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钢结构工程质量事故的分类

发布日期:2016年6月16日 浏览:880次

  钢结构工程虽然优点显著,但仍然会有钢结构事故的发生,通常钢结构事故按破坏形式大致可分为:钢结构强度如刚度的失效、钢结构的失稳、钢结构的疲劳、钢结构的脆性断裂和钢结构的腐蚀等。同时钢结构的各种破坏形式又是相互连系和相关影响的,在一个事故案例中有可能发现几种形式的破坏,而在导致各种形式破坏的原因也具有一定的共性。

  1.钢结构承载力和刚度的失效

  (1)钢结构承载力失效

  钢结构承载力失效主要指正常使用状态下结构构件或连接因材料钢度不足而导致的破坏,其主要原因大致可归纳为:

  1)钢材的强度指标不合格;

  2)连接强度不满足要求;

  3)使用荷载和条件的改变。

  (2)钢结构刚度失效主要

  钢结构结构构件产生影响其继续承载或正常使用的塑性变形或振动,其主要原因为:

  1)结构或构件的刚度不满足设计要求;

  2)结构支撑体系不够。

  2.钢结构的失稳

  钢结构构件由于材料强度高,所用截面相对较小,也就最容易产生失稳。钢结构的失稳主要发生在其最基本的轴心受压构件、压弯构件和受弯构件,因此在钢结构设计中保证其构件不丧失稳定极为重要。钢结构构件的失稳分两类:丧失整体稳定性和丧失局部稳定性。两类失稳形式都将影响结果或构件的正常承载和使用或引发结构的其他形式破坏。

  (1)影响结果构件整体稳定的主要原因

  1)构件设计的整体稳定性不够;

  2)构件的各类初始缺陷;

  3)构件受力的条件发生了改变;

  4)施工时支撑体系不够。

  (2)导致钢结构构件局部失衡的主要原因

  1)构件局部稳定性不够;

  2)局部受力部位加筋构造措施不合理;

  3)吊装是吊点位置选择不当。

  3.钢结构的疲劳破坏

  钢结构的疲劳破坏往往是在循环应力作用下发生的。在钢结构的疲劳分析中,习惯把循环次数N<100000称为低周疲劳,而把N>100000称为高周疲劳。经常承受动力荷载的钢结构,如吊车梁、桥梁、近海结构等在其工作期限内所经历的循环应力次数远超过100000级。

  4.钢结构的脆性断裂

  钢结构脆性断裂属于钢结构在极限状态中的一种破坏形式,是钢结构故事中最危险情况的一种。为什么它是最危险的呢?因为它的发生一般都是突然性的,没有明显的塑性变形,而破坏是构件的名义应力很低,一般低于钢材的抗拉强度设计值,有时只有钢材屈服强度的0.2倍。

  5.钢结构的腐蚀破坏

  由于普通钢材的抗腐蚀能力较差,所以钢结构的腐蚀一直是工程上关注的重要问题。据统计全世界每年约有年产量30%-40%的钢铁因腐蚀而失效,除废料回收外,净损失约10%。钢结构腐蚀结果不单是经济上和资源上损失,腐蚀是钢结构杆件净截面减小,降低了结构承载能力和可靠性,同时腐蚀形式的“锈坑”使钢结构产生脆性破坏的可能性增大,尤其是抗冷脆性能下降。锯统计相当比例结构和建筑物的损坏和事故是由于钢材的腐蚀而引起的,因此防腐蚀对节约钢材和防止工程事故有重大意义。

  钢结构在使用的过程要一定要定期去检查,当发现基本的金属有锈蚀时,要采用测量工或仪器去查明构件断面的削弱程度,在通过相关的分析确定是否要对其进行更换或加固。

  过去用油漆等涂料来保护钢结构,后来也有以镀锌、喷铝等方法来抗腐蚀的。近年来人们寻求一种积极的提高钢材本身抗腐蚀性能的方法,通常可在低碳钢治炼时加入适量的磷、铜、铬和镍等合金元素,使之和钢材表面外的大气化学反应形成致密的防锈层,从而形成覆盖层起到隔离大气作用,并且防止构件老化和脱落。这是目前国外金属抗腐蚀研究的发展趋势。

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