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轻型钢结构工程质量事故剖析
作者:治理员 宣布时间:2012/03/14 阅读次数:1610

轻型钢结构工程质量事故剖析

张恒

(开封天元网架工程有限公司,河南 开封 475004)

摘要:文章通过具体工程实例,从设计、加工、装置方面剖析了轻型钢结构工程(网架、门式钢架)质量事故爆发的原因,对工程宁静性、适用性和耐久性方面的影响,并提出了防治步伐与要领,对从事钢结构工程生产治理、加工及施工技术人员具有一定参考价值 。

要害词:钢结构工程;工程质量事故;工程实例;工程技术

中图分类号: 文献标识码: 文章编号:

钢结构的抗拉、抗压强度相对较高,构件断面小,自重较轻,结构性能好,建设速度快,情况污染小,所以钢结构工程适用多种结构形式和场合,结构形式如:柱、梁、桁架、刚架、拱、网架、悬索等 。适用场合如:工业厂房、高层建筑、体育场馆、钢构住宅、桥梁及种种公共建筑 。特别是北京奥运场馆、上海世博场馆的建设,钢结构工程大宗广泛应用,充分体现了钢结构的特点和优点 。虽然钢结构工程大宗广泛推广应用,可是钢结构工程设计、加工和装置中的许多庞大问题及技术难题还没有被深刻了解认识到 。钢结构工程,特别是钢结构装置工程,属高危险行业,因此,轻型钢结构对设计人员、加工人员和装置人员素质要求较高 。稍有粗心大意、考虑不周和经验缺乏将会泛起质量宁静事故,甚至整体坍毁,造成严重责任事故 。钢结构工程质量事故按其时间阶段划分可分为设计原因事故、加工原因事故、施工原因事故和使用原因事故 。按造成事故的因素可分为简单因素、多种因素和庞大因素 。

一、轻型钢结构工程常见质量事故

(一)、网架工程常见质量事故

(1).杆件弯曲变形或局部断裂;

(2).杆件封板或锥头焊缝连接破坏;

(3).节点变形或断裂

(4).焊缝不饱满或有气泡、夹渣、微裂缝凌驾划定标准;

(5).高强螺栓断裂或从球节点中拔出;

(6).杆件在节点相碰,上弦支撑时支座腹杆与支承结构相碰;

(7).支座节点位移;

(8).网架挠度过大,凌驾了设计划定相应设计值的1.15倍 。

(二)、门式刚架工程常见质量事故

(1)、主要构件变形、扭曲;

(2)、预埋件不符图纸、规范要求,高差超标,间距超标;

(3)、钢架整体笔直度和整体平面弯曲超差,梁柱端板孔位差池应,巨细错位;

(4)、主要受力节点焊缝不饱满或有气泡、夹渣、微裂缝凌驾划定标准等;

(5)、隶属稳定结构如:支撑、系杆、隅撑等位置不对理、或加工过失;

(6)、次要构件不切合质量要求 。

二、主要原因

(一)设计原因

(1).结构形式选择不对理, 杆件截面匹配不对理,忽视构件初弯曲、初偏心和次应的

影响,设计时.荷载低算和漏算或荷载组合不当;

(2)、质料选择不对理;

(3)、盘算要领选择、假设条件、电算程序有误未能发明;

(4)、结构设计盘算后,不经复核就进行质料代换,导致超设计值强度构件泛起;

(5)、图纸过失或不全 。如尺寸标注杂乱,设计说明不清,对证料、工艺要求、施工程

序及特殊要求部位有遗漏;

(6)、节点结构有误,细部考虑不全面 。

(二)加工原因

(1)、治理杂乱,差别规格、钢号、材质质料混杂使用;

(2)、构件下料尺寸有误,构件长细比不符设计要求;

(3)、网架杆件剖口未打、对接时焊缝不加衬管或不按设计要求焊接;

(4)、连接高强螺栓缺乏格;

(5)、构件加工有缺陷,螺栓球孔角度偏差大;

(6)、焊缝质量差,焊角尺寸未抵达设计要求;

(三)网架装置原因

(1)、地面拼装时支撑点不均匀,受力不对理,拼装时误差积累,个体杆件过失,导致受力改变,造成网架或个体杆件变形 。

(2)、焊接工艺、焊接顺序有误,爆发焊接应力,导致变形 。

(3)、整体吊装时,吊点选择不对理,没有对吊点进行反力验算、杆件超应力验算、挠度验算、对超应力处进行须要加固步伐 。

(4)、整体吊装时,各吊点起升速度差别,位移、高差凌驾允许规模,导致变形、破坏 。

(5)、施工计划选择过失,没有凭据网架结构形式、现场施工条件合理选择计划,装置时不可形成几何稳定体系,导致变形、破坏 。

(6)、网架支座预埋件、预埋螺栓或柱顶偏移较大,就位困难,强迫就位,导致改变支座

受力条件,杆件变形 。

(7)、装置人员粗心大意,杆件位置、球角度有误 。

(8)、上弦支撑时,误差积累过大,导致支座位移,腹杆与支撑面相碰 。

(四) 门式刚架装置原因

(1)、较长构件运输、堆放时垫放不平整,长时间安排,导致变形、扭曲 。

(2)、预埋螺栓位置不正,装置时没有复测、没有校正,导致柱、梁变形、扭曲,钢架整体笔直度、平面弯曲超差 。

(3)、梁柱端板孔位差池应、错位,装置时端板没有对正,螺栓紧固时没有按顺序紧固 。

(4)、现场焊接时没有按焊接规程操作或焊工技术问题,导致焊缝不饱满或有气泡、夹渣、微裂缝 。

(5)、装置时没有详细、认真领会图纸,导致个体构件位置过失 。

(6)、装置前没有按工程实际情况制定详细施工计划、进行技术交底,导致工序倒置等现像 。

(7)、施工不按顺序进行,钢架没有形成稳定结构进行下道工序施工,导致整体失稳 。

(8)、钢柱刚接插入式柱基时,混凝土达不到强度或柱脚牢固不牢,进行上部构件装置,导致结构失稳 。

(五)使用及其他原因

(1)使用荷载凌驾设计荷载 。

(2)使用情况变革 。

(3)基础爆发不均匀沉降 。

(4)自然灾害 。

三、工程实例

工程实例一:某工厂,跨度31.5米,长78米,上弦支撑正放四角锥螺栓球网架,在主厂衡宇顶网架施工期间的主体结构突然整体坍塌,造成重大事故 。

现场视察发明:不少下弦杆件断裂、弯曲,部分高强螺栓断裂,腹杆压曲、螺栓弯曲或断裂较普遍,球杆连接断裂,网架支座坠落 。

原因剖析:(1)、加工原因,质料治理杂乱,没有对进场质料进行须要的检测,个体杆件含碳量偏低、个体高强螺栓强度达不到及格标准;

(2)、施工原因,施工不凭据施工组织设计进行施工是造成网架整体塌落的主要原因 。网架装置时先整体吊装,然后由一端向另一端高空散装 。拼装形成稳定单位体系时,没有对完成部分网架支座位移、挠度进行视察、丈量,没有对网架支座调解和牢固,没有对网架跨中做须要支撑就进行高空散装、屋面施工,导致网架个体螺栓紧固不到位,网架挠度大,整体尺寸变革,杆件及螺栓球节点受力与设计工况不符,节点螺栓剪切力过大,螺栓断裂,导致网架坍塌 。

支座处腹杆与螺栓球连接时,个体螺栓孔差池应,接纳简单焊接,其承载力仅抵达设计值的40%左右 。

施工没有按程序、规范进行,因工程工期紧,在网架主体没有完工、支座没有焊接的情况下,屋面施工班组开始进行屋面作业,屋面荷载加大,加速了网架的整体坍塌 。

工程实例二:某工业厂房结构为门式钢架,长120米,宽72米,跨度24米,三联跨结构,檐高12米,柱距6米,柱脚为铰接,主体钢架施工期间,突然整体坍毁,导致已装置部分主体结构坍毁变形,起重机械被砸 。

原因剖析:(1)、设计原因,因主要考虑节约本钱,梁、柱截面相对较小,没有充分考虑施工荷载的影响,导致个体构件失稳压曲整体坍塌 。关于这种大跨度刚架,施工阶段设计很是重要,要适当考虑到施工组织的不对理性性 。另外关于这种大跨度刚架,中柱接纳摇摆柱 ,虽说规范没有禁止,但在实际工程中是不可取得,这样设计对梁的平面内、平面外稳建都很倒运,尤其是在施工阶段,整个结构的支撑系统不完整,中柱刚接就显自得义重大 。
(2)施工原因,从施工上剖析吊车梁都已经装置上了,但整个支撑系统却极不到位,系杆和隅撑都没有装置 。由于支撑不完整,造成了设计状态与实际状态的巨大差别,尤其体现在平面外盘算长度上 。装置两跨后应实时校正、装置好檩条和支撑----剪刀撑,水平支撑,隅撑,形成一整体框架.也就是说,其坍毁前的状态,是处于不稳定状态,这时候不需要有太大的横向力,就足以使其彻底倾覆 。

四、结语

轻型钢结构工程,在设计阶段,要考虑到加工制作、施工装置阶段的倒运因素,在加工、施工阶段,也要考虑到设计阶段的种种设计假设,各个环节严格把关 。这就要求做到合理、严谨的设计、施工交底,预防质量事故爆发 。

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