钢结构的疲劳破坏事故

钢结构易发生的工程事故有哪些一、钢结构承载力和刚度失效。

二、钢结构失稳。

钢结构的失稳主要发生在轴压、压弯和受弯构件。

三、钢结构疲劳破坏。

热门城市：中山律师宁德律师商丘律师固原律师乐山律师钦州律师荆门律师常州律师海东律师鞍山律师钢结构是一种新型的结构体系，有着各种各样的优点，随着钢结构的不断发展，许多其他的结构体系都在被取代，我国的钢结构也在蓬勃发展。

但是钢结构也有其不足的地方，他的一些缺陷可能造成事故。

下面小编就为您介绍钢结构易发生的工程事故有哪些。

钢结构的事故按破坏形式大致可分为：钢结构承载力和刚度失效;钢结构失稳;钢结构疲劳;钢结构脆性断裂和钢结构的腐蚀等几种。

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材料强度被超越而导致破坏。

其主要原因为：①钢材的强度指标不合格。

合格钢结构设计中有两个重要强度指标：屈服强度fy;另外，当结构构件承受较大剪力或扭矩时，钢材抗剪强度fv也是重要指标。

②连接强度不满足要求。

焊接连接的强度取决于是否与母材匹配的焊接材料强度、焊接工艺、焊缝质量和缺陷及其检查控制、焊接对母材热影响区强度的影响等;螺栓连接强度的影响因素为：螺栓及其附件材料的质量以及热处理效果(高强螺栓)、螺栓连接的施工技术工艺的控制，特别是高强螺栓预应力控制和摩擦面的处理、螺栓孔引起被连接构件截面的削弱和应力集中等。

③使用荷载和条件的变化。

包括计算荷载的超载、部分构件退出工作引起其他构件增载、意外冲击荷载、温度变化引起的附加应力、基础不均匀沉降引起的附加应力等。

2、钢结构刚度失效指产生影响其继续承载或正常使用的塑性变形或振动。

其主要原因为：①结构或构件的刚度不满足设计要求如轴压构件不满足长细比要求;受弯构件不满足允许挠度要求;压弯构件不满足上述两方面要求等。

②结构支撑体系不够。

支撑体系是保证结构整体和局部刚度的重要组成部分，它不仅对抵制水平荷载、抗振动有利，而且直接影响结构正常使用(如工业厂房当整体刚度不足时，在吊车运行过程中会产生振动和摇晃)。

钢结构常见质量事故研究作者：毛卓奇来源：《中国建筑金属结构·下半月》2013年第07期摘要：随着我国城镇化建设不断深入推进，钢结构工程越来越受到人们的普遍关注。

然而，钢结构质量事故却没有得到应有的重视。

如何提高钢结构工程质量问题是一项重要的课题。

本文对钢结构的缺陷、钢结构几种常见的质量事故破坏形式进行了研究，以期为提高我国钢结构工程质量提供理论参考。

关键词：钢结构；质量事故；缺陷；破坏形式中图分类号：TU391 文献标识码：A 文章编号：1671-3362（2013）07-0038-011 钢结构的缺陷1.1 钢材材料自身缺陷钢材是钢结构的基本原材料，如果钢材质量存在缺陷则可想而知会严重影响钢结构工程质量。

钢材质量的控制，要从冶炼、浇注与轧制等环节中认真做好质量控制工作。

假如在这些环节中存在一些问题则会导致钢材质量明显下降以及并存在多种缺陷。

人们在实践中发现，钢材料的缺陷主要有发裂、夹层、微孔、白点、内部破裂、氧化铁皮、斑疤、夹杂、划痕、切痕、过热、过烧、脱炭、机械性能不合格、化学成分不合格等缺陷。

这些缺陷的发生，在后期可以通过一定方法来补救，比如采取简单处理方式则可恢复其性能，然而有一部分缺陷在热处理、焊接与冷加工等过程中是可以引发各类裂纹，而这些裂纹在很大程度上会给钢结构带来一系列初始缺陷的影响，尤其是在受到外界应力以及承受动力荷载时则会给钢结构造成局部性的脆性断裂[1]。

1.2 加工制作中可能存在的缺陷研究表明，钢结构在加工制作中所存在的缺陷主要有如下几个方面：1.2.1 构件在加工制作中会产生多种缺陷比如所选择的钢材之性能没有达标，导致其在切割、冲孔、冷加工等过程中造成硬化与微裂纹；由于构件在热加工中引发的残余应力使得放样尺寸会存在一定的误差。

1.2.2 在焊接工艺中如果处理不当也会存在多个缺陷比如由于受到热的影响而导致母材韧性有所降低、钢材发生硬化甚至变脆与开裂；出现焊接残余应力；出现裂纹、气孔、夹渣、焊瘤、烧穿、弧坑、咬边、未熔合与未焊透等多个焊接缺陷。

摘要随着国民经济和科学技术的发展，钢结构的应用范围日趋广泛，由于其应用及结构形式发展较快，也带来一些新问题。

本文首先论述了钢结构的优点和应用前景，并从钢结构工程的深化设计、加工制作安装施工、使用过程的三个阶段出现的问题并导致结构的损伤与破坏的事故，结合生产生活中的实际案例对事故的类型、原因进行了解剖分析。

同时针对建筑工程中钢结构事故的破坏形式如：钢结构失稳，钢结构的脆性断裂，钢结构承载力和刚度失效，钢结构疲劳破坏和钢结构的腐蚀破坏等分析了产生事故的原因并提出了预防措施。

探讨了钢结构工程的深化设计开始把关，继而提出了做好钢结构构件加工质量的控制，并以严、准、细的要求控制钢结构施工安装的相应对策，将钢结构事故发生的可能性降到最低。

钢结构事故现象及原因分析一、钢结构的前景钢结构作为一种新型的结构体系，以其强度高、自重轻、塑性和韧性好、抗震性能优越、工厂化生产程度高、装配方便、造型美观、综合经济效益显著等一系列优点，受到国内外建筑师和结构工程师的青睐，近二十多年来，我国钢结构在工程建设中得到了更为广泛的应用，在材料、加工工艺、施工技术、理论分析和设计方法等诸方面都有了飞速发展和进步，应用钢结构已成为当前的一大“热点”，展现了其广阔的、具有强大生命力的前景。

在高层、大跨建筑领域显示出其无与伦比的优势。

钢结构的形式与应用范围是非常广泛的，在形式上有普钢结构、轻钢结构、空间结构、张拉结构等；应用范围，既有民用建筑钢结构、公共建筑钢结构、工业厂房钢结构、桥梁钢结构，又有特种构筑物(塔桅、储藏库、管道支架、栈桥等)钢结构等，既可应用于高度达400多米以上的高层建筑，跨度达200多米的空间结构，又可应用于几米跨度的建筑结构。

但任何事物都有着它的两面性，钢结构也有其自身的缺陷和不足，钢结构在具体应用中，也会存在一些质量问题，会发生一些工程事故，所以应采取一些积极措施加以预防[1]。

二、钢结构事故的原因（一）设计阶段的原因结构设计[2]方案不合理；计算简图不当，结构计算错误；对结构荷载实际受力情况估计不足；材料选择不宜(如强度、韧性、疲劳、焊条、焊丝、焊接方法、焊接性能等)；结构节点不合理或不完善；未充分考虑加工制作与安装施工和使用阶段工艺特点、防腐、防高温、防冷脆措施不足；没有按设计规范或没有相应的规范、规程规定。

钢结构脆性断裂与疲劳破坏浅析一、脆性断裂钢材或钢结构的脆性断裂是指应力低于钢材抗拉强度或屈服强度情况下发生突然断裂的破坏。

钢结构尤其是焊接结构，由于钢材、加工制造、焊接等质量和构造上的原因，往往存在类似于裂纹性的缺陷。

脆性断裂大多是因这些缺陷发展以致裂纹失稳扩展而发生的，当裂纹缓慢扩展到一定程度后，断裂即以极高速度扩展,脆断前无任何预兆而突然发生破坏。

钢结构脆性断裂破坏事故往往是多种不利因素综合影响的结果，主要是以下几方面：(1)钢材质量差、厚度大：钢材的碳、硫、磷、氧、氮等元素含量过高，晶粒较粗，夹杂物等冶金缺陷严重，韧性差等；较厚的钢材辊轧次数较少，材质差、韧性低，可能存在较多的冶金缺陷。

(2)结构或构件构造不合理：孔洞、缺口或截面改变急剧或布置不当等使应力集中严重。

(3)制造安装质量差：焊接、安装工艺不合理,焊缝交错，焊接缺陷大，残余应力严重；冷加工引起的应变硬化和随后出现的应变时效使钢材变脆。

(4)结构受有较大动力荷载或反复荷载作用：但荷载在结构上作用速度很快时（如吊车行进时由于轨缝处高差而造成对吊车梁的冲击作用和地震作用等），材料的应力-应变特性就要发生很大的改变。

随着加荷速度增大，屈服点将提高而韧性降低。

特别是和缺陷、应力集中、低温等因素同时作用时，材料的脆性将显著增加。

(5)在较低环境温度下工作：当温度从常温开始下降肘,材料的缺口韧性将随之降低,材料逐渐变脆。

这种性质称为低温冷脆。

不同的钢种，向脆性转化的温度并不相同。

同一种材料,也会由于缺口形状的尖锐程度不同，而在不同温度下发生脆性断裂。

所以，这里所说的"低温"并没有困定的界限。

为了确定缺口韧性随温度变化的关系，目前都采用冲击韧性试验。

显而易见,随着温度的降低，Cv能量值迅下降，材料将由塑性破坏转变为脆性破坏。

同时可见，钢材由塑性破坏到脆性破坏的转变是在一个温度区间内完成的，此温度区T1－T2称为转变温度区。

在转变温度区内，曲线的转折点〈最陡点〉所对应的温度T0称为转变温度。

工程事故分析钢结构脆性破坏事故分析王元清(清华大学土木工程系 100084) 钢结构的破坏通常可分为塑性和脆性两种形式。

其中脆性破坏是结构极限状态中最危险的破坏形式之一,这主要由于它的发生往往很突然、没有明显的塑性变形,而且构件破坏时的承载能力很低,带来的损失也十分惊人。

1　钢结构脆性事故的原因分析钢结构,特别是焊接钢结构受材料性质、加工工艺等方面因素影响,不可避免地存在各种缺陷,加之使用条件的不利作用(如超载、低温、动载等),易发生各类事故。

而在钢结构的事故中,脆性破坏占相当大的比例。

文献[5]给出了钢结构事故中各种破坏类型所占的比例(见表1)。

可见,有必要深入开展钢结构的脆性破坏方面的研究。

表1　钢结构各破坏类型在工程事故中所占的百分比破坏类型1951～197759起事故1951～195969起事故1950～1975100起事故整体或局部失稳224441母材破坏　塑性破坏脆性破坏62717814钢材的疲劳破坏1653(考虑焊缝)焊接连接的破坏152624螺栓连接的破坏43其它类型破坏1087早在1971年国际焊接协会(International Insti-tute of W elding)就对60个焊接钢结构脆性破坏实例进行了统计分析[1],并根据所占比例总结出14个最主要的影响因素(参见表2)。

其中每个脆性破坏的实例并不是由单一因素引起的,而是多个因素共同作用的结果,所以表中列举的实例总数不是60个,而是126个。

表2　国际焊接协会对焊接钢结构脆性破坏的实例统计分析结果序号影响因素实例数　百分比1钢材对裂纹的敏感性2620.62结构构造缺陷1814.33构件的焊接残余应力1713.54钢材冷作与变形硬化1411.15疲劳裂纹97.26其它焊缝缺陷97.27结构工艺缺陷97.28结构超载8 6.39构件的热应力6 4.810焊接热影响区的裂纹3 2.411钢材的热处理3 2.412焊缝的裂纹2 1.613钢材的冷加工10.714腐蚀裂纹10.7总 计126100.0 作者在留学期间曾对前苏联223个工程中发生的350个钢结构脆性破坏实例进行了统计分析[2]。

浅析钢结构加固摘要：钢结构工程是以钢材制作为主的结构，是主要的建筑结构类型之一。

关键词：钢结构加固随着科技的发展新型材料的运用越来越广泛，以钢结构为主体的建筑，成为发展的主流，近年来，钢结构更加广泛应用于公共建筑中，我国目前不仅能生产各种类型的建筑钢材，同时钢材生产的新技术、新工艺、新产品日益也增多，如彩钢压型板、彩钢复合板、彩钢扣板、拱形厂房及彩钢制品等的生产，使建筑结构充满现代化时代气息，实际证明钢结构建筑在我国更具有广阔的发展前景。

一、钢结构加固的主要依据《钢结构工程施工质量验收规范》（gb50205-2001）《建筑钢结构焊接技术规程》（jgj81-2002、j218-2002）《高层民用建筑钢结构技术规程》（jgj99-98）二、钢结构的材料事故1、钢结构的材料事故是指由于材料本身的原因引起的事故。

钢结构所用材料包括钢材和连接材料两大类。

影响钢材性能的主要因素有有害化学成分超标、冶金轧制缺陷、硬化使钢材的塑性和韧性降低、应力集中以及温度过高或过低等。

引发钢结构材料事故的常见因素有钢材质量不合格、螺栓质量不合格、焊接材料质量不合格、设计选材不当、制作安装工艺不合理、母材与焊接材料不匹配、随意混用或替代材料等。

2、材料事故的处理方法：因地制宜的选用合适的材料，严禁使用不合格材料；选择恰当的施工工艺，严格按照设计与相关规范进行制作、安装。

并实际使用中进行定期检查和维修。

三、钢结构的变形事故钢结构的变形包括：钢结构总体变形和局部变形；钢结构初始变形和加工制作中的变形。

焊接主要总体变型，钢屋架倾斜弯曲事故，钢屋架方贤头超长质量事故，捍条承载力失效变形事故，轻钢屋。

四、钢结构的疲劳破坏事故疲劳破坏就是微裂缝的萌生，缓慢扩展，和最终迅速断裂的过程。

疲劳破坏的影响同素有：疲劳荷载，断裂韧性，应力幅；循环次邮构造细节。

提高和改善疲劳性能的措施：正确选材，采用合理的构造细节，减小应力集中程度，严格控制施工质量，疲劳设计准则无限寿命设计，有限寿命设计，破损－安全设计。

浅谈如何防止钢结构在施工过程中坍塌摘要：文章结合工程事故的实例，分析了各类钢结构工程事故的类型、产生的原因以及钢管结构构造的要求及计算，进而有针对性地进行质量控制，采取防范措施，以减少钢结构在施工过程中事故的发生。

关键词：钢结构；坍塌事故；质量控制随着建筑业新工艺、新材料的不断出现，在建筑生产中钢结构以一种新型的结构体系被越来越广泛地运用。

钢结构具有样式多变，形式轻盈，自重轻、施工周期短、韧性和塑性好、装配方便、抗震性能优越、综合经济效益显著、又能结合卡布隆、复合轧型板、彩钢板等新型封闭材料使得外观优美等一系列优点，很受国内外结构工程师和建筑师的喜爱，在大型建筑领域显示出的优势无与伦比。

我国国内钢结构建筑领域取得了很大成就，显露出蓬勃的发展势头。

然而，因为钢结构的施工难度大、受力体系缜密、施工工艺复杂，使得钢结构在施工过程中坍塌等施工质量问题也不可避免，给建筑业和人民群众的生命财产安全造成危害。

所以，我们要客观全面地分析和认识钢结构工程中存在的问题，以减少工程事故的发生。

一、钢结构工程各类坍塌事故分析（一）钢结构的锈蚀破坏事故由于外界的介质和钢材相互作用引发的的损坏称为腐蚀或锈蚀，其中包括电化学锈蚀和化学锈蚀两种，钢材锈蚀多为电化学锈蚀或者电化学和化学锈蚀共同作用造成的。

锈蚀会降低钢构件的承载力，削弱钢构件的截面，严重影响钢结构的耐久性，甚至引发钢结构的脆性破坏。

为避免或延缓锈蚀，钢结构可采用金属覆盖法或涂料覆盖法。

例如，某地的单位食堂屋盖是直径17.5m的悬索结构，悬索为直径是7.5mm的钢绞索，整体是直径为17.5m的圆形砖墙上扶壁柱承重的单层建筑。

此建筑在它建成的20年之后屋盖突然发生了整体坍塌事故，全部的钢绞索都被折断，不过周围圈梁和砖墙并没有任何的塌陷损坏。

最后，调查结果表明主要的事故原因是食堂内温度高，空气湿度较大，承载力降低，钢绞索长时间锈蚀，截面减小，通风不畅。

（二）钢结构的变形事故钢结构变形将影响组装和连接，降低结构的稳定性和整体刚度，并可能降低构件的承载力，产生附加应力进而诱发钢结构的变形事故。

各国海洋钻井平台疲劳现代海洋钢结构如移动式钻井平台，特别是固定式桩基平台，在恶劣的海洋环境中受风浪和海流的长期反复作用和冲击振动；在严寒海域长期受冰载及流冰随海潮对平台的冲击碰撞；另外低温作用以及海水腐蚀介质的作用等都给钢结构平台带来极为不利的影响。

突出问题就是海洋钢结构的脆性断裂和疲劳破坏。

其中，疲劳破坏仍是长期未能解决的严重问题，危害着海洋钢结构的安全使用。

此外，还有由于海水的浸蚀和静应力长期作用材质脆化而产生的应力腐蚀，即所谓的“静疲劳”。

更为严重的是随机荷载下的腐蚀疲劳。

高应力集中的钢管节点更是海洋钢结构的薄弱环节。

自海洋平台结构兴起的短短几十年来，管节点的疲劳破坏事故已发生多起。

如1965年12月27日海宝石号（Sea Gem.）正值准备移位之际，突然发生破坏而倾覆沉没，13人丧生。

事后检验证明主要是由平台支柱贴角焊缝疲劳开裂所致。

1966～1967年间赛德柯（Sedco）型三角形半潜式钻井平台135－B，－C，－E，－F都在尾部φ2.75m的水平撑杆节点发生不同程度的疲劳断裂。

海探险号（Sea Quest）在欧洲北海仅经过89天的作业就发现了长达700mm的疲劳裂纹，其破坏也是始于节点焊缝附近高应力集中造成的裂纹源。

又如墨西哥湾的一座固定平台节点焊缝疲劳断裂是由于过多的海生物附着于构件表面，使其直径增大至600mm，加大了波阻压力，促使疲劳破坏。

1980年3月27日6时许，英国北海爱科菲斯科油田的A.L.基儿兰德号平台突然从水下深部传来一次震动，紧接着一声巨响，平台立即倾斜、短时间内翻于海中，虽经多方抢救，仅生还89人，其余123人丧生，事后调查分析弄清事故是由于撑杆中水声器支座中疲劳裂纹萌生、扩展、致使撑杆迅速断裂。

由于撑杆断裂致使相邻五个支杆因过载而破坏，接着所支撑的承重腿柱破坏，整个平台失去平衡，20min内平台全部倾覆，造成巨大经济损失。

钢结构的事故及分析摘要：钢结构虽然有很多优点，但是其自身不可回避的缺点也给工程实际带来了许多事故，为此文章对钢结构的事故种类进行了总结分析，将钢结构事故分为了材料事故、变形事故、失稳事故、疲劳破坏事故、腐蚀事故、火灾事故等。

并且对事故原因防治措施提出了合理建议。

关键词：钢结构、事故、作为一种新型的结构体系，钢结构以其强度高、自重轻、塑性和韧性好、抗震性能优越、工厂化生产程度高、装配方便、造型美观、综合经济效益显著等一系列优点，受到国内外建筑师和结构工程师的青睐，在高层、大跨建筑领域显示出其无与伦比的优势。

我国国内建筑领域的钢结构也同其它发达国家一样，呈现出蓬勃发展的势头，取得了很大成就。

但任何事物都有着它的两面性，钢结构也有其自身的缺陷和不足: 稳定性差、脆性断裂、耐火性能不理想、不具耐腐蚀性。

由此引发的工程事故也是屡见不鲜。

钢结构事故造成了巨大的经济损失和人员伤亡，其中较为严重的有：1907年，加拿大魁北克桥(Quebec)在架设过程中由于悬臂端的杆件失稳，导致桥上75人遇难；1960年，罗马尼亚布加勒斯特的一座直径为90m的圆球面单层网壳因失稳发生倒塌事故；1978年，美国哈特福特城的体育场网架因为压杆弯曲而坠落到地面；2007年，上海环球金融中心在施工中发生火灾事故，使整个钢结构性能被破坏。

而2003年，美国纽约世贸中心大楼在9.11事件中的轰然倒塌，这场恶梦更使工程界人士认识到开展钢结构工程事故分析的重要性。

经过多年研究观察，钢结构事故可以分为以下几种：1. 钢结构的材料事故钢结构材料事故是指由于材料本身的原因引起的事故。

钢结构所用材料包括钢材（Q235、16Mn、15MnV等）和连接材料（螺栓、焊材等）两大类。

影响钢材性能的主要因素有有害化学成分超标、冶金轧制缺陷、硬化使钢材的塑性和韧性降低、应力集中以及温度过高或过低等。

引发钢结构材料事故的常见因素有钢材质量不合格、螺栓质量不合格、焊接材料质量不合格、设计选材不当、制作安装工艺不合理、母材与焊接材料不匹配、随意混用或替代材料等。

钢结构易发生的工程事故有哪些一、钢结构承载力和刚度失效。

二、钢结构失稳。

钢结构的失稳主要发生在轴压、压弯和受弯构件。

三、钢结构疲劳破坏。

热门城市：中山律师宁德律师商丘律师固原律师乐山律师钦州律师荆门律师常州律师海东律师鞍山律师钢结构是一种新型的结构体系，有着各种各样的优点，随着钢结构的不断发展，许多其他的结构体系都在被取代，我国的钢结构也在蓬勃发展。

但是钢结构也有其不足的地方，他的一些缺陷可能造成事故。

下面小编就为您介绍▲钢结构易发生的工程事故有哪些。

钢结构的事故按破坏形式大致可分为：钢结构承载力和刚度失效;钢结构失稳;钢结构疲劳;钢结构脆性断裂和钢结构的腐蚀等几种。

▲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材料强度被超越而导致破坏。

其主要原因为：①钢材的强度指标不合格。

合格钢结构设计中有两个重要强度指标：屈服强度fy;另外，当结构构件承受较大剪力或扭矩时，钢材抗剪强度fv也是重要指标。

②连接强度不满足要求。

焊接连接的强度取决于是否与母材匹配的焊接材料强度、焊接工艺、焊缝质量和缺陷及其检查控制、焊接对母材热影响区强度的影响等;螺栓连接强度的影响因素为：螺栓及其附件材料的质量以及热处理效果(高强螺栓)、螺栓连接的施工技术工艺的控制，特别是高强螺栓预应力控制和摩擦面的处理、螺栓孔引起被连接构件截面的削弱和应力集中等。

③使用荷载和条件的变化。

包括计算荷载的超载、部分构件退出工作引起其他构件增载、意外冲击荷载、温度变化引起的附加应力、基础不均匀沉降引起的附加应力等。

2、钢结构刚度失效指产生影响其继续承载或正常使用的塑性变形或振动。

其主要原因为：①结构或构件的刚度不满足设计要求如轴压构件不满足长细比要求;受弯构件不满足允许挠度要求;压弯构件不满足上述两方面要求等。

②结构支撑体系不够。

支撑体系是保证结构整体和局部刚度的重要组成部分，它不仅对抵制水平荷载、抗振动有利，而且直接影响结构正常使用(如工业厂房当整体刚度不足时，在吊车运行过程中会产生振动和摇晃)。