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常见钢结构缺陷问题的分析——钢材性能加工工艺
发布者:master
发布时间:2022-12-01 08:58:00
钢结构缺陷的产生主要从以下几个方面来进行分析:钢材性能、设计、制造、施工、环境、使用维护等,本篇主要从钢材性能加工工艺方面进行阐述。
钢结构的加工制作是由一系列工序组成的,因此钢结构的缺陷也就可能产生于各工种的加工工艺中。
1.钢构件的加工制作及其可能产生的缺陷钢构件的加工制作工艺主要包括:
(1)钢材和型钢的材质试验;
(2)钢材的矫正(常温机械矫正或加热后矫正)和钢材表面清洗除锈;
(3)放样和划线;
(4)构件切割;
(5)构件的组焊与加工。
2.构件加工制作可能产生的缺陷主要有:
(1)选用钢材的性能不合格或选材不合适;
(2)矫正时引起的冷热硬化;
(3)尺寸偏差而造成的缺陷;
(4)切割边未作加工或加工未达到要求;
(5)构件的冷加工引起的钢材硬化和微裂纹;
(6)构件的热加工引起的残余应力等。
3.钢结构的焊接过程中可能产生的缺陷
(1)热影响区母材的塑性、韧性降低、钢材硬化、变脆和开裂;
(2)由于焊接残余应力和残余应变而降低构件的刚度和稳定性;
(3)其他焊接缺陷:如裂纹、气孔、夹渣、焊瘤、烧.穿、弧坑、咬边、未熔合和未焊透等。
4.钢结构采用铆钉连接时可能产生的缺陷
(1)铆钉孔引起构件截面削弱;
(2)铆合质量差,铆钉松动;
(3)铆合温度过高,引起局部钢材硬化;
(4)板件间紧密度不够等。
5.钢结构的螺栓连接可能产生的缺陷
(1)螺栓的分类。
用于钢结构建筑连接的螺栓可分为普通螺栓和高强度栓,普通螺栓中,按加工精度及强度不同分为A级、B级和C级,通常采用的是C级普通螺栓,高强度螺栓连接可分为摩擦型和承压型两种,通常采用摩擦型高强度螺栓。
(2)普通螺栓按传力方式分类。
主要分为抗剪螺栓、抗拉螺栓和拉剪螺栓。其中抗剪普通螺栓的破坏形式有4种。
a.螺栓杆剪切破坏:当螺栓直径较细而被连接钢材较厚时;
b.螺栓孔挤压或承压破坏:当螺栓直径较粗而被连接钢材较薄时;
c.构件净截面强度破坏:当构件开口较多使截面削弱较大时;
d.螺栓杆弯曲破坏:当螺栓直径杆较长、较细时,抗拉螺栓的破坏主要是在螺母下螺纹削弱处被拉断。
(3)高强螺栓的连接。
高强度螺栓摩擦型连接在受剪设计时以外剪力达到板件接触面间由螺栓拧紧力所提供的可能最大摩擦力为极限状态,亦即应保证连接在整个使用期间外剪力不超过最大摩擦力。这样板件间不会发生相对滑移变形,因而其整体性和刚度好、变形小、受力可靠、耐疲劳。构件的接触面(摩擦面)通常需特殊处理(如喷砂、喷砂后生赤锈或涂无机富锌漆等),使其洁净并粗糙,以提高其抗滑移系数。
(4)螺栓连接工艺给钢结构带来的主要缺陷。
a.螺栓孔引起的构件截面削弱;
b.普通螺栓连接在长期动荷载作用下引起的螺栓松动;
c.高强度螺栓连接预应力松弛引起的滑移变形;
d.螺栓及附件钢材质量不符合设计要求;
e.钢结构的防护涂层缺陷。
(来源:《工业建筑》段宇著)