鋼結構易發生的工程事故有哪些

鋼結構的事故按破壞形式大致可分為：鋼結構承載力和剛度失效;鋼結構失穩;鋼結構疲勞;鋼結構脆性斷裂和鋼結構的腐蝕等幾種。

一、 鋼結構承載力和剛度失效

1、 鋼結構承載力失效指正常使用狀態下結構構件或連接材料強度被超越而導致破壞。其主要原因為：

①鋼材的強度指標不合格。合格鋼結構設計中有兩個重要強度指標：屈服強度fy;另外，當結構構件承受較大剪力或扭矩時，鋼材抗剪強度fv也是重要指標。

②連接強度不滿足要求。焊接連接的強度取決於是否與母材匹配的焊接材料強度、焊接工藝、焊縫質量和缺陷及其檢查控制、焊接對母材熱影響區強度的影響等;螺栓連接強度的影響因素為：螺栓及其附件材料的質量以及熱處理效果(高強螺栓)、螺栓連接的施工技術工藝的控制，特別是高強螺栓預應力控制和摩擦面的處理、螺栓孔引起被連接構件截面的削弱和應力集中等。

③使用荷載和條件的變化。包括計算荷載的超載、部分構件退出工作引起其他構件增載、意外衝擊荷載、温度變化引起的附加應力、基礎不均勻沉降引起的附加應力等。

2、鋼結構剛度失效指產生影響其繼續承載或正常使用的塑性變形或振動。其主要原因為：

①結構或構件的剛度不滿足設計要求如軸壓構件不滿足長細比要求;受彎構件不滿足允許撓度要求;壓彎構件不滿足上述兩方面要求等。

②結構支撐體系不夠。支撐體系是保證結構整體和局部剛度的重要組成部分，它不僅對抵制水平荷載、抗振動有利，而且直接影響結構正常使用(如工業廠房當整體剛度不足時，在吊車運行過程中會產生振動和搖晃)。

二、鋼結構失穩

1、鋼結構的失穩主要發生在軸壓、壓彎和受彎構件。它可分為兩類：喪失整體穩定性和喪失局部穩定性。兩類失穩都將影響結構構件的正常使用，也可能引發其它形式的破壞。 影響結構構件整體穩定性的主要原因有：

①構件整體穩定不滿足要求。影響它的主要參數為長細比(λ=l/r)，其中l為構件的計算長度，r為構件截面的回轉半徑。應注意截面兩個主軸方向的計算長度可能有所不同，以及構件兩端實際支承面情況與計算支承面間的區別。

②構件有各類初始缺陷。在構件的穩定分析中，各類初始缺陷對其極限承載力的影響比較顯著。這些初始缺陷主要包括：初彎曲、初偏心(軸壓構件)、熱軋和冷加工產生的殘餘應力和殘餘變形及其分佈、焊接殘餘應力和殘餘變形等。

③構件受力條件的改變。鋼結構使用荷載和使用條件的改變，如超載、節點的破壞、温度的變化、基礎的不均勻沉降、意外的衝擊荷載等，引起受壓構件應力增加，或使受拉構件轉變為受壓構件，從而導致構件整體失穩。

④施工臨時支撐體系不夠。在構件的安裝過程中，由於結構並未完全形成一個設計要求的受力整體或其整體剛度較弱，因而需要設置一些臨時支撐體系來維持結構或構件的整體穩定。若臨時支撐體系不完善，輕則會使部分構件喪失整體穩定性，重則造成整個結構的倒塌或傾覆。

2、 影響結構構件局部穩定性的主要原因有：

①構件局部穩定不滿足要求。如構件T形、槽形截面翼緣的寬厚比和腹板的高厚比大於允許偏值時，易發生局部失穩現象;在組合截面構件設計中應特別注意。

②局部受力部位加勁肋構造措施不合理。當在構件的局部受力部位，如支座、較大集中荷載作用點，沒有設支承加勁肋，使外力直接傳給較薄的腹板而產生局部失穩。構件運輸單元的兩端以及較長構件的中間如沒有設置橫隔，截面的幾何形狀不變難以保證且易喪失局部穩定性。

③吊裝時吊點位置選擇不當。在吊裝過程中，由於吊點位置選擇不當會造成構件局部較大的壓應力，從而導致局部失穩。所以鋼結構在設計時，圖紙應詳細説明正確的起吊方法和吊點位置。

三、 鋼結構疲勞破壞

鋼結構疲勞分析時，習慣上當循環次數N<105時稱為低周疲勞，N>105時稱為高周疲勞。經常承受動力荷載的鋼結構如吊車樑、橋樑等在工作期限內經歷的循環應力次數往往超過105。鋼結構構件的實際循環應力特徵和實際循環次數超過設計時所採取的參數，就可能發生疲勞破壞。此外影響鋼結構疲勞破壞的因素還有：所用鋼材的抗疲勞性能差;結構構件中較大應力集中區;鋼結構構件加工製作時有缺陷，其中裂紋缺陷對鋼材疲勞強度的影響比較大;鋼材的冷熱加工、焊接工藝所產生的殘餘應力和殘餘變形對鋼材疲勞強度也會產生較大影響。

四、鋼結構脆性斷裂

鋼結構脆性破壞是極限狀態中最危險的破壞形式之一。它的發生往往很突然，沒有明顯的塑性變形，而破壞時構件的應力很低，有時只有其屈服強度的0.2倍。影響鋼結構脆性斷裂的因素主要有：

① 鋼材抗脆性斷裂性能差。鋼材的塑性、韌性和對裂紋的敏感性都影響其抗脆性斷裂性能，其中衝擊韌性起決定作用。

②構件製作加工缺陷。構件的高應力集中會使構件在局部產生複雜應力狀態，它們也將影響構件局部和韌性，限制其塑性變形，從而提高構件脆性斷裂的可能。

③低温和動載。隨着温度降低，鋼材的屈服強度fy和抗拉強度fu會有所升高，而鋼材的塑性指標截面收縮率Φ卻有所降低，使鋼材變脆。通常把鋼結構構件在低温下的脆性破壞稱為“低温冷脆現象”。至於動載對鋼結構脆性破壞的影響則可解釋為：鋼材在循環應力反覆作用下生成疲勞裂紋，裂紋的擴展直至整個截面的破壞往往是很突然的，無明顯塑性變形，即疲勞裂紋的擴展破壞呈脆性破壞特徵。

五、鋼結構腐蝕破壞

普通鋼材的抗腐蝕能力比較差，這一直是工程上關注的重要問題。腐蝕使鋼結構杆件淨截面面積減損，降低結構承載力和可靠度，腐蝕形成的“鏽蝕”使鋼結構脆性破壞的可能性增大，尤其是抗冷脆性能下降。一般來説鋼結構下列部位容易發生鏽蝕：埋入地下及地面附近部位，如柱腳可能遭受水或水蒸氣侵蝕乾濕交替又未包混凝土的構件;易集灰又濕度大的構件部位;組合截面淨空小於12mm，難於塗刷油漆的部位;屋蓋結構、柱與屋架節點、吊車樑與柱節點部位等。總結] 鋼結構在工程建設中已經得到廣泛使用，鋼結構的跨度大、有效利用空間寬廣、施工進度快，工期短且經濟實用。目前，鋼結構已經成為與混凝土結構並列的一大建築結構系統。實踐證明，鋼結構的製作工藝嚴格、施工要求精度高，工程實施過程中應嚴格控制好鋼結構構件的選材、加工製作與安裝。工程技術管理人員要做好分部分項工程的檢查驗收工作，加強施工過程中關鍵部位及工序的監督檢查，以保證工程質量，滿足工程建設的使用功能。

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