钢结构工程事故教学课件PPT.ppt

第三章 钢结构工程事故,3.1 钢结构的缺陷3.2 钢结构的事故及其影响因素3.3 钢结构事故的实例分析3.4 钢结构的加固,第一节 钢结构的缺陷,一 钢材的性能 1 钢材化学成份 建筑用钢分为:低碳钢和低合金钢 低碳钢成份 铁99%，碳0.14%-0.22%，其它元素为硅、锰、铜等。有害成份：硫、磷、氧、氮、氢等。低合金钢成份 主要成份与低碳钢相同，只是添加少量合金元素，如 锰、钒、镍、铬等。2 化学成份对钢材性能的影响,第一节 钢结构的缺陷,硫：使钢材变脆，产生微裂纹，降低钢材的塑性、冲击韧 性、疲劳强度和抗锈蚀性，要求含量低于0.035%-0.050%。磷：降低钢材的塑性、冲击韧性、冷弯性能和可焊性等，易产生低温冷脆。优点是可提高钢材强度和抗锈蚀性 3 钢材的物理力学性能（1）冷弯 是指钢材在常温下冷加工弯曲产生塑性变形时抵抗裂 纹产生的一种能力。,第一节 钢结构的缺陷,（2）冲击韧性 指钢材在塑性变形和断裂过程中吸收能量的能力。（3）可焊性 包括：施工上的可焊性和使用上的可焊性。施工上的可焊性：指焊缝金属产生裂纹的敏感性和母材裂纹敏感性及热 影响区的大小。使用上的可焊性：指焊接接头和焊缝的缺口韧性及热影响区的延伸性。（4）疲劳,第一节 钢结构的缺陷,指在循环应力反复作用下，钢材裂纹生成、扩展以致断裂 破坏的现象。（5）冷脆 指钢材随着温度的降低，其塑性和韧性逐渐降低的现象。（6）腐蚀 腐蚀包括：大气腐蚀、介质腐蚀和应力腐蚀。（7）时效 指钢材随时间增长，屈服强度和抗拉强度提高，塑性和冲 击韧性降低的现象。又称时效硬化。（8）高温蠕变脆性 指钢材在高温及长期应力作用下出现蠕变变脆的现象。,第一节 钢结构的缺陷,4 钢材的缺陷 主要指钢材在冶炼、浇铸和轧制过中产生的质量缺陷。（1）发裂（2）夹层（3）微孔（4）白点（5）内部破裂（6）氧化铁皮（7）斑疤（8）夹渣、夹砂,第一节 钢结构的缺陷,（9）划痕（10）切痕（11）过热（12）过烧（13）脱碳（14）机械性能不合格（15）化学成份不合格或严重偏析二 钢结构加工制作缺陷 1 钢构件工制作缺陷（1）钢材性能不合格,第一节 钢结构的缺陷,（2）矫正时引起的冷热硬化（3）放样尺寸和孔中心偏差（4）切割边未作加工或加工未达到要求（5）孔径误差（6）冲孔未作加工，存在微裂纹和硬化区（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 2 钢结构焊接及其缺陷（1）热影响区母材的塑性和韧性降低，出现钢材硬化、变脆 和开裂。,第一节 钢结构的缺陷,（2）焊接残余应力和残余应变（3）存在各种焊接缺陷 裂纹、气孔、夹渣、焊瘤、烧穿、弧坑、咬边、未熔 合、未焊透等。（4）焊接引起的应力集中 3 钢结构铆钉连接及其缺陷（1）铆钉孔的布置和构造（2）铆钉孔孔位偏差（3）铆钉孔间距（4）铆接温度,第一节 钢结构的缺陷,（5）铆接机械压力（6）铆钉质量（7）铆接件紧密度 4 钢结构螺栓连接及其缺陷 螺栓连接：普通螺栓和高强螺栓 普通螺栓：抗剪螺栓、抗拉螺栓和拉剪螺栓 普通螺栓破坏形式：螺栓杆剪坏、螺栓孔挤压或承压破坏、构件净截面强度破坏、螺栓杆弯曲破坏 螺栓连接缺陷：（1）螺栓孔引起构件截面削弱,第一节 钢结构的缺陷,（2）变通螺栓松动（3）高强螺栓应力松弛（4）螺栓用其附件钢材质量不符合设计要求 5 钢结构防护层缺陷 防护层：防腐涂料、镀锌、喷铝等。三 钢结构运输、安装和使用维护中存在的缺陷（1）运输过程中结构或构件产生较大变形（2）吊装过程中结构或构件产生较大变形和损伤（3）安装过程中结构或产生较大变形或损伤（4）施工连接质量不满足要求,第一节 钢结构的缺陷,（5）地基变形引起的结构损伤或破坏（6）没有正常维护导致结构腐蚀，影响结构可靠性。,3.2 钢结构事故及影响因素,一 钢结构事故的破坏形式（一）钢结构强度和刚度失效（二）钢结构失稳（三）钢结构疲劳破坏（四）钢结构脆性断裂（五）钢结构腐蚀,3.2 钢结构事故及影响因素,（一）钢结构承载力和刚度失效 1 钢结构承载力失效 指正常使用状态下结构构件或连接因材料强度被超过而导致破坏。失效原因：（1）钢材强度指标不合格（2）连接强度不满足要求（3）使用荷载和条件发生改变,3.2 钢结构事故及影响因素,2 钢结构刚度失效 指结构产生影响其继续承载或正常使用的塑性变形或振动。刚度失效原因：（1）结构或构件刚度不满足设计要求（2）结构支撑体系不够,3.2 钢结构事故及影响因素,（二）钢结构失稳,