钢结构工程质量缺陷.pptxVIP

钢结构工程质量缺陷; 钢结构作为一种承重结构，由于其自重轻、强度高、塑性及韧性好、抗震性能优越、工业装配化程度高、综合经济效益显著、造型美观以及符合绿色建筑等众多优点，深受建筑师和结构工程师的青睐，被广泛应用于各类建筑中，尤其在大跨和超高层建筑领域显示出无以伦比的优势。 ; 但世界范围内钢结构的事故频繁发生，惨痛的教训一再重复。国内外大量文献统计资料表明，绝大多数事故发生在施工阶段到竣工验收前这段时间。 我国由于过去钢结构工程较少，缺少较完整的统计资料，但据调查表明，施工阶段钢结构屋盖事故较多，使用阶段吊车梁事故较多，屋架损伤事故也不少。但最明显的特征是大多数事故均发生在单层工业厂房中，这主要和我国钢结构的应用范围有关。; 国内一般将钢结构事故分为两大类。一类是整体事故，包括结构整体和局部倒塌。另一类是局部事故，包括出现不允许的变形和位移，构件偏离设计位置，构件腐蚀丧失承载能力，构件或连接开裂、松动和分层。 就其起因而言钢结构事故分类为材质事故、变形事故、脆性断裂事故、疲劳破坏事故、失稳破坏事故、锈蚀事故、火灾事故以及倒塌事故。;一、钢结构的材料缺陷及质量事故; (一）钢材的先天性缺陷原因及治理 1.缺陷的现象及特征 钢材的种类繁多，但在建筑钢结构中，常用的有两类钢材，即低碳钢和低合金钢。例如：Q235、16Mn、 15MnV等，钢材的种类不同，缺陷自然也不同。; 常见的先天性缺陷有化学成分缺陷、冶炼及轧制缺陷，影响其塑性、韧性、冷弯性能、冲击韧性和可焊性以及抗锈蚀性能，尤其是可焊性和负温冲击韧性等都显著降低，出现“热脆”现象、“冷脆”现象、“氢脆”破坏现象，甚至在钢材中形成的各类裂纹。; 2.原因分析 化学成分对钢材的性能有重要影响。从有害影响的角度来讲，化学成分将产生一种先天性缺陷。 就Q235钢材而言，其中Fe约占99%，其余的1%为C、 Mn、Si、S、P、O、N、H。它们虽然仅占1%，但其影响极大。; 碳的含量愈高，钢材的强度愈高，但其塑性、韧性、冷弯性能、冲击韧性和可焊性以及抗锈蚀性能等都显著降低，尤其是可焊性和负温冲击韧性。 因此作为建筑钢结构材料只能是低碳量，要求含碳量≤0.22%。对于焊接结构，为保证其良好的可焊性，通常要求含碳量≤0.20%。; 锰的含量过高对可焊性不利，故需加以限制。 普通碳素钢中锰的含量约为0.3% ～ 0.8%，16Mn钢中锰含量则达到1.2%～0.55%。; 适量的硅可提高钢的强度，而对其他性能影响较小，但含量过高则对钢的塑性、韧性、抗锈蚀能力以及可焊性有降低作用。 一般低碳钢中硅的含量为0.12%～0.30%，低合金钢中应为0.20%～0.55%。; 硫是钢材的一种有害杂质，硫与铁的化合物硫化铁（FeS）,散布在纯铁体的间层中，在800～1210℃时熔化而使钢材出现裂纹，称为“热脆”现象。 另外，含硫量增大，会降低钢材的塑性、冲击韧性、疲劳强度、抗锈蚀性和可焊性。 故应严格控制其含量，一般不应超过0.035% ～ 0.050% 。; 磷是钢材的一种有害杂质。磷虽然能提高钢的强度和抗锈蚀能力，但会降低钢的塑性、冲击韧性、冷弯性能和可焊性，尤其是磷使钢在低温时韧性降低而产生脆性破坏，称为“冷脆”现象。 故对磷的含量要严格控制，一般不超过0.035%～0.045%。 ; 氧是钢材的一种有害杂质。氧通常是在钢熔融时由空气或水分分解而进入钢液，冷却后残留下来。氧的有害影响同硫，且更甚，使钢材“热脆”，一般含量应低于0.05%。 氮作为有害杂质，可能从空气进入高温的钢液中。氮的影响与磷相似，会使钢材“冷脆”，一般氮的含量应低于0.008%。; 氢作为有害杂质，通常也是由空气或水分分解而进入钢液。氢在低温时易使钢材呈脆性破坏，产生所谓的“氢脆”破坏现象。 钢材在冶炼和轧制过程中，由于工艺参数控制不严等问题，缺陷在所难免，常见的缺陷常见的缺陷有偏析、夹杂、裂缝、分层、过热或过烧、脱碳、机械性能不合格等。 ; 3.处理与防治 钢材的质量主要取决于冶炼、浇铸和轧制过程中的质量控制，普通低碳钢的八种化学成分均对钢材的性能有不利影响，其中的C、Mn、Si是有益元素，但不可过量，S、P、O、N、H纯属有害杂质，钢结构的先天性材质缺陷应由冶金部门处理，从炼钢工艺上得到根本性解决，应根据《碳素结构钢》(GB 700-88)和《低合金结构钢》(GB 1591-88)的规定，加以严格控制。;（二） 钢构件的加工制作