鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)分析與與事故處處理25.1鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)的缺缺陷5.1.1缺陷的的概念念由于人人為（（勘察察、設(shè)設(shè)計、、施工工、使使用））或自自然（（地質(zhì)質(zhì)、氣氣候））原因因，致致使建建筑物物出現(xiàn)現(xiàn)影響響正常常使用用以及及承載載力、、耐久久性、、整體體穩(wěn)定定性等等不足足的問問題。。缺陷表現(xiàn)為為具有有影響響正常常使用用以及及承載載力、、耐久久性、、完整整性的的種種種隱藏藏的和和顯露露的不不足。。但缺缺陷往往往是是產(chǎn)生生事故故的直直接或或間接接原因因，而而事故故往往往是缺缺陷的的質(zhì)變變和經(jīng)經(jīng)久不不加處處理的的發(fā)展展。缺陷的的分類類：按照嚴嚴重程程度分分為：：輕微缺缺陷：：不影響響建筑筑結(jié)構(gòu)構(gòu)的承承載力力、剛剛度及及其完完整性性，也也不影影響建建筑結(jié)結(jié)構(gòu)的的近期期使用用；使用缺缺陷:非破壞壞性缺缺陷。。它不不影響響建筑筑結(jié)構(gòu)構(gòu)的承承載力力，但但卻影影響其其使用用功能能，或或使結(jié)結(jié)構(gòu)的的使用用性能能下降降，有有時還還會使使人產(chǎn)產(chǎn)生不不舒適適感和和不安安全感感。例例如，，鋼粱粱較大大的撓撓度等等危及承承載力力缺陷陷:由于材材料強強度不不足、、構(gòu)件件截面面尺寸寸不夠夠、構(gòu)構(gòu)件殘殘缺有有傷、、安裝裝連接接構(gòu)造造質(zhì)量量低劣劣等原原因直直接威威脅到到構(gòu)件件甚至至整個個結(jié)構(gòu)構(gòu)的承承載力力和穩(wěn)穩(wěn)定性性。45.1.2鋼結(jié)構(gòu)缺陷陷的類型及及原因1．鋼材的先先天性缺陷陷（1）化學(xué)成分分缺陷。有害雜質(zhì)質(zhì)對鋼材性性能的影響響極大，應(yīng)應(yīng)加以嚴格格控制。（2）冶煉及軋軋制缺陷。。在冶煉和軋軋制時，因因工藝參數(shù)數(shù)控制不嚴嚴等產(chǎn)生表表面缺陷和和內(nèi)部缺陷陷。如偏析析、夾雜、、裂紋、分分層、過燒燒、氣泡、、內(nèi)部破裂裂及機械性性能不合格格等。2.鋼構(gòu)件的加加工制作缺缺陷鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件件的加工方方法：剪、沖、切切、折、割割、鉆、鉚鉚、焊、噴噴、壓、滾滾、彎、刨刨、銑、磨磨、鋸、涂涂、拋、熱熱處理等。。1）選材不合合格；2）原材料矯矯正引起冷冷作硬化；；3）放樣、號號料尺寸超超公差；4）切割邊未未加工或達達不到要求求；5）孔徑誤差差；6）沖孔未作作加工，存存在硬化區(qū)區(qū)和微裂紋紋；7）構(gòu)件冷加加工引起鋼鋼材硬化和和微裂紋；；8）構(gòu)件熱加加工引起的的殘余應(yīng)力力；9）表面清洗洗防銹不合合格；10）鋼構(gòu)件外外型尺寸超超公差。3.鋼結(jié)構(gòu)的連連接缺陷（1）螺栓連接接缺陷：1）螺栓孔引引起構(gòu)件截截面削弱；；2）普通螺栓栓連接在長長期動載作作用下的螺螺栓松動；；3）高強螺栓栓連接預(yù)應(yīng)應(yīng)力松弛引引起的滑移移變形；4）螺栓及附附件鋼材質(zhì)質(zhì)量不合格格；5）孔徑及孔孔位偏差；；6）摩擦面處處理達不到到設(shè)計要求求。3.鋼結(jié)構(gòu)的連連接缺陷（2）焊接連接接缺陷：1）焊接材料料不合格。。一是焊接接材料本身身質(zhì)量問題題；二是焊焊接材料與與母材不匹匹配；三是是不注意焊焊接材料的的烘焙工作作。2）焊接引起焊焊縫熱影響區(qū)區(qū)母材的塑性性和韌性降低低，使鋼材硬硬化、變脆和和開裂。3）因焊接產(chǎn)生生較大的焊接接殘余變形。。4）因焊接產(chǎn)生生嚴重的殘余余應(yīng)力或應(yīng)力力集中。5）焊縫存在的的各種缺陷。。如裂紋、焊焊瘤、邊緣未未熔合、未焊焊透、咬肉、、夾渣和氣孔孔等。4.鋼結(jié)構(gòu)運輸、、安裝和使用用維護中的缺缺陷1）運輸過程中中引起結(jié)構(gòu)或或構(gòu)件較大的的變形和損傷傷；2）吊裝過程中中引起結(jié)構(gòu)或或構(gòu)件較大的的變形和局部部失穩(wěn)；3）安裝過程中中沒有足夠的的臨時支撐或或錨固，導(dǎo)致致結(jié)構(gòu)或構(gòu)件件產(chǎn)生較大變變形，喪失穩(wěn)穩(wěn)定性，甚至至傾覆；4）現(xiàn)場焊接及及螺栓連接質(zhì)質(zhì)量達不到設(shè)設(shè)計要求：5）使用期間由由于地基不均均勻沉陷、溫溫度應(yīng)力以及及人為因素造造成的結(jié)構(gòu)損損壞；6）不能定期維維護，致使結(jié)結(jié)構(gòu)腐蝕嚴重重，影響到結(jié)結(jié)構(gòu)的耐久性性。95.1.3鋼結(jié)構(gòu)缺陷的的檢測方法1．鋼材化學(xué)成成分缺陷的檢檢測化學(xué)成分的化化驗問題。采采用的檢測方方法和手段有有很多，例如如，質(zhì)譜儀、、色譜儀、光光譜儀、核磁磁共振等。試試驗方法，通通常從構(gòu)件中中鉆取試樣檢檢測。2．鋼材冶金及及軋制缺陷的的檢測通常用宏觀檢檢查、機械法法以及超聲波波探傷相結(jié)合合進行檢測。。例如氣泡的的檢測，首先先是宏觀檢查查確定部位，，然后用手錘錘敲打凸包處處，如聽有聲聲響便是氣泡泡。3.構(gòu)件加工制作作缺陷的檢測測檢測的項目：：1）構(gòu)件的外觀觀檢查；2）構(gòu)件制作允允許偏差檢查查；3）構(gòu)件制孔的的允許偏差檢檢查；4）構(gòu)件螺栓孔孔距的允許偏偏差檢查；5）構(gòu)件端部銑銑平的允許偏偏差檢查；6）磨光頂緊的的構(gòu)件組裝面面檢查；7）構(gòu)件的裂縫縫檢查。檢測方法：敲擊、放大大鏡觀察、滴滴油法等。4.鋼結(jié)構(gòu)連接缺缺陷的檢測（1）螺栓連接缺缺陷檢測1）摩擦面的檢檢測；2）擰緊力的檢檢查；（2）焊縫連接缺缺陷的檢測1）外觀檢查、、鉆孔檢查；；2）射線探傷、、超聲波探傷傷、磁粉探傷傷。各種檢測方法法存在各自的的優(yōu)缺點和適適用范圍，在在實際應(yīng)用中中，應(yīng)結(jié)合鋼鋼結(jié)構(gòu)對焊縫縫的質(zhì)量要求求綜合選用。。5.鋼結(jié)構(gòu)運輸、、安裝和使用用維護中的檢檢測主要表現(xiàn)為鋼鋼結(jié)構(gòu)或構(gòu)件件的過大變形形、失穩(wěn)以及及耐久性問題題，檢測方法法主要依靠人人工和測量儀儀器等。項目項目檢查高強螺栓檢查摩擦面確認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145.1.4鋼結(jié)構(gòu)缺陷的的預(yù)防和處理理鋼結(jié)構(gòu)的加工工制作、安裝裝及使用缺陷陷的處理與預(yù)預(yù)防從以下方方面入手：1）設(shè)計人員應(yīng)應(yīng)重視鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)的節(jié)點構(gòu)造造設(shè)計。合理理的節(jié)點構(gòu)造造將會大大降降低應(yīng)力集中中、殘余應(yīng)力力、殘余變形形等缺陷的影影響程度。2）制造廠應(yīng)重重視加工制作作過程中各個個環(huán)節(jié)工藝的的合理性和設(shè)設(shè)備的先進性性，盡量減少少手工作業(yè)，，力求全自動動化，并加強強質(zhì)量的監(jiān)控控和檢驗工作作。3）施工單位應(yīng)應(yīng)重視安裝工工序的合理性性、人員的高高素質(zhì)以及現(xiàn)現(xiàn)場質(zhì)量檢驗驗工作，尤其其不可忽視臨臨時支撐和安安全措施。4）使用單位應(yīng)應(yīng)重視定期維維護工作，保保證必要的耐耐久性。155.2鋼結(jié)構(gòu)事故種種類和表現(xiàn)5.2.1鋼結(jié)構(gòu)的材料料事故鋼材和連接材材料性能的好好壞直接影響響到鋼結(jié)構(gòu)的的可靠性。1．材料事故的的類型及產(chǎn)生生的原因鋼結(jié)構(gòu)材料事事故的產(chǎn)生原原因如下：1）鋼材質(zhì)量不不合格；2）鉚釘質(zhì)量不不合格：3）螺栓質(zhì)量不不合格；4）焊接材料質(zhì)質(zhì)量不合格；；5）設(shè)計時選材材不合理；6）制作時工藝藝參數(shù)不合理理，鋼材與焊焊接材料不匹匹配；7）安裝裝時管管理混混亂，，導(dǎo)致致材料料混用用或隨隨意替替代。。2．材料料事故故的處處理方方法常見的的是構(gòu)構(gòu)件裂裂縫，，且裂裂縫純純屬材材料本本身不不合格格所引引起。。（1）認真真復(fù)檢檢鋼材材及連連接材材料的的各項項指標標，確確認事事故原原因；；（2）影響響構(gòu)件件安全全的裂裂縫，，采用用加固固或更更換構(gòu)構(gòu)件的的處理理方法法；（3）次要要構(gòu)件件的裂裂紋，，可采采用焊焊補法法處理理；（4）構(gòu)件件鋼板板夾層層缺陷陷的處處理：桁架節(jié)節(jié)點板板夾層層處理理：承受受靜載載或間間接動動載的的桁架架節(jié)點點板，，當夾夾層深深度小小于節(jié)節(jié)點板板厚度度的1/3時，將將夾層層表面面鏟成成V形坡口口，作作焊合合處理理；當當夾層層深度度等于于或大大于節(jié)節(jié)點板板1/3高度時時，應(yīng)應(yīng)將節(jié)節(jié)點板板作拆拆換處處理。。2．材料料事故故的處處理方方法實腹梁梁、柱柱翼緣緣板夾夾層處處理：：當承受受靜載載的實實腹梁梁和實實腹柱柱翼緣緣有夾夾層存存在時時，可可按下下述方方法處處理：：①在在一半半長度度內(nèi)，，夾層層總長長度（（連續(xù)續(xù)或間間斷））不超超過200mm，夾層層深度度不超超過翼翼緣板板斷面面厚度度1/5且不大大于100mm時，可可不作作處理理繼續(xù)續(xù)使用用。②當夾層層總長長度超超過200mm，而夾夾層深深度不不超過過翼緣緣斷面面厚度度1/5，可將將夾層層表面面鏟成成V形坡口口予以以焊合合。③當夾層層深度度未超超過翼翼緣斷斷面高高度1/2時，可可在夾夾層處處鉆孔孔，用用高強強螺拴拴擰合合，此此時應(yīng)應(yīng)驗算算鉆孔孔所削削弱的的截面面；當當夾層層深度度超過過翼緣緣斷面面高度度l／2時，應(yīng)應(yīng)將夾夾層的的一邊邊翼緣緣板全全部切切除，，另換換新板板。2．材料料事故故的處處理方方法（5）焊縫縫裂紋紋處理理對于焊焊縫裂裂紋，，原則則上要要刨掉掉重焊焊（用用碳孤孤氣刨刨或風(fēng)風(fēng)鏟）），對對承受受靜載載的實實腹梁梁翼緣緣和腹腹板處處的焊焊縫裂裂紋，，可采采用在在裂紋紋兩端端鉆上上止裂裂孔，，并在在兩板板之間間加焊焊短斜斜板方方法處處理，，斜板板厚度度應(yīng)大大于裂裂紋長長度。。3．事故故實例例分析析（1）工程程及事事故概概況車間為為5跨單層層廠房房，全全長759m,寬159m，屋蓋蓋共有有鋼屋屋架118榀，40榀屋架架下弦弦角鋼鋼為2L160×14，其肢肢端普普遍存存在不不同程程度的的裂縫縫。裂裂縫深深2~5mm，個別別達20mm，裂縫縫寬0.1~0.7mm，長0.5~10m不等。。（2）原因因分析析經(jīng)取樣樣檢驗驗，該該批角角鋼材材質(zhì)符符合A3F標準，，裂縫縫是在在鋼材材生產(chǎn)產(chǎn)過程程中形形成；；由于于現(xiàn)場場缺乏乏嚴格格的質(zhì)質(zhì)量檢檢驗制制度，，管理理混亂亂，而而將這這批鋼鋼材用用到工工程上上。（3）處理理措施施加固原原則。。加固鋼鋼材截截面一一律按按已知知裂縫縫最大大深度度20mm加倍考考慮，，并與與屋架架下弦弦中心心基本本重合合，不不產(chǎn)生生偏心心受拉拉，其其斷面面按雙雙肢和和對稱稱考慮慮，鋼鋼材焊焊接時時，要要求不不損害害原下下弦拉拉桿并并要防防止結(jié)結(jié)構(gòu)變變形。。加固方方法。。在下弦弦兩側(cè)側(cè)沿長長度方方向各各加焊焊一根根規(guī)格格為L90×56××6的不等等邊角角鋼。。215.2.2鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)的變變形事事故1.鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)變形形類型型及產(chǎn)產(chǎn)生的的原因因變形可可分為為總體體變形形和局局部變變形。?？傮w變變形指整個個結(jié)構(gòu)構(gòu)的外外形和和尺寸寸發(fā)生生變化化，出出現(xiàn)彎曲、、畸變變和扭扭曲等等；局部變變形指結(jié)構(gòu)構(gòu)構(gòu)件件在局局部區(qū)區(qū)域內(nèi)內(nèi)出現(xiàn)現(xiàn)變形形。如如構(gòu)件件凹凸變變形、、端面面的角角變位位、板板邊褶褶皺波波浪形形變形形等。?？傮w變變形與與局部部變形形在結(jié)結(jié)構(gòu)中中可能能單獨獨出現(xiàn)現(xiàn)，更更多的的是組合出出現(xiàn)。。變形形都會會影響響到結(jié)結(jié)構(gòu)的的美觀觀，降降低構(gòu)構(gòu)件的的剛度度和穩(wěn)定定性，，給連連接和和組裝裝帶來來困難難，尤尤其是是附加加應(yīng)力力的產(chǎn)產(chǎn)生，將將嚴重重降低低構(gòu)件件的承承載力力，影影響到到整體體結(jié)構(gòu)構(gòu)的安安全。?？傮w變變形畸變扭曲彎曲局部變變形褶皺波波浪變變形角變位位凹凸變變形變形原原因：：（1））鋼材材的初初始變變形軋制及及人為為因素素等原原因，，常存存在初初始變變形，，尤其其是冷冷彎薄薄壁型型鋼，，因此此在鋼鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)構(gòu)件件制作作前必必須認認真檢檢查材材料，，矯正正變形形，不不允許許超出出鋼材材規(guī)定定的變變形范范圍。。（2））加工工制作作中的的變形形①冷加工工產(chǎn)生生的變變形；；②制作、、組裝裝帶來來的變變形；；③焊接變變形（3））運輸輸及安安裝過過程中中產(chǎn)生生的變變形運輸不不小心心、安安裝工工序不不合理理、吊吊點位位置不不當、、臨時時支撐撐不足足、堆堆放場場地不不平等等均會會使結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)構(gòu)件產(chǎn)產(chǎn)生變變形。。（4））使用用過程程中產(chǎn)產(chǎn)生的的變形形252.鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)變形形事故故的處處理方方法（1）冷加加工法法矯正正變形形冷加工工法是是用人人力或或機械械力矯矯正變變形，，適用用于尺尺寸較較小或或變形形較小小的構(gòu)構(gòu)件（（桿件件和板板件無無裂紋紋、缺缺口等等損傷傷）。。1）手手工工矯矯正正。。采采用用大大錘錘和和平平臺臺為為工工具具，，用用錘錘擊擊使使金金屬屬延延伸伸，，達達到到矯矯正正變變形形的的目目的的；；適適合合于于尺尺寸寸較較小小的的零零件件的的局局部部變變形形矯矯正正，，也也可可作作為為機機械械矯矯正正和和熱熱矯矯正正的的輔輔助助矯矯正正方方法法。。2）機機械械矯矯正正。。采采用用簡簡單單弓弓架架、、千千斤斤頂頂和和各各種種機機械械來來矯矯正正變變形形。。手工工矯矯正正機械械矯矯正正機械械矯矯正正292.鋼結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)變變形形事事故故的的處處理理方方法法（2）熱熱加加工工法法矯矯正正變變形形采用用乙乙炔炔氣氣和和氧氧氣氣混混合合燃燃燒燒火火焰焰為為熱熱源源，，對對變變形形結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)構(gòu)構(gòu)件件加加熱熱，，使使其其產(chǎn)產(chǎn)生生新新的的變變形形，，來來抵抵消消原原有有的的變變形形。。正正確確使使用用火火焰焰和和溫溫度度是是其其關(guān)關(guān)鍵鍵。。加加熱熱方方式式有有點點狀狀加加熱熱、、線線狀狀加加熱熱（（直直線線、、曲曲線線、、環(huán)環(huán)線線、、平平行行線線和和網(wǎng)網(wǎng)線線））和和三三角角形形加加熱熱。。加熱熱方方式式加熱熱矯矯正正步步驟驟方方法法：①了解解變變形形情情況況，，分分析析變變形形原原因因，，測測量量變變形形大大小小，，做做到到心心中中有有數(shù)數(shù)；；②確定定矯矯正正順順序序，，原原則則上上是是先先整整體體變變形形矯矯正正，，后后局局部部變變形形矯矯正正。。角角變變形形先先矯矯正正，，凹凹凸凸變變形形后后矯矯正正；；③確定定加加熱熱部部位位和和方方法法，，由由多多人人同同時時加加熱熱效效果果較較佳佳，，有有些些變變形形單單靠靠熱熱矯矯正正有有困困難難，，可可以以借借助助輔輔助助工工具具外外力力來來對對適適當當部部位位進進行行拉拉、、壓壓、、撐撐、、頂頂、、打打等等，，加加熱熱位位置置應(yīng)應(yīng)盡盡量量避避開開關(guān)關(guān)鍵鍵部部位位，，避避免免同同一一位位置置反反復(fù)復(fù)多多次次加加熱熱；；④選定定合合適適的的火火焰焰和和加加熱熱溫溫度度。。⑤矯正正后后要要對對構(gòu)構(gòu)件件進進行行修修整整和和檢檢查查。。加熱熱矯矯正正方方法法3.事故故實實例例分分析析[實例例1]某橋橋主主梁梁為為24m跨工工字字形形焊焊接接鋼鋼板板梁梁，，上上翼翼緣緣因因焊焊前前預(yù)預(yù)彎彎量量不不夠夠，，焊焊后后產(chǎn)產(chǎn)生生角角變變形形；；下下翼翼緣緣因因拼拼裝裝不不正正確確，，加加上上焊焊接接引引起起下下翼翼緣緣與與腹腹板板不不垂垂直直。。[實例例2]某鋼鋼板板焊焊接接主主梁梁，，為為工工字字形形截截面面，，在在焊焊接接橫橫向向加加勁勁肋肋和和節(jié)節(jié)點點板板（（水水平平））之之后后腹腹板板產(chǎn)產(chǎn)生生凹凹凸凸變變形形，，凹凹凸凸范范圍圍為為Φ300~600，深深度度3~6mm。355.2.3鋼結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)的的脆脆性性斷斷裂裂事事故故鋼結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)脆脆性性斷斷裂裂的的特特征征：：1）破破壞壞時時的的應(yīng)應(yīng)力力常常小小于于鋼鋼材材的的屈屈服服強強度度；；2）破破壞壞前前沒沒有有顯顯著著變變形形，，吸吸收收能能量量很很小小，，破破壞壞突突然然發(fā)發(fā)生，，無無事事故故先先兆兆；；3）斷斷口口平平齊齊光光亮亮。。1.脆性性斷斷裂裂產(chǎn)產(chǎn)生生的的原原因因1）材材質(zhì)質(zhì)缺缺陷陷碳、、硫硫、、磷磷、、氧氧、、氮氮、、氫氫等等元元素素的的含含量量過過高高時時，，會會降降低低其其塑塑性性和和韌韌性性；；鋼鋼材材的的冶冶金金缺缺陷陷，，如如偏偏析析、、非非金金屬屬夾夾雜雜、、裂裂紋紋及及分分層層等等也也將將降降低低抵抵抗抗脆脆性性斷斷裂裂的的能能力力。。361.脆脆性性斷斷裂裂產(chǎn)產(chǎn)生生的的原原因因2））應(yīng)應(yīng)力力集集中中應(yīng)力集中中越嚴重重，鋼材材的塑性性降低愈愈多，同同時脆性性斷裂的的危險性性也愈大大。應(yīng)力力集中主主要與構(gòu)構(gòu)造細節(jié)節(jié)有關(guān)：：①在構(gòu)件的的設(shè)計和和制作中中，孔洞洞、刻槽槽、凹角角、缺口口、裂紋紋以及截截面突變變等缺陷陷在所難難免。②焊接結(jié)構(gòu)構(gòu)的各種種缺陷將將成為斷斷裂源。。3）使用用環(huán)境當鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)受到較較大的動動載作用用或者處處于較低低的環(huán)境境溫度下下工作時時，鋼結(jié)結(jié)構(gòu)脆性性破壞的的可能性性增大。。371.脆性斷裂裂產(chǎn)生的的原因4）鋼板厚厚度鋼板越厚厚，脆性性破壞傾傾向愈大大?！皩訝钏毫蚜选眴栴}應(yīng)引引起高度度重視。。綜上所述述，材質(zhì)質(zhì)缺陷、、應(yīng)力集集中、使使用環(huán)境境以及鋼鋼板厚度度是影響響脆性斷斷裂的主主要因素素。在動載作作用下，，嚴重的的應(yīng)力集集中加上上材質(zhì)缺缺陷、殘殘余應(yīng)力力、冷卻卻硬化、、低溫環(huán)環(huán)境等往往往是導(dǎo)導(dǎo)致脆性性斷裂的的根本原原因。382.脆性斷裂裂的防治治措施1）合理選選擇鋼材材根據(jù)結(jié)構(gòu)構(gòu)的重要要性、荷荷載特征征、連接接方法以以及工作作環(huán)境選選擇鋼種種；尤其其是在低低溫下承承受動載載的重要要的焊接接結(jié)構(gòu)，，應(yīng)選擇擇韌性高高的材料料。2）合理設(shè)設(shè)計選擇合理理的結(jié)構(gòu)構(gòu)型式；；避免或或減少應(yīng)應(yīng)力集中中；提高接頭頭或節(jié)點點的承載載力設(shè)計計值；滿滿足強度度和穩(wěn)定定的前提提下盡量量采用薄薄鋼板；；避免焊焊縫集中中布置或或重疊交交叉。392.脆性斷裂裂的防治治措施3）合理制制作和安安裝采取合理理的制作作安裝工工藝以減減少各種種缺陷及及焊接殘殘余應(yīng)力力、裝配配應(yīng)力。。4）合理使使用及時時維修按照設(shè)計計規(guī)定的的用途、、荷載及及環(huán)境使使用，不不得隨意意變更。。建立必必要的維維修措施施，監(jiān)視視缺陷或或損壞情情況，以以防患于于未然。。[事故實例例]405.2.4鋼結(jié)構(gòu)的的疲勞破破壞事故故1.脆疲勞破破壞的概概念及其其影響因因素疲勞破壞壞是指鋼鋼材或構(gòu)構(gòu)件在反反復(fù)交變變荷載作作用下在在拉力遠遠低于抗抗拉極限限強度甚甚至屈服服點的情情況下發(fā)發(fā)生的一一種破壞壞。疲勞破壞壞的特點點：1）結(jié)構(gòu)在在反復(fù)交交變動載載作用下下的破壞壞，而塑塑性破壞壞和脆性性破壞是是鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)在靜載載作用下下的破壞壞。2）疲勞破破壞經(jīng)歷歷了裂縫縫起始、、擴展和和斷裂的的漫長過過程，而而脆性破破壞往往往是無任任何先兆兆的情況況下突然然發(fā)生。。3）疲勞破破壞斷口口一般分分為疲勞勞區(qū)和瞬瞬斷區(qū)。。疲勞區(qū)記載了裂裂縫擴展展和閉合合的過程程，顏色色發(fā)暗，，表面有有較清楚楚的疲勞勞紋理，，呈沙灘灘狀或波波紋狀。。瞬斷區(qū)反映了當當構(gòu)件截截面因裂裂縫擴展展削弱到到一臨界界尺寸時時脆性斷斷裂的特特點，瞬瞬斷區(qū)晶晶粒粗亮亮。2.影響響疲勞破破壞的因因素（1）應(yīng)力力幅（2）構(gòu)構(gòu)造細節(jié)節(jié)①鋼材的內(nèi)內(nèi)部缺陷陷，如偏偏折、夾夾渣；②制作過程程中剪切切、沖孔孔、切割割；③焊接結(jié)構(gòu)構(gòu)中產(chǎn)生生的殘余余應(yīng)力；；④焊接缺陷陷，如：：氣孔、、夾渣、、咬肉、、未焊透透等；⑤非焊接結(jié)結(jié)構(gòu)的孔孔洞、刻刻槽等；；⑥構(gòu)件的截截面突變變；⑦結(jié)構(gòu)由于于安裝、、溫度應(yīng)應(yīng)力、不不均勻沉沉降等產(chǎn)產(chǎn)生的附附加應(yīng)力力集中。。（3）循循環(huán)次數(shù)數(shù)n=5××106次視為各各類構(gòu)件件和連接接疲勞極極限對應(yīng)應(yīng)的應(yīng)力力循環(huán)次次數(shù)。3.提高和改改善疲勞勞性能的的措施1）精心選選材。用用于動載載作用的的鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)或構(gòu)件件，嚴格格控制鋼鋼材的缺缺陷，選選擇優(yōu)質(zhì)質(zhì)鋼材；；2）精心設(shè)設(shè)計。力力求減少少截面突突變，避避免焊縫縫集中，，使鋼結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)造造合理化化；3）精心制制作。使使缺陷、、殘余應(yīng)應(yīng)力等減減小到最最低程度度；4）精心施施工。避避免附加加應(yīng)力集集中的影影響；5）正確使使用。避避免對結(jié)結(jié)構(gòu)的局局部損害害，如劃劃痕、開開孔、撞撞擊等；；6）修補焊焊縫。修補焊縫縫的方法法：①對接焊縫縫，磨去去焊縫表表面余高高部分。。如果焊焊縫內(nèi)部部無顯著著缺陷，，疲勞強強度可以以提高到到和母材材相同。。②角焊縫，，應(yīng)打磨磨焊趾。。不僅磨磨去切口口，還要要將板磨磨去0.5mm，以除去去侵入的的焊渣。。打磨后后的表面面不應(yīng)有有明顯刻刻痕。③對于角焊焊縫的趾趾部，用用氣體保保護鎢弧弧重新熔熔化，可可以起到到消除切切口的作作用。④在焊縫及及附近金金屬表層層采用噴噴射金屬屬丸?；蚧蝈N擊等等方法引引入殘余余壓應(yīng)力力。殘余余壓應(yīng)力力和錘擊擊造成的的冷工硬硬化均會會使疲勞勞強度提提高，同同時尖銳銳切口也也被緩減減。4.事故實例例某廠均熱熱爐車間間15m變截面鉚鉚接吊車車梁。1987年9月29日，該梁梁的右端端變截面面處的下下翼緣和和腹板發(fā)發(fā)生突發(fā)發(fā)性撕裂裂，斷口口處于變變截面轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)折處。。吊車梁的的使用（（即吊車車運行））情況調(diào)調(diào)查結(jié)果果：車間間廠房跨跨度36m，車間內(nèi)內(nèi)設(shè)置了了50t鉗式吊車車3臺，太原原產(chǎn)20／50t鉗式吊車車1臺。自1960年7月投產(chǎn)至至吊車梁梁發(fā)生破破壞，已已使用27年。該車車間鉗式式吊車停停止運行行時間是是：每次次小修（（每周一一次）停停4~8h，每次中中修（年年度檢修修）停10~18d，每次大大修（每每次一周周期）停停30d。平均每每年工作作326d，每天實實際工作作17h，每小時時運行15次，荷載載循環(huán)次次數(shù)為2.245×106次。吊車車無超負負荷使用用史，吊吊車梁發(fā)發(fā)生破壞壞時的起起重量為為13.5t。調(diào)查數(shù)據(jù)據(jù)表明：：該變截截面吊車車梁已超過疲勞勞壽命。但就一一般情況況而言，，荷載循循環(huán)次數(shù)數(shù)達到了了疲勞周周期不一一定就產(chǎn)產(chǎn)生損傷傷，況且且因該梁梁正處在在運行的的極端位位置，吊吊車運行行只能到到達梁的的中部，，可梁的的破壞部部位不是是在吊車車運行最最頻繁的的43號柱那一一端，而而是在受受力狀態(tài)態(tài)較好的的45號柱一端端。破壞原因因有二：：一是在在制作安安裝時，，因鉚釘孔不不對位而而被擴大大，減少了了母材的的受力面面積；二二是組成成該吊車車梁下翼翼緣的主體金屬屬有晶格格缺陷。由于這這些原因因，降低低了構(gòu)件件的強度度和疲勞勞壽命。。475.2.5鋼結(jié)構(gòu)的的失穩(wěn)事事故1.鋼結(jié)構(gòu)失失穩(wěn)的類類型及產(chǎn)產(chǎn)生的原原因鋼結(jié)構(gòu)的的失穩(wěn)事事故可分分為整體體失穩(wěn)事事故和局局部失穩(wěn)穩(wěn)事故兩兩大類。。（1）整體失失穩(wěn)事故故原因1）設(shè)計錯錯誤。計計算簡圖圖及支座座約束與與實際不不符，設(shè)設(shè)計安全全儲備過過小等。。2）制作缺缺陷。初初彎曲、、初偏心心、熱軋軋冷加工工以及焊焊接產(chǎn)生生的殘余余變形等等。3）臨時支支撐不足足。安裝裝過程中中，臨時時支撐設(shè)設(shè)置不合合理或者者數(shù)量不不足，造造成構(gòu)件件失穩(wěn)，，致使結(jié)結(jié)構(gòu)倒塌塌或傾覆覆。4）使用不不當。隨隨意改造造使用功功能；改改變構(gòu)件件的受力力狀態(tài)；；由積灰灰或增加加懸吊設(shè)設(shè)備引起起的超載載；基礎(chǔ)礎(chǔ)的不均均勻沉降降和溫度度應(yīng)力引引起的附附加變形形；意外外的沖擊擊荷載等等。（2）局部失失穩(wěn)事故故原因1）設(shè)計錯錯誤。忽忽視甚至至不進行行構(gòu)件的的局部穩(wěn)穩(wěn)定驗算算。2）構(gòu)造不不當。局局部受集集中力較較大的部部位，原原則上應(yīng)應(yīng)設(shè)置構(gòu)構(gòu)造加勁勁肋；為為了保證證構(gòu)件在在運輸過過程中不不變形也也須設(shè)置置橫隔、、加勁肋肋等。3）原始缺陷。。包括鋼材的的負公差嚴重重超規(guī)，制作作過程中焊接接等工藝產(chǎn)生生的局部鼓曲曲和波浪形變變形等。4）吊點位置不不合理。2.鋼結(jié)構(gòu)失穩(wěn)的的處理與防范范失穩(wěn)事故應(yīng)以以防范為主，，應(yīng)做好以下下工作：（1）設(shè)計人員應(yīng)應(yīng)強化穩(wěn)定設(shè)設(shè)計理念1）結(jié)構(gòu)的整體體布置必須考考慮整個體系系及其組成部部分的穩(wěn)定性性要求。2）計算簡圖必必須符合實際際受力情況。。3）構(gòu)件的穩(wěn)定定計算與細部部構(gòu)造的穩(wěn)定定計算必須配配合，尤其要要有強節(jié)點的的概念。4）強度問題通通常采用一階階分析，而穩(wěn)穩(wěn)定問題原則則上應(yīng)采用二二階分析。5）疊加原理不不適用于穩(wěn)定定問題。6）應(yīng)考慮整體體穩(wěn)定和局部部穩(wěn)定的相關(guān)關(guān)影響。（2）制作應(yīng)力求求減少缺陷通過合理的工工藝和質(zhì)量控控制措施將初初彎曲、初偏偏心、殘余應(yīng)應(yīng)力等缺陷減減少到最低程程度。（3）施工應(yīng)確保保安裝過程中中的安全制定科學(xué)的施施工組織設(shè)計計，采用合理理的吊裝方案案，精心布置置臨時支撐，，以防止鋼結(jié)結(jié)構(gòu)安裝過程程中失穩(wěn)，確確保結(jié)構(gòu)安全全。（4）正確使用鋼鋼結(jié)構(gòu)建筑物物。定期檢查和維維護；當需要要進行工藝流流程和使用功功能改造時，，必須與設(shè)計計單位或有關(guān)關(guān)專業(yè)人士協(xié)協(xié)商，不得擅擅自增加負荷荷或改變構(gòu)件件受力。3.事故實例分析析（1）事故概況河北省某廠鑄鑄造車間，總總長83m，分三期建成成。第一期工程于1983年10月完工，共15間，開間3.3m。為鋼筋混凝凝土吊車梁，，三鉸拱式輕輕鋼屋架。屋屋面為輕鋼檁檁條，上鋪木木望板，掛水水泥瓦。屋架架下弦標高10.5m，磚墻承重。。第二期工程為由原車間向向東接建8個開間，開間間尺寸4m，屋架下弦標標高8.25m。其余同第一一期工程。第三期工程于84年7月開始在室內(nèi)內(nèi)增建兩排鋼鋼筋混凝土柱柱，橫向柱距距16.5m，縱向柱距與與廠房開間相相同。南排柱柱緊靠廠房南南墻，柱頂為為現(xiàn)澆鋼筋混混凝土吊車梁梁，設(shè)3t和5t吊車各一臺。。86年1月投入使用。。3.事故實例分析析（1）事故概況(續(xù))該工程未經(jīng)正正式設(shè)計單位位設(shè)計，未考考慮抗震設(shè)計計，并由農(nóng)村村非正式施工工單位施工。。1987年11月27日下午2時10分，廠房中工工人正在澆注注鐵水，突然然有一根屋架架上弦支撐的的圓鋼掉下來來，接著發(fā)現(xiàn)現(xiàn)屋架下弦嚴嚴重下垂．從從室外看屋蓋蓋上弦三角形形變?yōu)椤叭恕弊中巍Ｖ?時52分，屋頂開始始掉灰塵，緊緊接著整個屋屋蓋23榀三鉸拱式輕輕鋼屋架全部部倒塌。頂部部部分墻體倒倒塌。幸運的的是車間人員員發(fā)現(xiàn)險情后后，迅速撤出出，只有3人受輕傷，未未造成重大傷傷亡。但造成成嚴重的直接接和間接經(jīng)濟濟損失。平面圖剖面圖（2）事故原因1）屋架選型不不當。該廠房為熱加加工車間，20m跨。內(nèi)設(shè)吊車車2臺，處于7度地震區(qū)。廠廠房跨度大，，有振動荷載載，并且處于于高溫工作環(huán)環(huán)境。屋蓋結(jié)結(jié)構(gòu)選用了單單榀和整體剛剛度都很差的的三鉸拱式輕輕鋼屋架，與與有關(guān)規(guī)定不不符。2）屋架上弦斜斜梁不滿足整整體穩(wěn)定性要要求。屋架上弦斜梁梁采用空間桁桁架式結(jié)構(gòu)，，三角形組合合截面，上弦弦為雙角鋼，，下弦為單根根圓鋼。原《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)規(guī)范》（TJ17-74）中規(guī)定：“三鉸拱屋架的的三角形截面面組合斜梁，，為了滿足整整體穩(wěn)定性要要求，其截面面高度與斜梁梁長度的比值值不得小于l/18?！睂嶋H工程中，，一般采用1/15左右。而本工工程斜梁高跨跨比只有0.5/10.8=1/21.6，不能滿足整整體穩(wěn)定性要要求。（2）事故原因(續(xù))3）屋架斜梁上上、下弦桿強強度不足。屋架斜梁上弦弦采用2∟50×5角鋼，下弦采采用1Φ20圓鋼。經(jīng)復(fù)算算，在正常荷荷載作用下，，上弦壓應(yīng)力力為183.1MPa，下弦拉應(yīng)力力達363.5MPa，均大于其允允許應(yīng)力。4）不應(yīng)采用磚磚墻承重方案案。第一期工程屋屋架下弦標高高10.5m，這樣高的廠廠房，采用帶帶壁垛磚墻承承重是不安全全的。而應(yīng)采采用鋼筋混凝凝土柱。5）未做抗震設(shè)設(shè)計。該工程位于7度地震區(qū)，而而設(shè)計中未考考慮抗震設(shè)防防。（3）教訓(xùn)1）結(jié)構(gòu)選型型應(yīng)十分謹謹慎。對有振動荷荷載或跨度度大于18m的建筑不要要選用輕鋼鋼屋架。凡凡柱高在9m或9m以上的，不不論房屋跨跨度大小和和承重大小小均不得采采用磚排架架承重方案案。2）嚴禁在施施工和使用用中超載，，嚴禁隨意意在屋架上上增加荷載載。對積灰較多多的廠房，，除設(shè)計時時必須按規(guī)規(guī)定考慮積積灰荷載外外，使用中中應(yīng)指定專專人負責(zé)，，定期進行行清掃，以以防給屋架架增加負擔(dān)擔(dān)。3）應(yīng)加強對對建筑設(shè)計計施工的管管理。嚴禁無證設(shè)設(shè)計、無證證施工。575.2.6鋼結(jié)構(gòu)的銹銹蝕事故生銹腐蝕將將會引起構(gòu)構(gòu)件截面減減小，承載載力下降，，因腐蝕產(chǎn)產(chǎn)生的“銹坑”將使鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)的脆性破破壞的可能能性增大。。再也將影影響鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)的耐久性性。1．銹蝕的類類型及影響響因素（1）銹蝕的類類型1）化學(xué)腐蝕蝕。鋼材直直接與大氣氣或工業(yè)廢廢氣中含有有的氧氣、、碳酸氣、、硫酸氣或或非電介質(zhì)質(zhì)液體發(fā)生生表面化學(xué)學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)產(chǎn)生的腐蝕蝕。2）電化學(xué)腐腐蝕。鋼材材內(nèi)部有其其他金屬雜雜質(zhì)，具有有不同的電電極電位，，在與電介介質(zhì)或水、、潮濕氣體體接觸時，，產(chǎn)生原電電池作用，，使鋼材腐腐蝕。1．銹蝕的類類型及影響響因素（2）不同環(huán)境境下的腐蝕蝕因素分析析1）大氣腐蝕蝕。由于大氣中中水和氧等等物質(zhì)的作作用而引起起的腐蝕。。主要影響響因素為濕濕度、降水水量、日照照量、大氣氣污染物質(zhì)質(zhì)等。2）淡水腐蝕蝕。影響因素有有溫度、氧氧氣濃度等等。淡水中中常溶解有有鈣、鎂等等礦物，其其含量高時時，稱為硬硬水。在硬硬水中，鋼鋼材的腐蝕蝕速度有所所減慢。3）酸腐蝕。。主要影響因因素為氫離離子濃度、、酸的類型型和溫度等等。4）堿腐蝕。。主要影響因因素有溫度度、壓力、、PH值和堿金屬屬種類（一一般認為堿堿金屬的原原子量越大大，腐蝕性性越強）等等。5）鹽類腐蝕蝕。主要影響因因素有鹽的的種類、濃濃度、溫度度等。6）海水腐蝕蝕。主要影響因因素有與海海水介質(zhì)的的接觸深度度、海水流流速、海生生物、海水水溫度等。。7）土壤腐蝕蝕。影響因素有有土壤性質(zhì)質(zhì)（孔隙率率和孔隙結(jié)結(jié)構(gòu)、含水水量、電阻阻率、酸堿堿度、含鹽鹽量微生物物等。2．鋼結(jié)構(gòu)銹銹蝕處理及及防腐方法法（1）新建鋼結(jié)結(jié)構(gòu)防銹1）涂料敷蓋蓋法。即在鋼材材表面敷蓋蓋一層涂料料，使之與與大氣隔絕絕，以防銹銹蝕。2）金屬敷蓋蓋法。即在鋼材材表面鍍上上一層其他他金屬。所所鍍金屬可可使鋼材與與其他介質(zhì)質(zhì)隔絕，也也可能是鍍鍍層金屬的的電極電位位更低于鐵鐵，起到犧犧牲陽極（（鍍層金屬屬）保護陰陰極（鐵））的作用。。（2）原有鋼結(jié)結(jié)構(gòu)銹蝕處處理1）銹蝕程度度的分級和和檢查①銹蝕程度分分級。A級——良好。構(gòu)件件基本沒有有銹蝕，涂涂層漆膜還還有光澤；；個別構(gòu)件件可有少量量銹點。B級——局部銹蝕。。構(gòu)件基本本沒有銹蝕蝕，面漆有有局部脫落落，底漆完完好；個別別構(gòu)件有少少量銹點，，或構(gòu)件邊邊緣、死角角、縫隙、、隱蔽部分分有銹蝕。。C級——較嚴重。構(gòu)構(gòu)件局部銹銹蝕，面漆漆脫落面積積達20％左右，底底漆也有局局部銹透，，其基本金金屬完好，，應(yīng)進行維維護準備工工作。D級——嚴重。構(gòu)件件銹蝕面積積達40％左右，面面漆大片脫脫落，但基基本金屬沒沒有破壞，，應(yīng)立即進進行維護工工作。E級——特別嚴重。?；窘饘賹僖延袖P蝕蝕，應(yīng)立即即測量構(gòu)件件斷面削弱弱程度，計計算是否需需要更換或或采取加固固等措施。。1）銹蝕程度度的分級和和檢查②重點檢查部部位根據(jù)腐蝕理理論及實際際經(jīng)驗，除除一般檢查查外，下列列構(gòu)件或部部位應(yīng)嚴格格檢查：埋埋入地下的的地面附近近部位；可能存積水水或遭受水水蒸汽侵蝕蝕部位；干干濕交替構(gòu)構(gòu)件；易積積灰且濕度度大的構(gòu)件件；組合截截面凈空小小于12mm，難以涂刷刷油漆的部部位；屋蓋蓋結(jié)構(gòu)、柱柱與屋架節(jié)節(jié)點、吊車車梁與柱節(jié)節(jié)點、鋼懸懸索節(jié)點部部位。（3）鋼結(jié)構(gòu)涂涂層腐蝕調(diào)調(diào)查內(nèi)容1）工程概況況。包括結(jié)構(gòu)形形式、廠房房環(huán)境情況況（如腐蝕蝕介質(zhì)種類類、濃度，，年平均相相對濕度，，氣溫，廠廠房內(nèi)熱源源溫度，是是否有水蒸蒸汽、粉塵塵等）。2）腐蝕級別別的確定。。根據(jù)有關(guān)評評價腐蝕的的標準，進進行外觀、、銹蝕率、、附著力調(diào)調(diào)查，然后后將不同構(gòu)構(gòu)件或不同同部位的鋼鋼結(jié)構(gòu)進行行評級，為為制定防銹銹方案提供供依據(jù)。3）腐蝕情況況分析。包括引起不不同程度腐腐蝕的原因因、構(gòu)造的的合理性、、涂料選擇擇的合理性性等的分析析。4）防銹方案案設(shè)計。根據(jù)以上幾幾項內(nèi)容和和相關(guān)規(guī)范范，提出具具體的防銹銹方案，包包括構(gòu)造處處理、涂料料的選擇、、涂層厚度度的確定及及具體施工工方案。3.事故實例分分析（1）事故概況況上海某研究究所食堂工工程為17.5m直徑圓形磚磚墻加扶壁壁柱承重的的單層建筑筑。檐口高高為6.4m，中部內(nèi)環(huán)環(huán)部分高4.5m。屋蓋采用用17.5m直徑的懸索索結(jié)構(gòu)，主主要由沿墻墻鋼筋混凝凝土外環(huán)和和型鋼內(nèi)環(huán)環(huán)（直徑3m），以及90根直徑為7.5mm的鋼絞索組組成，將預(yù)預(yù)制鋼筋混混凝土異形形板搭接于于鋼絞索上上，板縫內(nèi)內(nèi)澆筑配筋筋混凝土，，屋面鋪油油氈防水層層，板底粉粉刷。于1960年建成交付付使用。1983年9月22日20時30分左右，值值班人員突突然聽見一一悶聲巨響響，隨之大大量塵垢從從食堂內(nèi)涌涌出，屋蓋蓋整體塌落落。90根鋼絞索全全部沿周邊邊折斷，門門窗大部分分被振裂，，周圍磚墻墻和圈梁均均無塌陷損損壞跡象。。因倒塌發(fā)發(fā)生在晚上上，無人員員傷亡，經(jīng)經(jīng)濟損失嚴嚴重。平面圖剖面圖（2）事故原因因分析屋蓋的塌落落主要與鋼絞索的銹銹蝕有關(guān)，而鋼鋼絞索的銹銹蝕除與屋屋面滲水有有關(guān)外，另另一主要原原因是食堂堂的水蒸汽汽上升，上上部通風(fēng)不不良，因而而加劇了鋼鋼絞索的大大氣電化學(xué)腐蝕蝕和某些化學(xué)學(xué)腐蝕（如如鹽類腐蝕蝕）。由于于腐蝕，鋼鋼筋斷面減減小，承載載能力降低低，當超過過極限承載載能力后斷斷裂。（3）結(jié)論及教教訓(xùn)1）懸索結(jié)構(gòu)構(gòu)的設(shè)計與與施工經(jīng)驗驗不足，尤尤其是對鋼鋼索的保護護防銹、夾夾頭處理以以及鋼索通通過鋼筋混混凝土外環(huán)環(huán)的節(jié)點和和灌漿等方方面的問題題，還需進進一步研究究改進。2）對于實驗驗性建筑應(yīng)應(yīng)指定專門門人員作長長時間的觀觀察，該工工程如能及及早發(fā)現(xiàn)鋼鋼絞索銹蝕蝕的嚴重情情況，就可可能防止屋屋蓋倒塌。。665.2.7鋼結(jié)構(gòu)的火火災(zāi)事故1.火災(zāi)對鋼結(jié)結(jié)構(gòu)的危害害耐火性差是是鋼結(jié)構(gòu)的的缺點。一一旦發(fā)生火火災(zāi)，鋼結(jié)結(jié)構(gòu)很容易易遭受破壞壞而倒塌。。如美國紐紐約世貿(mào)中中心大樓的的。2.鋼結(jié)構(gòu)在火火災(zāi)中的失失效分析200℃以下時變化化不大；250℃左右時，鋼鋼材的抗拉拉強度反而而有較大提提高，而塑塑性和沖擊擊韌性下降降（藍脆脆現(xiàn)象）。。超過300℃時，鋼材的的、和開始始顯著下降降，而塑性性伸長率顯顯著增大，，鋼材產(chǎn)生生徐變。當當溫度超過過400℃時，屈服強強度、抗拉拉強度和彈彈性模量急急劇降低。。600℃時，屈服強強度、抗拉拉強度和彈彈性模量均均接近于零零，承載力力幾乎完全全喪失。溫度對鋼材材力學(xué)性能能的影響鋼結(jié)構(gòu)在火火災(zāi)中失效效受到各種種因素的影影響:例如鋼材的種類類、規(guī)格、、荷載水平平、溫度高高低、升溫溫速率、高高溫蠕變等。對于承承重結(jié)構(gòu)來來說，火災(zāi)災(zāi)時鋼結(jié)構(gòu)的損損傷程度還還取決于室室內(nèi)溫度和和火災(zāi)持續(xù)續(xù)時間，而火災(zāi)溫溫度和作用用時間又與與此時室內(nèi)內(nèi)可燃性材材料的種類類及數(shù)量、、可燃性材材料燃燒的的特性、室室內(nèi)的通風(fēng)風(fēng)情況、墻墻體及吊頂頂?shù)鹊膫鳠釤崽匦砸约凹爱敃r氣候候情況(季節(jié)、風(fēng)的的強度、風(fēng)風(fēng)向等)等因素有關(guān)關(guān)?；馂?zāi)屬意外外性的突發(fā)發(fā)事件，一一旦發(fā)生，，現(xiàn)場較為為混亂，撲撲救時間的的長短也直直接影響到到鋼結(jié)構(gòu)的的破壞程度度。3.鋼結(jié)構(gòu)的防防火方法（1）緊貼包裹裹法采用防火涂涂料緊貼鋼鋼結(jié)構(gòu)的外外露表面，，將鋼構(gòu)件件包裹起來來。（2）空心包裹裹法采用防火板板、石膏板板、蛭石板板、硅酸鈣鈣蓋板、珍珍珠巖板將將鋼構(gòu)件包包裹起來。。（3）實心包裹裹法一般采用混混凝土，將將鋼結(jié)構(gòu)澆澆注在其中中。鋼結(jié)構(gòu)防火火方法的選選擇以構(gòu)件件的耐火極極限要求為為依據(jù)，防防火涂料是是最為流行行的做法。。鋼構(gòu)件的防防火方法4.鋼結(jié)構(gòu)事故故實例（1）事故經(jīng)歷歷8:45，飛機撞上上紐約世界界貿(mào)易中心心北樓，引引起大火，，9:03第二架飛機機撞入世界界貿(mào)易中心心南樓，發(fā)發(fā)生爆炸。。10:05南樓轟然倒倒塌；10:28北樓坍塌。。（2）工程概況況紐約世貿(mào)中中心由兩幢幢高110層（1#北樓417m，2#南樓415m）的方形塔塔樓及四幢幢裙房組成成。地下6層，地上110層。平面的的外輪廊尺尺寸為63.5m×63.5m，核心區(qū)的的平面尺寸寸為42m×42m，標準層高高為3.66m。采用框筒筒體系，外外圈為密柱柱深梁框筒筒，由240根鋼柱組成成，柱距1.02m；內(nèi)部核心心區(qū)為47根鋼柱形成成的框架，，用以承擔(dān)擔(dān)重力荷載載?？蛲仓捎?50mm×450mm方管，從上上到下，外外形尺寸不不變，靠改改變壁厚來來適應(yīng)不同同的受力條條件?？傆糜娩摿繛?9.2萬噸，為了了增強框筒筒的豎向抗抗剪強度，，利用每隔隔32層所布置的的設(shè)備樓層層，沿框筒筒各設(shè)置了了一道7m高的鋼板圈圈梁。結(jié)構(gòu)構(gòu)動力特性性分析表明明：其基本本周期為10s，極大風(fēng)速速下結(jié)構(gòu)頂頂點的側(cè)移移值為1.02m。自1973年建成的統(tǒng)統(tǒng)計分析表表明，記錄錄到陣風(fēng)作作用下的結(jié)結(jié)構(gòu)頂點側(cè)側(cè)移最大值值為0.46m，表明結(jié)構(gòu)構(gòu)頂點側(cè)移移角僅為1/890，足以說明明框筒體系系抗側(cè)力的的高效性能能。（3）倒塌原因因分析1）倒塌過程程。①飛機撞擊形形成的巨大大水平?jīng)_擊擊力造成部部分梁柱斷斷裂，形成成薄弱層或或薄弱部位位；②飛機所撞擊擊的樓層起起火燃燒，，鋼材軟化化，該樓層層喪失承載載力致使上上部樓層坍坍落；③上部塌落的的樓層產(chǎn)生生巨大的豎豎向沖擊力力，致使下下面樓層結(jié)結(jié)構(gòu)難以承承受，于是是發(fā)生整體體失穩(wěn)或斷斷裂，層層層垂直垮塌塌。2）倒塌原因因。大樓的的倒塌原因因，是復(fù)合合型的。①外因。飛機撞擊純純屬意外。。大樓歷經(jīng)經(jīng)30年風(fēng)雨依然然完好。撞撞擊大樓的的波音757飛機起飛重重量104t，波音767飛機起飛重重量156t，飛行速度度約每小時時1000km。在如此巨巨大的沖擊擊下，大樓樓晃動近1m但未立即傾傾倒，無論論內(nèi)部還是是外部并無無嚴重塌落落，充分證證明大樓原原結(jié)構(gòu)的設(shè)設(shè)計和施工工沒有問題題。②內(nèi)因。鋼結(jié)構(gòu)耐火火性能差是是致命的缺缺陷。撞擊擊北樓的飛飛機裝載51t燃油，撞擊擊南樓的飛飛機裝載35t燃油。盡管管世貿(mào)中心心大樓的鋼鋼結(jié)構(gòu)采用用了防火涂涂料等防護護物，但在在如此罕見見的熊熊大大火面前也也無能為力力。在爆炸炸、斷電、、消防系統(tǒng)統(tǒng)失靈、火火勢無法及及時撲滅的的情況下，，高溫使其其軟化，最最終導(dǎo)致結(jié)結(jié)構(gòu)塌落。。3）幾點解釋釋。大樓的的倒塌原因因，是復(fù)合合型的。①飛機撞擊大大樓中上部部，之所以以下部例塌塌，是由于于上部樓層層塌落后產(chǎn)產(chǎn)生巨大的的豎向沖擊擊力。②大樓之所以以垂直塌落落而非傾倒倒，不是水水平?jīng)_擊力力過大導(dǎo)致致傾覆的問問題，而是是豎向沖擊擊力導(dǎo)致結(jié)結(jié)構(gòu)整體失穩(wěn)或或斷裂。③大樓在撞擊擊后持續(xù)1h左右倒塌，，是由于樓樓層在火災(zāi)災(zāi)的作用下下鋼材軟化化、防火涂涂料失效有有一個過程程。④北樓先撞，，南樓先塌塌。撞擊北北樓的飛機機重量156t，燃油51t。，持續(xù)1小時43分倒塌；而而撞擊南樓樓的飛機重重量104t，燃油35t，持續(xù)1小時零2分倒塌；南南樓先塌的的主要原因因是南樓被被撞擊的部部位較低，，且位于外外緣并帶有有撕裂性質(zhì)質(zhì)。⑤大樓的設(shè)計計和施工不不存在致命命缺陷，當當今世界上上任何一幢幢超高層全全鋼結(jié)構(gòu)建建筑遭此襲襲擊，恐怕怕“無一一幸幸免免”。765.3鋼結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)的的加加固固方方法法5.3.1鋼結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)加加固固的的基基本本要要求求1.鋼結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)加加固固的的一一般般規(guī)規(guī)定定1）鋼鋼結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)的的加加固固應(yīng)應(yīng)根根據(jù)據(jù)可可靠靠性性鑒鑒定定所所評評定定的的可可靠靠性性等等級級和和結(jié)結(jié)論論進進行行。。2）加加固固后后鋼鋼結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)的的安安全全等等級級應(yīng)應(yīng)根根據(jù)據(jù)結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)破破壞壞后后果果的的嚴嚴重重程程度度、、結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)的的重重要要性性（（等等級級））和和加加固固后后建建筑筑物物功功能能是是否否改改變變、、結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)使使用用年年限限確確定定。。3）鋼鋼結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)加加固固設(shè)設(shè)計計應(yīng)應(yīng)與與實實際際施施工工方方法法緊緊密密結(jié)結(jié)合合，，并并應(yīng)應(yīng)采采取取有有效效措措施施保保證證新新增增截截面面、、構(gòu)構(gòu)件件和和部部件件與與原原結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)連連接接可可靠靠，，形形成成整整體體共共同同工工作作。。4）對對于于高高溫溫、、腐腐蝕蝕、、冷冷脆脆、、振振動動、、地地基基不不均均勻勻沉沉降降等等原原因因造造成成的的結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)損損壞壞，，提提出出其其相相應(yīng)應(yīng)的的處處理理對對策策后后再再進進行行加加固固。。5）對對于于可可能能出出現(xiàn)現(xiàn)傾傾斜斜、、失失穩(wěn)穩(wěn)或或倒倒塌塌等等不不安安全全因因素素的的鋼鋼結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)，，在在加加固固之之前前，，應(yīng)應(yīng)采采取取相相應(yīng)應(yīng)的的臨臨時時安安全全措措施施，，以以防防止止事事故故的的發(fā)發(fā)生生。。6）在在加加固固施施工工過過程程中中，，若若發(fā)發(fā)現(xiàn)現(xiàn)原原結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)或或相相關(guān)關(guān)工工程程隱隱蔽蔽部部位位有有未未預(yù)預(yù)及及損損傷傷或或嚴嚴重重缺缺陷陷時時，，應(yīng)應(yīng)立立即即停停止止施施工工，，會會同同加加固固設(shè)設(shè)計計者者采采取取有有效效措措施施后后方方能能繼繼續(xù)續(xù)施施工工。。7）鋼鋼結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)的的加加固固設(shè)設(shè)計計應(yīng)應(yīng)綜綜合合考考慮慮其其經(jīng)經(jīng)濟濟效效益益。。應(yīng)應(yīng)不不損損傷傷原原結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)，，避避免免不不必必要要的的拆拆除除或或更更換換。。2.鋼結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)加加固固的的計計算算原原則則1）計計算算簡簡圖圖應(yīng)應(yīng)與與實實際際情情況況相相符符，，并并應(yīng)應(yīng)適適當當考考慮慮結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)實實際際工工作作中中的的有有利利因因素素，，如如結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)的的空空間間作作用用、、新新結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)與與原原結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)的的共共同同工工作作等等。。2）結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)的的驗驗算算截截面面，，應(yīng)應(yīng)考考慮慮損損傷傷、、缺缺陷陷、、裂裂縫縫和和銹銹蝕蝕等等不不利利影影響響。。計計算算中中尚尚應(yīng)應(yīng)考考慮慮加加固固部部分分與與原原構(gòu)構(gòu)件件協(xié)協(xié)同同工工作作的的程程度度、、加加固固部部分分可可能能的的應(yīng)應(yīng)變變滯滯后后的的情情況況等等，，對對其其總總的的承承載載能能力力予予以以適適當當折折減減。。3）承承載載能能力力驗驗算算時時，，應(yīng)應(yīng)考考慮慮結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)實實際際工工作作中中的的荷荷載載偏偏心心、、結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)變變形形和和局局部部損損傷傷、、施施工工偏偏差差以以及及溫溫度度作作用用等等不不利利因因素素使使結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)產(chǎn)產(chǎn)生生的的附附加加內(nèi)內(nèi)力力。。4）加加固固后后使使結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)重重量量增增加加或或改改變變原原結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)傳傳力力路路徑徑時時，，應(yīng)應(yīng)對對建建筑筑物物的的基基礎(chǔ)礎(chǔ)進進行行驗驗算算。。5）對對焊焊接接結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)，，加加固固時時原原有有構(gòu)構(gòu)件件或或連連接接的的實實際際應(yīng)應(yīng)力力值值應(yīng)應(yīng)小小于于0.55fy，且且不不得得考考慮慮加加固固構(gòu)構(gòu)件件的的塑塑性性變變形形發(fā)發(fā)展展；；非非焊焊接接鋼鋼結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)加加固固時時，，其其實實際際應(yīng)應(yīng)力力值值應(yīng)應(yīng)小于于0.7fy。當當不不滿滿足足時時，，不不得得在在負負荷荷狀狀態(tài)態(tài)下下進進行行加加固固。。3.鋼結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)加加固固的的設(shè)設(shè)計計與與施施工工（1）結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)加加固固設(shè)設(shè)計計應(yīng)應(yīng)具具備備的的基基本本資資料料1）原原結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)的的竣竣工工圖圖（（包包括括更更改改圖圖））和和驗驗收收記記錄錄。。2）原原結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)的的計計算算書書；；3）結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)或或構(gòu)構(gòu)件件破破損損情情況況檢檢查查報報告告；；4）原原結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)的的建建造造歷歷史史和和使使用用情情況況；；5）原原鋼鋼材材材材質(zhì)質(zhì)報報告告或或現(xiàn)現(xiàn)場場材材質(zhì)質(zhì)檢檢驗驗報報告告。。若若缺缺乏乏原原始始資資料料，，應(yīng)應(yīng)在在原原結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)上上取取樣樣檢檢驗驗；；6）原原結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)構(gòu)構(gòu)件件制制作作、、安安裝裝驗驗收收記記錄錄；；7）現(xiàn)現(xiàn)有有實實際際荷荷載載和和加加固固后后新新增增加加荷荷載載的的數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)等等。。3.鋼結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)加加固固的的設(shè)設(shè)計計與與施施工工（2）加加固固方方案案的的選選擇擇加固固的的方方法法有有：：改改變變結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)的的計計算算圖圖形形、、加加大大構(gòu)構(gòu)件件截截面面、、連連接接的的加加固固、、阻阻止止裂裂紋紋擴擴展展等等。。鋼結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)加加固固一一般般采采用用焊焊接接連連接接和和高高強強螺螺栓栓連連接接，，有有時時亦亦可可采采用用焊焊縫縫和和高高強強螺螺栓栓混混合合連連接接。。1）焊焊接接結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)的的加加固固以以采采用用焊焊接接連連接接為為主主，，應(yīng)應(yīng)避避免免仰仰焊焊。。當當施施焊焊困困難難且