矯正順序，原則上是先整體變形矯正，后局部變形矯正。角變形先矯正，凹凸變形后矯正；確定加熱部位和方法，由多人同時加熱效果較佳，有些變形單靠熱矯正有困難，可以借助輔助工具外力來對適當(dāng)部位進(jìn)行拉、壓、撐、頂、打等，加熱位置應(yīng)盡量避開關(guān)鍵部位，避免同一位置反復(fù)多次加熱；選定合適的火焰和加熱溫度。矯正后要對構(gòu)件進(jìn)行修整和檢查。 第三十九張，PPT共一百六十一頁，創(chuàng)作于2022年6月加熱矯正方法第四

25、十張，PPT共一百六十一頁，創(chuàng)作于2022年6月 3. 事故實例分析 實例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。 第四十一張，PPT共一百六十一頁，創(chuàng)作于2022年6月 實例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)點板（水平）之后腹板產(chǎn)生凹凸變形，凹凸范圍為300600，深度36mm 。 第四十二張，PPT共一百六十一頁，創(chuàng)作于2022年6月43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）破壞時的應(yīng)力常小于鋼材的屈服強度； 2）破壞前沒有顯著變形，吸收能量很小，破壞突然發(fā)生，無

26、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，會降低其塑性和韌性；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。 第四十三張，PPT共一百六十一頁，創(chuàng)作于2022年6月44 1.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，同時脆性斷裂的危險性也愈大。應(yīng)力集中主要與構(gòu)造細(xì)節(jié)有關(guān)： 在構(gòu)件的設(shè)計和制作中，孔洞、刻槽、凹角、缺口、裂紋以及截面突變等缺陷在所難免。 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)受到較大的動載作用或者處于較低的環(huán)境溫度下工作時，鋼結(jié)構(gòu)脆性破

27、壞的可能性增大。 第四十四張，PPT共一百六十一頁，創(chuàng)作于2022年6月45 1.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?！皩訝钏毫选眴栴}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。在動載作用下，嚴(yán)重的應(yīng)力集中加上材質(zhì)缺陷、殘余應(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。 第四十五張，PPT共一百六十一頁，創(chuàng)作于2022年6月46 2. 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 選擇

28、合理的結(jié)構(gòu)型式；避免或減少應(yīng)力集中；提高接頭或節(jié)點的承載力設(shè)計值；滿足強度和穩(wěn)定的前提下盡量采用薄鋼板；避免焊縫集中布置或重疊交叉。 第四十六張，PPT共一百六十一頁，創(chuàng)作于2022年6月472. 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殘余應(yīng)力、裝配應(yīng)力。 4）合理使用及時維修 按照設(shè)計規(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。 事故實例第四十七張，PPT共一百六十一頁，創(chuàng)作于2022年6月48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

29、下在拉力遠(yuǎn)低于抗拉極限強度甚至屈服點的情況下發(fā)生的一種破壞。 疲勞破壞的特點：1）結(jié)構(gòu)在反復(fù)交變動載作用下的破壞，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、擴展和斷裂的漫長過程，而脆性破壞往往是無任何先兆的情況下突然發(fā)生。 第四十八張，PPT共一百六十一頁，創(chuàng)作于2022年6月3）疲勞破壞斷口一般分為疲勞區(qū)和瞬斷區(qū)。疲勞區(qū)記載了裂縫擴展和閉合的過程，顏色發(fā)暗，表面有較清楚的疲勞紋理，呈沙灘狀或波紋狀。瞬斷區(qū)反映了當(dāng)構(gòu)件截面因裂縫擴展削弱到一臨界尺寸時脆性斷裂的特點，瞬斷區(qū)晶粒粗亮。第四十九張，PPT共一百六十一頁，創(chuàng)作于2022年6月 2.影響疲勞破壞的因素

30、（1）應(yīng)力幅 （2）構(gòu)造細(xì)節(jié) 鋼材的內(nèi)部缺陷，如偏折、夾渣；制作過程中剪切、沖孔、切割；焊接結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生的殘余應(yīng)力； 焊接缺陷，如：氣孔、夾渣、咬肉、未焊透等；非焊接結(jié)構(gòu)的孔洞、刻槽等；構(gòu)件的截面突變；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。 （3）循環(huán)次數(shù) n=5106次視為各類構(gòu)件和連接疲勞極限對應(yīng)的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)。 第五十張，PPT共一百六十一頁，創(chuàng)作于2022年6月 3.提高和改善疲勞性能的措施1）精心選材。用于動載作用的鋼結(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。力求減少截面突變，避免焊縫集中，使鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)造合理化；3）精心制作。使缺陷、殘余應(yīng)力等減小到最

31、低程度；4）精心施工。避免附加應(yīng)力集中的影響；5）正確使用。避免對結(jié)構(gòu)的局部損害，如劃痕、開孔、撞擊等；6）修補焊縫。 第五十一張，PPT共一百六十一頁，創(chuàng)作于2022年6月修補焊縫的方法： 對接焊縫，磨去焊縫表面余高部分。如果焊縫內(nèi)部無顯著缺陷，疲勞強度可以提高到和母材相同。 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。打磨后的表面不應(yīng)有明顯刻痕。 對于角焊縫的趾部，用氣體保護(hù)鎢弧重新熔化，可以起到消除切口的作用。 在焊縫及附近金屬表層采用噴射金屬丸粒或錘擊等方法引入殘余壓應(yīng)力。殘余壓應(yīng)力和錘擊造成的冷工硬化均會使疲勞強度提高，同時尖銳切口也被緩減。 第五十二

32、張，PPT共一百六十一頁，創(chuàng)作于2022年6月4. 事故實例 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，太原產(chǎn)2050t鉗式吊車1臺。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行時間是：每次小修（每周一次）停48h，每次中修（年度檢修）停1018d，每次大修（每次一周期）停30d。平均每年工作326d，每天實際工作17h，每小時運行15次，荷載循環(huán)次數(shù)為2.245106次。吊車無超負(fù)荷使

33、用史，吊車梁發(fā)生破壞時的起重量為13.5t。第五十三張，PPT共一百六十一頁，創(chuàng)作于2022年6月 調(diào)查數(shù)據(jù)表明：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)達(dá)到了疲勞周期不一定就產(chǎn)生損傷，況且因該梁正處在運行的極端位置，吊車運行只能到達(dá)梁的中部，可梁的破壞部位不是在吊車運行最頻繁的43號柱那一端，而是在受力狀態(tài)較好的45號柱一端。 破壞原因有二：一是在制作安裝時，因鉚釘孔不對位而被擴大，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)件的強度和疲勞壽命。第五十四張，PPT共一百六十一頁，創(chuàng)作于2022年6月55第7章 鋼結(jié)構(gòu)的失穩(wěn)事故

34、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。 （1）整體失穩(wěn)事故原因1）設(shè)計錯誤。計算簡圖及支座約束與實際不符，設(shè)計安全儲備過小等 。2）制作缺陷。初彎曲、初偏心、熱軋冷加工以及焊接產(chǎn)生的殘余變形等。3）臨時支撐不足。安裝過程中，臨時支撐設(shè)置不合理或者數(shù)量不足，造成構(gòu)件失穩(wěn)，致使結(jié)構(gòu)倒塌或傾覆。 第五十五張，PPT共一百六十一頁，創(chuàng)作于2022年6月4）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；基礎(chǔ)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)計錯誤。忽視甚至不進(jìn)行構(gòu)件的

35、局部穩(wěn)定驗算。2）構(gòu)造不當(dāng)。局部受集中力較大的部位，原則上應(yīng)設(shè)置構(gòu)造加勁肋；為了保證構(gòu)件在運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）吊點位置不合理。 第五十六張，PPT共一百六十一頁，創(chuàng)作于2022年6月 2.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)計人員應(yīng)強化穩(wěn)定設(shè)計理念 1）結(jié)構(gòu)的整體布置必須考慮整個體系及其組成部分的穩(wěn)定性要求。 2）計算簡圖必須符合實際受力情況。 3）構(gòu)件的穩(wěn)定計算與細(xì)部構(gòu)造的穩(wěn)定計算必須配合，尤其要有強節(jié)點的概念。 4）強度問題通常采用一階分析

36、，而穩(wěn)定問題原則上應(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。第五十七張，PPT共一百六十一頁，創(chuàng)作于2022年6月（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、殘余應(yīng)力等缺陷減少到最低程度 。（3）施工應(yīng)確保安裝過程中的安全 制定科學(xué)的施工組織設(shè)計，采用合理的吊裝方案，精心布置臨時支撐，以防止鋼結(jié)構(gòu)安裝過程中失穩(wěn)，確保結(jié)構(gòu)安全。 （4）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，必須與設(shè)計單位或有關(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。 第五十八張，PPT共一百六十一頁，創(chuàng)作于2

37、022年6月 3.事故實例分析（1）事故概況 河北省某廠鑄造車間，總長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。86年1月投入使用。第五十九張，PPT共一百六十一頁，創(chuàng)作于2022年6月 3

38、.事故實例分析（1）事故概況(續(xù)) 該工程未經(jīng)正式設(shè)計單位設(shè)計，未考慮抗震設(shè)計，并由農(nóng)村非正式施工單位施工。1987年11月27日下午2時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)椤叭恕弊中?。?時52分，屋頂開始掉灰塵，緊接著整個屋蓋23榀三鉸拱式輕鋼屋架全部倒塌。頂部部分墻體倒塌。幸運的是車間人員發(fā)現(xiàn)險情后，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。 第六十張，PPT共一百六十一頁，創(chuàng)作于2022年6月平面圖剖面圖第六十一張，PPT共一百六十一頁，創(chuàng)作于2022年6月（2）事故原因1

39、）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，處于7度地震區(qū)。廠房跨度大，有振動荷載，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)計規(guī)范（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度的比值不得小于l/18?！睂嶋H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。第六十二張，PPT共一百六十一頁，

40、創(chuàng)作于2022年6月（2）事故原因(續(xù))3）屋架斜梁上、下弦桿強度不足。屋架斜梁上弦采用2505角鋼，下弦采用120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安全的。而應(yīng)采用鋼筋混凝土柱。5）未做抗震設(shè)計。該工程位于7度地震區(qū)，而設(shè)計中未考慮抗震設(shè)防。 第六十三張，PPT共一百六十一頁，創(chuàng)作于2022年6月（3）教訓(xùn)1）結(jié)構(gòu)選型應(yīng)十分謹(jǐn)慎。對有振動荷載或跨度大于18m的建筑不要選用輕鋼屋架。凡柱高在9m或9m以上的，不論房屋跨度大

41、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。對積灰較多的廠房，除設(shè)計時必須按規(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)加強對建筑設(shè)計施工的管理。嚴(yán)禁無證設(shè)計、無證施工。第六十四張，PPT共一百六十一頁，創(chuàng)作于2022年6月65第8章 鋼結(jié)構(gòu)的銹蝕事故 生銹腐蝕將會引起構(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)生表面化學(xué)反應(yīng)

42、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，產(chǎn)生原電池作用，使鋼材腐蝕。 第六十五張，PPT共一百六十一頁，創(chuàng)作于2022年6月1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，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

43、金屬的原子量越大，腐蝕性越強）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。第六十六張，PPT共一百六十一頁，創(chuàng)作于2022年6月2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。即在鋼材表面敷蓋一層涂料，使之與大氣隔絕，以防銹蝕。2）金屬敷蓋法。即在鋼材表面鍍上一層其他金屬。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。第六十七張，

44、PPT共一百六十一頁，創(chuàng)作于2022年6月（2）原有鋼結(jié)構(gòu)銹蝕處理1）銹蝕程度的分級和檢查 銹蝕程度分級。A級良好。構(gòu)件基本沒有銹蝕，涂層漆膜還有光澤；個別構(gòu)件可有少量銹點。B級局部銹蝕。構(gòu)件基本沒有銹蝕，面漆有局部脫落，底漆完好；個別構(gòu)件有少量銹點，或構(gòu)件邊緣、死角、縫隙、隱蔽部分有銹蝕。C級較嚴(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，其基本金屬完好，應(yīng)進(jìn)行維護(hù)準(zhǔn)備工作。D級嚴(yán)重。構(gòu)件銹蝕面積達(dá)40左右，面漆大片脫落，但基本金屬沒有破壞，應(yīng)立即進(jìn)行維護(hù)工作。E級特別嚴(yán)重?；窘饘僖延袖P蝕，應(yīng)立即測量構(gòu)件斷面削弱程度，計算是否需要更換或采取加固等措施。第六十八張，PPT共一

45、百六十一頁，創(chuàng)作于2022年6月1）銹蝕程度的分級和檢查 重點檢查部位 根據(jù)腐蝕理論及實際經(jīng)驗，除一般檢查外，下列構(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、吊車梁與柱節(jié)點、鋼懸索節(jié)點部位。第六十九張，PPT共一百六十一頁，創(chuàng)作于2022年6月（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，年平均相對濕度，氣溫，廠房內(nèi)熱源溫度，是否有水蒸汽、粉塵等）。2）腐蝕級別的確定。根據(jù)有關(guān)評價腐蝕的標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行外觀、銹蝕率、

46、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)行評級，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。根據(jù)以上幾項內(nèi)容和相關(guān)規(guī)范，提出具體的防銹方案，包括構(gòu)造處理、涂料的選擇、涂層厚度的確定及具體施工方案。第七十張，PPT共一百六十一頁，創(chuàng)作于2022年6月 3.事故實例分析（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，中部內(nèi)環(huán)部分高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

47、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，門窗大部分被振裂，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。第七十一張，PPT共一百六十一頁，創(chuàng)作于2022年6月平面圖剖面圖第七十二張，PPT共一百六十一頁，創(chuàng)作于2022年6月（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

48、，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)計與施工經(jīng)驗不足，尤其是對鋼索的保護(hù)防銹、夾頭處理以及鋼索通過鋼筋混凝土外環(huán)的節(jié)點和灌漿等方面的問題，還需進(jìn)一步研究改進(jìn)。2）對于實驗性建筑應(yīng)指定專門人員作長時間的觀察，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。第七十三張，PPT共一百六十一頁，創(chuàng)作于2022年6月74第9章 鋼結(jié)構(gòu)的火災(zāi)事故 1.火災(zāi)對鋼結(jié)構(gòu)的危害 耐火性差是鋼結(jié)構(gòu)的缺點。一旦發(fā)生火災(zāi)，鋼結(jié)構(gòu)很容易遭受破壞而倒塌。如美國紐約世貿(mào)中心大樓的。 2.鋼結(jié)

49、構(gòu)在火災(zāi)中的失效分析 200以下時變化不大；250左右時，鋼材的抗拉強度反而有較大提高，而塑性和沖擊韌性下降 （藍(lán)脆現(xiàn)象）。超過300時，鋼材的、和開始顯著下降，而塑性伸長率顯著增大，鋼材產(chǎn)生徐變。當(dāng)溫度超過400時，屈服強度、抗拉強度和彈性模量急劇降低。600時，屈服強度、抗拉強度和彈性模量均接近于零，承載力幾乎完全喪失。 第七十四張，PPT共一百六十一頁，創(chuàng)作于2022年6月溫度對鋼材力學(xué)性能的影響 第七十五張，PPT共一百六十一頁，創(chuàng)作于2022年6月 鋼結(jié)構(gòu)在火災(zāi)中失效受到各種因素的影響:例如鋼材的種類、規(guī)格、荷載水平、溫度高低、升溫速率、高溫蠕變等。對于承重結(jié)構(gòu)來說，火災(zāi)時鋼結(jié)構(gòu)的損

50、傷程度還取決于室內(nèi)溫度和火災(zāi)持續(xù)時間，而火災(zāi)溫度和作用時間又與此時室內(nèi)可燃性材料的種類及數(shù)量、可燃性材料燃燒的特性、室內(nèi)的通風(fēng)情況、墻體及吊頂?shù)鹊膫鳠崽匦砸约爱?dāng)時氣候情況(季節(jié)、風(fēng)的強度、風(fēng)向等)等因素有關(guān)。 火災(zāi)屬意外性的突發(fā)事件，一旦發(fā)生，現(xiàn)場較為混亂，撲救時間的長短也直接影響到鋼結(jié)構(gòu)的破壞程度。第七十六張，PPT共一百六十一頁，創(chuàng)作于2022年6月3. 鋼結(jié)構(gòu)的防火方法 （1）緊貼包裹法 采用防火涂料緊貼鋼結(jié)構(gòu)的外露表面，將鋼構(gòu)件包裹起來。（2）空心包裹法 采用防火板、石膏板、蛭石板、硅酸鈣蓋板、珍珠巖板將鋼構(gòu)件包裹起來。（3）實心包裹法 一般采用混凝土，將鋼結(jié)構(gòu)澆注在其中。 鋼結(jié)構(gòu)防火

51、方法的選擇以構(gòu)件的耐火極限要求為依據(jù)，防火涂料是最為流行的做法。 第七十七張，PPT共一百六十一頁，創(chuàng)作于2022年6月4. 鋼結(jié)構(gòu)事故實例 （1）事故經(jīng)歷 8:45，飛機撞上紐約世界貿(mào)易中心北樓，引起大火，9:03第二架飛機撞入世界貿(mào)易中心南樓，發(fā)生爆炸。10:05南樓轟然倒塌；10:28北樓坍塌。第七十八張，PPT共一百六十一頁，創(chuàng)作于2022年6月（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63.5m63.5m，核心區(qū)的平面尺寸為42m42m，標(biāo)準(zhǔn)層高為3.66m。采用框筒體系，外圈

52、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?50mm450mm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，為了增強框筒的豎向抗剪強度，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)動力特性分析表明：其基本周期為10s，極大風(fēng)速下結(jié)構(gòu)頂點的側(cè)移值為1.02m。自1973年建成的統(tǒng)計分析表明，記錄到陣風(fēng)作用下的結(jié)構(gòu)頂點側(cè)移最大值為0.46m，表明結(jié)構(gòu)頂點側(cè)移角僅為1/890，足以說明框筒體系抗側(cè)力的高效性能。第七十九張，PPT共一百六十一頁，創(chuàng)作于2022年6

53、月（3）倒塌原因分析 1）倒塌過程。 飛機撞擊形成的巨大水平?jīng)_擊力造成部分梁柱斷裂，形成薄弱層或薄弱部位； 飛機所撞擊的樓層起火燃燒，鋼材軟化，該樓層喪失承載力致使上部樓層坍落； 上部塌落的樓層產(chǎn)生巨大的豎向沖擊力，致使下面樓層結(jié)構(gòu)難以承受，于是發(fā)生整體失穩(wěn)或斷裂，層層垂直垮塌。第八十張，PPT共一百六十一頁，創(chuàng)作于2022年6月2）倒塌原因。大樓的倒塌原因，是復(fù)合型的。 外因。飛機撞擊純屬意外。大樓歷經(jīng)30年風(fēng)雨依然完好。撞擊大樓的波音757飛機起飛重量104t，波音767飛機起飛重量156t，飛行速度約每小時1000km。在如此巨大的沖擊下，大樓晃動近1m但未立即傾倒，無論內(nèi)部還是外部并無

54、嚴(yán)重塌落，充分證明大樓原結(jié)構(gòu)的設(shè)計和施工沒有問題。 內(nèi)因。鋼結(jié)構(gòu)耐火性能差是致命的缺陷。撞擊北樓的飛機裝載51t燃油，撞擊南樓的飛機裝載35t燃油。盡管世貿(mào)中心大樓的鋼結(jié)構(gòu)采用了防火涂料等防護(hù)物，但在如此罕見的熊熊大火面前也無能為力。在爆炸、斷電、消防系統(tǒng)失靈、火勢無法及時撲滅的情況下，高溫使其軟化，最終導(dǎo)致結(jié)構(gòu)塌落。第八十一張，PPT共一百六十一頁，創(chuàng)作于2022年6月3）幾點解釋。大樓的倒塌原因，是復(fù)合型的。 飛機撞擊大樓中上部，之所以下部例塌，是由于上部樓層塌落后產(chǎn)生巨大的豎向沖擊力。 大樓之所以垂直塌落而非傾倒，不是水平?jīng)_擊力過大導(dǎo)致傾覆的問題，而是豎向沖擊力導(dǎo)致結(jié)構(gòu)整體失穩(wěn)或斷裂。

55、大樓在撞擊后持續(xù)1h左右倒塌，是由于樓層在火災(zāi)的作用下鋼材軟化、防火涂料失效有一個過程。 北樓先撞，南樓先塌。撞擊北樓的飛機重量156t，燃油51t。，持續(xù)1小時43分倒塌；而撞擊南樓的飛機重量104t，燃油35t，持續(xù)1小時零2分倒塌；南樓先塌的主要原因是南樓被撞擊的部位較低，且位于外緣并帶有撕裂性質(zhì)。 大樓的設(shè)計和施工不存在致命缺陷，當(dāng)今世界上任何一幢超高層全鋼結(jié)構(gòu)建筑遭此襲擊，恐怕“無一幸免”。 第八十二張，PPT共一百六十一頁，創(chuàng)作于2022年6月83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，則形成的事故鏈則不同，主要形式如下：1.多因致果集中型

56、各自獨立的幾個原因,共同導(dǎo)致事故發(fā)生稱為“集中型”,2.因果連鎖型 博德（Frank Bird）在海因里希事故因果連鎖理論的基礎(chǔ)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：管理失誤個人因素及工作條件不安全行為不安全狀態(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)原因第八十三張，PPT共一百六十一頁，創(chuàng)作于2022年6月84二、鋼屋蓋事故1.鋼屋蓋事故類型 （1）

57、桁架桿件彎曲。 （2）桁架桿件局部彎曲。 （3）屋架垂直偏差。 （4）桁架節(jié)點板彎曲。 （5）桁架節(jié)點板開裂。 （6）屋架支座節(jié)點連接損壞。 （7）屋架撓度超標(biāo)準(zhǔn)。 （8）屋蓋支撐屈曲。 （9）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，個別情況彎曲值達(dá)100mm，并超過桿件長度的1/50。表10-1是前蘇聯(lián)對20個冶金廠66個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，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1015mm，個別達(dá)100mm。彎

58、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。第八十四張，PPT共一百六十一頁，創(chuàng)作于2022年6月852.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)是長細(xì)比大的受壓腹桿、屋架與柱連接節(jié)點、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、運輸安裝中受彎，使桿件有初彎曲，引起桿件內(nèi)力變化。 （2）屋架或托架節(jié)點構(gòu)造處理不當(dāng)，形成應(yīng)力集中；檁條錯位或節(jié)點偏心。 （3）腹桿端部與弦桿距離不合要求，使節(jié)點板工作惡化，出現(xiàn)裂縫。 （4）桁架桿

59、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)點質(zhì)量低劣，焊縫不足，安裝焊接不符合質(zhì)量要求 （6）任意改變鋼材要求，使用強度低的鋼材或減小桿件設(shè)計截面。 （7）桁架支座固定不正確，與計算簡圖不符，引起桿件附加應(yīng)力。 （8）違反屋面板安裝順序；屋面板擱置面積不夠、漏焊。 （9）忽視屋蓋支撐系統(tǒng)作用，支撐薄弱，有的支撐彎曲。 （10）屋面施工違反設(shè)計要求，任意增加面層厚度，使屋蓋重量增加。第八十五張，PPT共一百六十一頁，創(chuàng)作于2022年6月86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。 （2）沒經(jīng)預(yù)先設(shè)計而在非節(jié)點處懸掛管道

60、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）重級工作制吊車運行頻繁，產(chǎn)生對屋架的周期性作用，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)計中考慮不周或錯誤，也是屋蓋產(chǎn)生事故。設(shè)計上的原因有屋蓋結(jié)構(gòu)設(shè)計方案不合理、支撐考慮不周、計算簡圖不符實際、荷載估計錯誤、計算和圖紙出錯等。第八十六張，PPT共一百六十一頁，創(chuàng)作于2022年6月87 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、安全性和經(jīng)濟(jì)性已為世人所公認(rèn)，因而它得到了廣泛的應(yīng)用和迅猛發(fā)展。特別是網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的應(yīng)用，我國不論在規(guī)模上還是數(shù)量上