工程事故分析与处理第5章钢结构加固

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1、第五章钢结构事故处理5.1钢结构的缺陷5.1.1缺陷的概念由于人为（勘察、设计、施工、使用）或自然（地质、气候）原因，致使建筑物出现影响正常使用以及承载力、耐久性、整体稳定性等不足的问题。缺陷表现为具有影响正常使用以及承载力、耐久性、完整性的种种隐藏的和显露的不足。但缺陷往往是产生事故的直接或间接原因，而事故往往是缺陷的质变和经久不加处理的发展。2缺陷的分类：按照严重程度分为：轻微缺陷：不影响建筑结构的承载力、刚度及其完整性，也不影响建筑结构的近期使用；使用缺陷:非破坏性缺陷。它不影响建筑结构的承载力，但却影响其使用功能，或使结

2、构的使用性能下降，有时还会使人产生不舒适感和不安全感。例如，钢粱较大的挠度等危及承载力缺陷:由于材料强度不足、构件截面尺寸不够、构件残缺有伤、安装连接构造质量低劣等原因直接威胁到构件甚至整个结构的承载力和稳定性。35.1.2钢结构缺陷的类型及原因1．钢材的先天性缺陷（1）化学成分缺陷。有害杂质对钢材性能的影响极大，应加以严格控制。（2）冶炼及轧制缺陷。在冶炼和轧制时，因工艺参数控制不严等产生表面缺陷和内部缺陷。如偏析、夹杂、裂纹、分层、过烧、气泡、内部破裂及机械性能不合格等。42.钢构件的加工制作缺陷钢结构构件的加工方法：剪、冲

3、、切、折、割、钻、铆、焊、喷、压、滚、弯、刨、铣、磨、锯、涂、抛、热处理等。1）选材不合格；2）原材料矫正引起冷作硬化；3）放样、号料尺寸超公差；4）切割边未加工或达不到要求；5）孔径误差；6）冲孔未作加工，存在硬化区和微裂纹；7）构件冷加工引起钢材硬化和微裂纹；8）构件热加工引起的残余应力；9）表面清洗防锈不合格；10）钢构件外型尺寸超公差。53.钢结构的连接缺陷（1）螺栓连接缺陷：1）螺栓孔引起构件截面削弱；2）普通螺栓连接在长期动载作用下的螺栓松动；3）高强螺栓连接预应力松弛引起的滑移变形；4）螺栓及附件钢材质量不合格；5

4、）孔径及孔位偏差；6）摩擦面处理达不到设计要求。63.钢结构的连接缺陷（2）焊接连接缺陷：1）焊接材料不合格。一是焊接材料本身质量问题；二是焊接材料与母材不匹配；三是不注意焊接材料的烘焙工作。2）焊接引起焊缝热影响区母材的塑性和韧性降低，使钢材硬化、变脆和开裂。3）因焊接产生较大的焊接残余变形。4）因焊接产生严重的残余应力或应力集中。5）焊缝存在的各种缺陷。如裂纹、焊瘤、边缘未熔合、未焊透、咬肉、夹渣和气孔等。74.钢结构运输、安装和使用维护中的缺陷1）运输过程中引起结构或构件较大的变形和损伤；2）吊装过程中引起结构或构件较大的

5、变形和局部失稳；3）安装过程中没有足够的临时支撑或锚固，导致结构或构件产生较大变形，丧失稳定性，甚至倾覆；4）现场焊接及螺栓连接质量达不到设计要求：5）使用期间由于地基不均匀沉陷、温度应力以及人为因素造成的结构损坏；6）不能定期维护，致使结构腐蚀严重，影响到结构的耐久性。85.1.3钢结构缺陷的检测方法1．钢材化学成分缺陷的检测化学成分的化验问题。采用的检测方法和手段有很多，例如，质谱仪、色谱仪、光谱仪、核磁共振等。试验方法，通常从构件中钻取试样检测。2．钢材冶金及轧制缺陷的检测通常用宏观检查、机械法以及超声波探伤相结合进行检测

6、。例如气泡的检测，首先是宏观检查确定部位，然后用手锤敲打凸包处，如听有声响便是气泡。93.构件加工制作缺陷的检测检测的项目：1）构件的外观检查；2）构件制作允许偏差检查；3）构件制孔的允许偏差检查；4）构件螺栓孔距的允许偏差检查；5）构件端部铣平的允许偏差检查；6）磨光顶紧的构件组装面检查；7）构件的裂缝检查。检测方法：敲击、放大镜观察、滴油法等。104.钢结构连接缺陷的检测（1）螺栓连接缺陷检测1）摩擦面的检测；2）拧紧力的检查；（2）焊缝连接缺陷的检测1）外观检查、钻孔检查；2）射线探伤、超声波探伤、磁粉探伤。各种检测方法存

7、在各自的优缺点和适用范围，在实际应用中，应结合钢结构对焊缝的质量要求综合选用。115.钢结构运输、安装和使用维护中的检测主要表现为钢结构或构件的过大变形、失稳以及耐久性问题，检测方法主要依靠人工和测量仪器等。12项目项目检查高强螺栓检查摩擦面确认检查出厂前组装的高强螺栓施工记录复核检查涂层检查构件被涂表面的处理情况检查误涂、漏涂、无脱皮和除锈检查涂层外观检查干漆膜允许偏差检查安装检查检查构件出厂合格证明及附件构件外观检查钢结构安装允许偏差检查安装焊缝质量检查高强螺栓初拧、终拧质量检查高强螺栓接头外观检查终拧扭矩检查扭剪型高强螺栓

8、终拧检查补刷漆膜完整性检查干漆膜允许偏差检查135.1.4钢结构缺陷的预防和处理钢结构的加工制作、安装及使用缺陷的处理与预防从以下方面入手：1）设计人员应重视钢结构的节点构造设计。合理的节点构造将会大大降低应力集中、残余应力、残余变形等缺陷的影响程度。2）制造厂