1、 钢结构分析与事故处理21.1 钢结构的缺陷钢结构的缺陷1.1.1 缺陷的概念缺陷的概念 由于人为（勘察、设计、施工、使用）或自然（地由于人为（勘察、设计、施工、使用）或自然（地质、气候）原因，致使建筑物出现影响正常使用以及承质、气候）原因，致使建筑物出现影响正常使用以及承载力、耐久性、整体稳定性等不足的问题。载力、耐久性、整体稳定性等不足的问题。缺陷缺陷表现为具有影响正常使用以及承载力、耐久表现为具有影响正常使用以及承载力、耐久性、完整性的种种隐藏的和显露的不足。但缺陷往往是性、完整性的种种隐藏的和显露的不足。但缺陷往往是产生事故的直接或间接原因，而事故往往是缺陷的质变产生事故的直接或间接原2、因，而事故往往是缺陷的质变和经久不加处理的发展。和经久不加处理的发展。缺陷的分类：按照严重程度分为：按照严重程度分为：o轻微缺陷：轻微缺陷：不影响建筑结构的承载力、刚度及其完不影响建筑结构的承载力、刚度及其完整性，也不影响建筑结构的近期使用；整性，也不影响建筑结构的近期使用；o使用缺陷使用缺陷:非破坏性缺陷。它不影响建筑结构的承非破坏性缺陷。它不影响建筑结构的承载力，但却影响其使用功能，或使结构的使用性能载力，但却影响其使用功能，或使结构的使用性能下降，有时还会使人产生不舒适感和不安全感。例下降，有时还会使人产生不舒适感和不安全感。例如，钢粱较大的挠度等如，钢粱较大的挠度等 o危及承载力缺陷危3、及承载力缺陷:由于材料强度不足、构件截面尺由于材料强度不足、构件截面尺寸不够、构件残缺有伤、安装连接构造质量低劣等寸不够、构件残缺有伤、安装连接构造质量低劣等原因直接威胁到构件甚至整个结构的承载力和稳定原因直接威胁到构件甚至整个结构的承载力和稳定性。性。41.1.2 1.1.2 钢结构缺陷的类型及原因钢结构缺陷的类型及原因 1钢材的先天性缺陷钢材的先天性缺陷（1）化学成分缺陷）化学成分缺陷。有害杂质对钢材性能的影响极大，。有害杂质对钢材性能的影响极大，应加以严格控制。应加以严格控制。（2）冶炼及轧制缺陷。）冶炼及轧制缺陷。在冶炼和轧制时，因工艺参数控在冶炼和轧制时，因工艺参数控制不严等产生表面4、缺陷和内部缺陷。如偏析、夹杂、裂制不严等产生表面缺陷和内部缺陷。如偏析、夹杂、裂纹、分层、过烧、气泡、内部破裂及机械性能不合格等。纹、分层、过烧、气泡、内部破裂及机械性能不合格等。2.钢构件的加工制作缺陷钢构件的加工制作缺陷 钢结构构件的加工方法钢结构构件的加工方法：剪、冲、切、折、割、剪、冲、切、折、割、钻、铆、焊、喷、压、滚、弯、刨、铣、磨、锯、钻、铆、焊、喷、压、滚、弯、刨、铣、磨、锯、涂、抛、热处理等。涂、抛、热处理等。1 1）选材不合格；）选材不合格；2 2）原材料矫正引起冷作硬化；）原材料矫正引起冷作硬化；3 3）放样、号料尺寸超公差；）放样、号料尺寸超公差；4 4）切割边未加工或5、达不到要求；）切割边未加工或达不到要求；5 5）孔径误差；）孔径误差；6 6）冲孔未作加工，存在硬化区和微裂纹；）冲孔未作加工，存在硬化区和微裂纹；7 7）构件冷加工引起钢材硬化和微裂纹；）构件冷加工引起钢材硬化和微裂纹；8 8）构件热加工引起的残余应力；）构件热加工引起的残余应力；9 9）表面清洗防锈不合格；）表面清洗防锈不合格；1010）钢构件外型尺寸超公差。）钢构件外型尺寸超公差。3.钢结构的连接缺陷钢结构的连接缺陷（1）螺栓连接缺陷）螺栓连接缺陷：1 1）螺栓孔引起构件截面削弱；）螺栓孔引起构件截面削弱；2 2）普通螺栓连接在长期动载作用下的螺栓松动；）普通螺栓连接在长期动载作用下的螺6、栓松动；3 3）高强螺栓连接预应力松弛引起的滑移变形；）高强螺栓连接预应力松弛引起的滑移变形；4 4）螺栓及附件钢材质量不合格；）螺栓及附件钢材质量不合格；5 5）孔径及孔位偏差；）孔径及孔位偏差；6 6）摩擦面处理达不到设计要求。）摩擦面处理达不到设计要求。3.钢结构的连接缺陷钢结构的连接缺陷（2）焊接连接缺陷）焊接连接缺陷：1 1）焊接材料不合格。一是焊接材料本身质量问题；二是焊）焊接材料不合格。一是焊接材料本身质量问题；二是焊接材料与母材不匹配；三是不注意焊接材料的烘焙工作。接材料与母材不匹配；三是不注意焊接材料的烘焙工作。2 2）焊接引起焊缝热影响区母材的塑性和韧性降低，使钢材）焊接引7、起焊缝热影响区母材的塑性和韧性降低，使钢材硬化、变脆和开裂。硬化、变脆和开裂。3 3）因焊接产生较大的焊接残余变形。）因焊接产生较大的焊接残余变形。4 4）因焊接产生严重的残余应力或应力集中。）因焊接产生严重的残余应力或应力集中。5 5）焊缝存在的各种缺陷。如裂纹、焊瘤、边缘未熔合、未）焊缝存在的各种缺陷。如裂纹、焊瘤、边缘未熔合、未焊透、咬肉、夹渣和气孔等。焊透、咬肉、夹渣和气孔等。4.钢结构运输、安装和使用维护中的缺陷钢结构运输、安装和使用维护中的缺陷 1 1）运输过程中引起结构或构件较大的变形和损伤；）运输过程中引起结构或构件较大的变形和损伤；2 2）吊装过程中引起结构或构件较大的变形和8、局部失稳；）吊装过程中引起结构或构件较大的变形和局部失稳；3 3）安装过程中没有足够的临时支撑或锚固，导致结构或构）安装过程中没有足够的临时支撑或锚固，导致结构或构件产生较大变形，丧失稳定性，甚至倾覆；件产生较大变形，丧失稳定性，甚至倾覆；4 4）现场焊接及螺栓连接质量达不到设计要求：）现场焊接及螺栓连接质量达不到设计要求：5 5）使用期间由于地基不均匀沉陷、温度应力以及人为因素）使用期间由于地基不均匀沉陷、温度应力以及人为因素造成的结构损坏；造成的结构损坏；6 6）不能定期维护，致使结构腐蚀严重，影响到结构的耐久）不能定期维护，致使结构腐蚀严重，影响到结构的耐久性。性。91.1.3 1.1.9、3 钢结构缺陷的检测方法钢结构缺陷的检测方法 1钢材化学成分缺陷的检测钢材化学成分缺陷的检测 化学成分的化验问题。采用的检测方法和手段化学成分的化验问题。采用的检测方法和手段有很多，例如，质谱仪、色谱仪、光谱仪、核磁共有很多，例如，质谱仪、色谱仪、光谱仪、核磁共振等。试验方法，通常从构件中钻取试样检测。振等。试验方法，通常从构件中钻取试样检测。2钢材冶金及轧制缺陷的检测钢材冶金及轧制缺陷的检测 通常用宏观检查、机械法以及超声波探伤相结通常用宏观检查、机械法以及超声波探伤相结合进行检测。例如气泡的检测，首先是宏观检查确合进行检测。例如气泡的检测，首先是宏观检查确定部位，然后用手锤敲打凸包处，如听10、有声响便是定部位，然后用手锤敲打凸包处，如听有声响便是气泡。气泡。3.构件加工制作缺陷的检测构件加工制作缺陷的检测检测的项目：检测的项目：1 1）构件的外观检查；）构件的外观检查；2 2）构件制作允许偏差检查；）构件制作允许偏差检查；3 3）构件制孔的允许偏差检查；）构件制孔的允许偏差检查；4 4）构件螺栓孔距的允许偏差检查；）构件螺栓孔距的允许偏差检查；5 5）构件端部铣平的允许偏差检查；）构件端部铣平的允许偏差检查；6 6）磨光顶紧的构件组装面检查；）磨光顶紧的构件组装面检查；7 7）构件的裂缝检查。）构件的裂缝检查。检测方法检测方法：敲击、放大镜观察、滴油法等。：敲击、放大镜观察、滴油法11、等。4.钢结构连接缺陷的检测钢结构连接缺陷的检测（1 1）螺栓连接缺陷检测）螺栓连接缺陷检测 1 1）摩擦面的检测；）摩擦面的检测；2 2）拧紧力的检查；）拧紧力的检查；（2 2）焊缝连接缺陷的检测）焊缝连接缺陷的检测 1 1）外观检查、钻孔检查；）外观检查、钻孔检查；2 2）射线探伤、超声波探伤、磁粉探伤。）射线探伤、超声波探伤、磁粉探伤。各种检测方法存在各自的优缺点和适用范围，在实各种检测方法存在各自的优缺点和适用范围，在实际应用中，应结合钢结构对焊缝的质量要求综合选用。际应用中，应结合钢结构对焊缝的质量要求综合选用。5.钢结构运输、安装和使用维护中的检测钢结构运输、安装和使用维护中的检测12、 主要表现为钢结构或构件的过大变形、失稳以及耐主要表现为钢结构或构件的过大变形、失稳以及耐久性问题，检测方法主要依靠人工和测量仪器等。久性问题，检测方法主要依靠人工和测量仪器等。项目项目检查高强螺栓检查1.摩擦面确认检查2.出厂前组装的高强螺栓施工记录复核检查涂层检查1.构件被涂表面的处理情况检查2.误涂、漏涂、无脱皮和除锈检查3.涂层外观检查4.干漆膜允许偏差检查安装检查1.检查构件出厂合格证明及附件2.构件外观检查3.钢结构安装允许偏差检查4.安装焊缝质量检查5.高强螺栓初拧、终拧质量检查6.高强螺栓接头外观检查7.终拧扭矩检查8.扭剪型高强螺栓终拧检查9.补刷漆膜完整性检查10.干漆膜允13、许偏差检查141.1.4 1.1.4 钢结构缺陷的预防和处理钢结构缺陷的预防和处理钢结构的加工制作、安装及使用缺陷的处理与预防从以下钢结构的加工制作、安装及使用缺陷的处理与预防从以下方面入手：方面入手：1）设计人员应重视钢结构的节点构造设计。合理的节点）设计人员应重视钢结构的节点构造设计。合理的节点构造将会大大降低应力集中、残余应力、残余变形等缺构造将会大大降低应力集中、残余应力、残余变形等缺陷的影响程度。陷的影响程度。2）制造厂应重视加工制作过程中各个环节工艺的合理性）制造厂应重视加工制作过程中各个环节工艺的合理性和设备的先进性，尽量减少手工作业，力求全自动化，和设备的先进性，尽量减少手工作14、业，力求全自动化，并加强质量的监控和检验工作。并加强质量的监控和检验工作。3）施工单位应重视安装工序的合理性、人员的高素质以）施工单位应重视安装工序的合理性、人员的高素质以及现场质量检验工作，尤其不可忽视临时支撑和安全措及现场质量检验工作，尤其不可忽视临时支撑和安全措施。施。4）使用单位应重视定期维护工作，保证必要的耐久性。）使用单位应重视定期维护工作，保证必要的耐久性。151.2 钢结构事故种类和表现钢结构事故种类和表现1.2.1 钢结构的材料事故钢结构的材料事故 钢材和连接材料性能的好坏直接影响到钢结构的可靠性。钢材和连接材料性能的好坏直接影响到钢结构的可靠性。1材料事故的类型及产生的原因15、材料事故的类型及产生的原因 钢结构材料事故的产生原因如下：钢结构材料事故的产生原因如下：1）钢材质量不合格；）钢材质量不合格；2）铆钉质量不合格：）铆钉质量不合格：3）螺栓质量不合格；）螺栓质量不合格；4）焊接材料质量不合格；）焊接材料质量不合格；5）设计时选材不合理；）设计时选材不合理；6）制作时工艺参数不合理，钢材与焊接材料不匹配；）制作时工艺参数不合理，钢材与焊接材料不匹配；7）安装时管理混乱，导致材料混用或随意替代。）安装时管理混乱，导致材料混用或随意替代。2材料事故的处理方法材料事故的处理方法 常见的是构件裂缝，且裂缝纯属材料本身不合格所常见的是构件裂缝，且裂缝纯属材料本身不合格所引16、起。引起。（1）认真复检钢材及连接材料的各项指标，确认事故）认真复检钢材及连接材料的各项指标，确认事故原因；原因；（2）影响构件安全的裂缝，采用加固或更换构件的处）影响构件安全的裂缝，采用加固或更换构件的处理方法；理方法；（3）次要构件的裂纹，可采用焊补法处理；）次要构件的裂纹，可采用焊补法处理；（4）构件钢板夹层缺陷的处理）构件钢板夹层缺陷的处理：桁架节点板夹层处理桁架节点板夹层处理：承受静载或间接动载的桁架：承受静载或间接动载的桁架节点板，当夹层深度小于节点板厚度的节点板，当夹层深度小于节点板厚度的1/3时，将夹层时，将夹层表面铲成表面铲成V形坡口，作焊合处理；当夹层深度等于或大形坡口，作17、焊合处理；当夹层深度等于或大于节点板于节点板1/3高度时，应将节点板作拆换处理。高度时，应将节点板作拆换处理。2材料事故的处理方法材料事故的处理方法实腹梁、柱翼缘板夹层处理：实腹梁、柱翼缘板夹层处理：当承受静载的实腹梁和实腹当承受静载的实腹梁和实腹柱翼缘有夹层存在时，可按下述方法处理：柱翼缘有夹层存在时，可按下述方法处理：在一半长度内，夹层总长度（连续或间断）不超过在一半长度内，夹层总长度（连续或间断）不超过200mm，夹层深度不超过翼缘板断面厚度，夹层深度不超过翼缘板断面厚度1/5且不且不大于大于100mm时，可不作处理继续使用。时，可不作处理继续使用。当夹层总长度超过当夹层总长度超过20018、mm，而夹层深度不超过翼缘断，而夹层深度不超过翼缘断面厚度面厚度1/5，可将夹层表面铲成，可将夹层表面铲成V形坡口予以焊合。形坡口予以焊合。当夹层深度未超过翼缘断面高度当夹层深度未超过翼缘断面高度1/2时，可在夹层处钻时，可在夹层处钻孔，用高强螺拴拧合，此时应验算钻孔所削弱的截面；孔，用高强螺拴拧合，此时应验算钻孔所削弱的截面；当夹层深度超过翼缘断面高度当夹层深度超过翼缘断面高度l2时，应将夹层的一边时，应将夹层的一边翼缘板全部切除，另换新板。翼缘板全部切除，另换新板。2材料事故的处理方法材料事故的处理方法（5）焊缝裂纹处理）焊缝裂纹处理 对于焊缝裂纹，原则上要刨掉重焊（用碳孤气刨对于焊缝裂纹19、，原则上要刨掉重焊（用碳孤气刨或风铲），对承受静载的实腹梁翼缘和腹板处的焊缝裂或风铲），对承受静载的实腹梁翼缘和腹板处的焊缝裂纹，可采用在裂纹两端钻上止裂孔，并在两板之间加焊纹，可采用在裂纹两端钻上止裂孔，并在两板之间加焊短斜板方法处理，斜板厚度应大于裂纹长度。短斜板方法处理，斜板厚度应大于裂纹长度。3事故实例分析事故实例分析 （1）工程及事故概况）工程及事故概况 车间为车间为5跨单层厂房，全长跨单层厂房，全长759m,宽宽159m，屋，屋盖共有钢屋架盖共有钢屋架118榀，榀，40榀屋架下弦角钢为榀屋架下弦角钢为2L16014，其肢端普遍存在不同程度的裂缝。裂缝，其肢端普遍存在不同程度的裂缝。20、裂缝深深25mm，个别达，个别达20mm，裂缝宽，裂缝宽0.10.7mm，长，长0.510m不等。不等。（2）原因分析）原因分析 经取样检验，该批角钢材质符合经取样检验，该批角钢材质符合A3F标准，裂缝标准，裂缝是在钢材生产过程中形成；由于现场缺乏严格的质量检是在钢材生产过程中形成；由于现场缺乏严格的质量检验制度，管理混乱，而将这批钢材用到工程上。验制度，管理混乱，而将这批钢材用到工程上。（3）处理措施）处理措施 o加固原则。加固原则。加固钢材截面一律按已知裂缝最大深度加固钢材截面一律按已知裂缝最大深度20mm加倍考虑，并与屋架下弦中心基本重合，不产加倍考虑，并与屋架下弦中心基本重合，不产生偏21、心受拉，其断面按双肢和对称考虑，钢材焊接时，生偏心受拉，其断面按双肢和对称考虑，钢材焊接时，要求不损害原下弦拉杆并要防止结构变形。要求不损害原下弦拉杆并要防止结构变形。o加固方法。加固方法。在下弦两侧沿长度方向各加焊一根规格为在下弦两侧沿长度方向各加焊一根规格为L90566的不等边角钢。的不等边角钢。211.2.2 钢结构的变形事故钢结构的变形事故 1.钢结构变形类型及产生的原因钢结构变形类型及产生的原因 变形可分为总体变形和局部变形。变形可分为总体变形和局部变形。总体变形总体变形指整个结构的外形和尺寸发生变化，出现指整个结构的外形和尺寸发生变化，出现弯曲、畸变和扭曲等；弯曲、畸变和扭曲等；局22、部变形局部变形指结构构件在局部区域内出现变形。如构件指结构构件在局部区域内出现变形。如构件凹凸变形、端面的角变位、板边褶皱波浪形变形等。凹凸变形、端面的角变位、板边褶皱波浪形变形等。总体变形与局部变形在结构中可能单独出现，更多的是总体变形与局部变形在结构中可能单独出现，更多的是组合出现。变形都会影响到结构的美观，降低构件的刚度组合出现。变形都会影响到结构的美观，降低构件的刚度和稳定性，给连接和组装带来困难，尤其是附加应力的产和稳定性，给连接和组装带来困难，尤其是附加应力的产生，将严重降低构件的承载力，影响到整体结构的安全。生，将严重降低构件的承载力，影响到整体结构的安全。总体变形总体变形畸变 23、扭曲 弯曲 局部变形局部变形褶皱波浪变形 角变位 凹凸变形 变形原因：变形原因：（1）钢材的初始变形）钢材的初始变形 轧制及人为因素等原因，常存在初始变形，尤其是轧制及人为因素等原因，常存在初始变形，尤其是冷弯薄壁型钢，因此在钢结构构件制作前必须认真检查冷弯薄壁型钢，因此在钢结构构件制作前必须认真检查材料，矫正变形，不允许超出钢材规定的变形范围。材料，矫正变形，不允许超出钢材规定的变形范围。（2）加工制作中的变形）加工制作中的变形 冷加工产生的变形；冷加工产生的变形；制作、组装带来的变形；制作、组装带来的变形；焊接变形焊接变形（3）运输及安装过程中产生的变形）运输及安装过程中产生的变形 运输不24、小心、安装工序不合理、吊点位置不当、临运输不小心、安装工序不合理、吊点位置不当、临时支撑不足、堆放场地不平等均会使结构构件产生变形。时支撑不足、堆放场地不平等均会使结构构件产生变形。（4）使用过程中产生的变形）使用过程中产生的变形25 2.钢结构变形事故的处理方法钢结构变形事故的处理方法（1）冷加工法矫正变形）冷加工法矫正变形 冷加工法是用人力或机械力矫正变形，适用于冷加工法是用人力或机械力矫正变形，适用于尺寸较小或变形较小的构件（杆件和板件无裂纹、尺寸较小或变形较小的构件（杆件和板件无裂纹、缺口等损伤缺口等损伤）。）。1）手工矫正。采用大锤和平台为工具，用锤）手工矫正。采用大锤和平台为工具，25、用锤击使金属延伸，达到矫正变形的目的；适合于尺寸击使金属延伸，达到矫正变形的目的；适合于尺寸较小的零件的局部变形矫正，也可作为机械矫正和较小的零件的局部变形矫正，也可作为机械矫正和热矫正的辅助矫正方法。热矫正的辅助矫正方法。2）机械矫正。采用简单弓架、千斤顶和各种）机械矫正。采用简单弓架、千斤顶和各种机械来矫正变形。机械来矫正变形。手工矫正手工矫正机械矫正机械矫正机械矫正机械矫正29 2.钢结构变形事故的处理方法钢结构变形事故的处理方法（2）热加工法矫正变形）热加工法矫正变形 采用乙炔气和氧气混合燃烧火焰为热源，对变形采用乙炔气和氧气混合燃烧火焰为热源，对变形结构构件加热，使其产生新的变形，来26、抵消原有的变形。结构构件加热，使其产生新的变形，来抵消原有的变形。正确使用火焰和温度是其关键。加热方式有点状加热、正确使用火焰和温度是其关键。加热方式有点状加热、线状加热（直线、曲线、环线、平行线和网线）和三角线状加热（直线、曲线、环线、平行线和网线）和三角形加热。形加热。加热方式加热方式加热矫正步骤方法加热矫正步骤方法：了解变形情况，分析变形原因，测量变形大小，做到心了解变形情况，分析变形原因，测量变形大小，做到心中有数；中有数；确定矫正顺序，原则上是先整体变形矫正，后局部变形确定矫正顺序，原则上是先整体变形矫正，后局部变形矫正。角变形先矫正，凹凸变形后矫正；矫正。角变形先矫正，凹凸变形后矫27、正；确定加热部位和方法，由多人同时加热效果较佳，有些确定加热部位和方法，由多人同时加热效果较佳，有些变形单靠热矫正有困难，可以借助辅助工具外力来对适变形单靠热矫正有困难，可以借助辅助工具外力来对适当部位进行拉、压、撑、顶、打等，加热位置应尽量避当部位进行拉、压、撑、顶、打等，加热位置应尽量避开关键部位，避免同一位置反复多次加热；开关键部位，避免同一位置反复多次加热；选定合适的火焰和加热温度。选定合适的火焰和加热温度。矫正后要对构件进行修整和检查。矫正后要对构件进行修整和检查。加热矫正方法加热矫正方法 3.事故实例分析事故实例分析 实例实例1某桥主梁为某桥主梁为24m跨工字形焊接钢板梁，跨工字形28、焊接钢板梁，上翼缘因焊前预弯量不够，焊后产生角变形；下翼缘因上翼缘因焊前预弯量不够，焊后产生角变形；下翼缘因拼装不正确，加上焊接引起下翼缘与腹板不垂直。拼装不正确，加上焊接引起下翼缘与腹板不垂直。实例实例2某钢板焊接主梁，为工字形截面，在某钢板焊接主梁，为工字形截面，在焊接横向加劲肋和节点板（水平）之后腹板产生凹焊接横向加劲肋和节点板（水平）之后腹板产生凹凸变形，凹凸范围为凸变形，凹凸范围为300600，深度，深度36mm。351.2.3 钢结构的脆性断裂事故钢结构的脆性断裂事故 钢结构脆性断裂的特征：钢结构脆性断裂的特征：1）破坏时的应力常小于钢材的屈服强度；）破坏时的应力常小于钢材的屈服强29、度；2）破坏前没有显著变形，吸收能量很小，破坏突然发）破坏前没有显著变形，吸收能量很小，破坏突然发生，无事故先兆；生，无事故先兆；3）断口平齐光亮。）断口平齐光亮。1.脆性断裂产生的原因脆性断裂产生的原因 1）材质缺陷）材质缺陷 碳、硫、磷、氧、氮、氢等元素的含量过高时，会碳、硫、磷、氧、氮、氢等元素的含量过高时，会降低其塑性和韧性；钢材的冶金缺陷，如偏析、非金属降低其塑性和韧性；钢材的冶金缺陷，如偏析、非金属夹杂、裂纹及分层等也将降低抵抗脆性断裂的能力。夹杂、裂纹及分层等也将降低抵抗脆性断裂的能力。36 1.脆性断裂产生的原因脆性断裂产生的原因 2）应力集中）应力集中 应力集中越严重，钢材的30、塑性降低愈多，同时脆性应力集中越严重，钢材的塑性降低愈多，同时脆性断裂的危险性也愈大。应力集中主要与构造细节有关：断裂的危险性也愈大。应力集中主要与构造细节有关：在构件的设计和制作中，孔洞、刻槽、凹角、缺口、在构件的设计和制作中，孔洞、刻槽、凹角、缺口、裂纹以及截面突变等缺陷在所难免。裂纹以及截面突变等缺陷在所难免。焊接结构的各种缺陷将成为断裂源。焊接结构的各种缺陷将成为断裂源。3）使用环境）使用环境 当钢结构受到较大的动载作用或者处于较低的环境当钢结构受到较大的动载作用或者处于较低的环境温度下工作时，钢结构脆性破坏的可能性增大。温度下工作时，钢结构脆性破坏的可能性增大。37 1.脆性断裂产生31、的原因脆性断裂产生的原因 4）钢板厚度）钢板厚度 钢板越厚，脆性破坏倾向愈大。钢板越厚，脆性破坏倾向愈大。“层状撕裂层状撕裂”问题应引起高度重视。问题应引起高度重视。综上所述，材质缺陷、应力集中、使用环境以综上所述，材质缺陷、应力集中、使用环境以及钢板厚度是影响脆性断裂的主要因素。及钢板厚度是影响脆性断裂的主要因素。在动载作在动载作用下，严重的应力集中加上材质缺陷、残余应力、用下，严重的应力集中加上材质缺陷、残余应力、冷却硬化、低温环境等往往是导致脆性断裂的根本冷却硬化、低温环境等往往是导致脆性断裂的根本原因。原因。38 2.脆性断裂的防治措施脆性断裂的防治措施 1）合理选择钢材）合理选择钢材32、 根据结构的重要性、荷载特征、连接方法以及工作根据结构的重要性、荷载特征、连接方法以及工作环境选择钢种；尤其是在低温下承受动载的重要的焊接环境选择钢种；尤其是在低温下承受动载的重要的焊接结构，应选择韧性高的材料。结构，应选择韧性高的材料。2）合理设计）合理设计 选择合理的结构型式；避免或减少应力集中选择合理的结构型式；避免或减少应力集中；提高提高接头或节点的承载力设计值；满足强度和稳定的前提下接头或节点的承载力设计值；满足强度和稳定的前提下尽量采用薄钢板；避免焊缝集中布置或重叠交叉。尽量采用薄钢板；避免焊缝集中布置或重叠交叉。39 2.脆性断裂的防治措施脆性断裂的防治措施 3）合理制作和安装）33、合理制作和安装 采取合理的制作安装工艺以减少各种缺陷及焊接采取合理的制作安装工艺以减少各种缺陷及焊接残余应力、装配应力。残余应力、装配应力。4）合理使用及时维修）合理使用及时维修 按照设计规定的用途、荷载及环境使用，不得随意按照设计规定的用途、荷载及环境使用，不得随意变更。建立必要的维修措施，监视缺陷或损坏情况，以变更。建立必要的维修措施，监视缺陷或损坏情况，以防患于未然。防患于未然。事故实例事故实例401.2.4 钢结构的疲劳破坏事故钢结构的疲劳破坏事故 1.脆疲劳破坏的概念及其影响因素脆疲劳破坏的概念及其影响因素 疲劳破坏是指钢材或构件在反复交变荷载作用下在疲劳破坏是指钢材或构件在反复交变34、荷载作用下在拉力远低于抗拉极限强度甚至屈服点的情况下发生的一拉力远低于抗拉极限强度甚至屈服点的情况下发生的一种破坏。种破坏。疲劳破坏的特点：疲劳破坏的特点：1）结构在反复交变动载作用下的破坏，而塑性破坏和脆）结构在反复交变动载作用下的破坏，而塑性破坏和脆性破坏是钢结构在静载作用下的破坏。性破坏是钢结构在静载作用下的破坏。2）疲劳破坏经历了裂缝起始、扩展和断裂的漫长过程，）疲劳破坏经历了裂缝起始、扩展和断裂的漫长过程，而脆性破坏往往是无任何先兆的情况下突然发生。而脆性破坏往往是无任何先兆的情况下突然发生。3）疲劳破坏断口一般分为疲劳区和瞬断区。）疲劳破坏断口一般分为疲劳区和瞬断区。疲劳区疲劳区记35、载记载了裂缝扩展和闭合的过程，颜色发暗，表面有较清楚的了裂缝扩展和闭合的过程，颜色发暗，表面有较清楚的疲劳纹理，呈沙滩状或波纹状。疲劳纹理，呈沙滩状或波纹状。瞬断区瞬断区反映了当构件截反映了当构件截面因裂缝扩展削弱到一临界尺寸时脆性断裂的特点，瞬面因裂缝扩展削弱到一临界尺寸时脆性断裂的特点，瞬断区晶粒粗亮。断区晶粒粗亮。2.影响疲劳破坏的因素影响疲劳破坏的因素（1）应力幅）应力幅 （2）构造细节）构造细节 钢材的内部缺陷，如偏折、夹渣；钢材的内部缺陷，如偏折、夹渣；制作过程中剪切、制作过程中剪切、冲孔、切割；冲孔、切割；焊接结构中产生的残余应力；焊接结构中产生的残余应力；焊接缺陷，如：气孔、夹36、渣、咬肉、未焊透等；焊接缺陷，如：气孔、夹渣、咬肉、未焊透等；非焊接结构的孔洞、刻槽等；非焊接结构的孔洞、刻槽等；构件的截面突变；构件的截面突变；结构由于安装、温度应力、不均匀沉降等产生的附加应结构由于安装、温度应力、不均匀沉降等产生的附加应力集中。力集中。（3）循环次数）循环次数 n=5106次视为各类构件和连接疲劳极限对应的应力循次视为各类构件和连接疲劳极限对应的应力循环次数。环次数。3.提高和改善疲劳性能的措施提高和改善疲劳性能的措施1）精心选材。用于动载作用的钢结构或构件，严格控制）精心选材。用于动载作用的钢结构或构件，严格控制钢材的缺陷，选择优质钢材；钢材的缺陷，选择优质钢材；2）精37、心设计。力求减少截面突变，避免焊缝集中，使钢）精心设计。力求减少截面突变，避免焊缝集中，使钢结构构造合理化；结构构造合理化；3）精心制作。使缺陷、残余应力等减小到最低程度；）精心制作。使缺陷、残余应力等减小到最低程度；4）精心施工。避免附加应力集中的影响；）精心施工。避免附加应力集中的影响；5）正确使用。避免对结构的局部损害，如划痕、开孔、）正确使用。避免对结构的局部损害，如划痕、开孔、撞击等；撞击等；6）修补焊缝。）修补焊缝。修补焊缝的方法：修补焊缝的方法：对接焊缝，磨去焊缝表面余高部分。如果焊缝内部无显对接焊缝，磨去焊缝表面余高部分。如果焊缝内部无显著缺陷，疲劳强度可以提高到和母材相同。著38、缺陷，疲劳强度可以提高到和母材相同。角焊缝，应打磨焊趾。不仅磨去切口，还要将板磨去角焊缝，应打磨焊趾。不仅磨去切口，还要将板磨去0.5mm，以除去侵入的焊渣。打磨后的表面不应有明，以除去侵入的焊渣。打磨后的表面不应有明显刻痕。显刻痕。对于角焊缝的趾部，用气体保护钨弧重新熔化，可以起对于角焊缝的趾部，用气体保护钨弧重新熔化，可以起到消除切口的作用。到消除切口的作用。在焊缝及附近金属表层采用喷射金属丸粒或锤击等方法在焊缝及附近金属表层采用喷射金属丸粒或锤击等方法引入残余压应力。残余压应力和锤击造成的冷工硬化均引入残余压应力。残余压应力和锤击造成的冷工硬化均会使疲劳强度提高，同时尖锐切口也被缓减。会39、使疲劳强度提高，同时尖锐切口也被缓减。4.事故实例事故实例 某厂均热炉车间某厂均热炉车间15m变截面铆接吊车梁。变截面铆接吊车梁。1987年年9月月29日，该梁的右端变截面处的下翼缘和腹板发生突发性撕日，该梁的右端变截面处的下翼缘和腹板发生突发性撕裂，断口处于变截面转折处。裂，断口处于变截面转折处。吊车梁的使用（即吊车运行）情况调查结果：车间厂房跨吊车梁的使用（即吊车运行）情况调查结果：车间厂房跨度度36m，车间内设置了，车间内设置了50t钳式吊车钳式吊车3台，太原产台，太原产2050t钳式吊车钳式吊车1台。自台。自1960年年7月投产至吊车梁发月投产至吊车梁发生破坏，已使用生破坏，已使用2740、年。该车间钳式吊车停止运行时间年。该车间钳式吊车停止运行时间是：每次小修（每周一次）停是：每次小修（每周一次）停48h，每次中修（年度，每次中修（年度检修）停检修）停1018d，每次大修（每次一周期）停，每次大修（每次一周期）停30d。平均每年工作平均每年工作326d，每天实际工作，每天实际工作17h，每小时运行，每小时运行15次，荷载循环次数为次，荷载循环次数为2.245106次。吊车无超负次。吊车无超负荷使用史，吊车梁发生破坏时的起重量为荷使用史，吊车梁发生破坏时的起重量为13.5t。调查数据表明：该变截面吊车梁已调查数据表明：该变截面吊车梁已超过疲劳寿命超过疲劳寿命。但就一般情况而言，荷41、载循环次数达到了疲劳周期不一但就一般情况而言，荷载循环次数达到了疲劳周期不一定就产生损伤，况且因该梁正处在运行的极端位置，吊定就产生损伤，况且因该梁正处在运行的极端位置，吊车运行只能到达梁的中部，可梁的破坏部位不是在吊车车运行只能到达梁的中部，可梁的破坏部位不是在吊车运行最频繁的运行最频繁的43号柱那一端，而是在受力状态较好的号柱那一端，而是在受力状态较好的45号柱一端。号柱一端。破坏原因有二：一是在制作安装时，因破坏原因有二：一是在制作安装时，因铆钉孔不对铆钉孔不对位而被扩大位而被扩大，减少了母材的受力面积；二是组成该吊车，减少了母材的受力面积；二是组成该吊车梁下翼缘的梁下翼缘的主体金属有晶42、格缺陷主体金属有晶格缺陷。由于这些原因，降低。由于这些原因，降低了构件的强度和疲劳寿命。了构件的强度和疲劳寿命。471.2.5 钢结构的失稳事故钢结构的失稳事故 1.钢结构失稳的类型及产生的原因钢结构失稳的类型及产生的原因 钢结构的失稳事故可分为整体失稳事故和局部失稳钢结构的失稳事故可分为整体失稳事故和局部失稳事故两大类。事故两大类。（1）整体失稳事故原因）整体失稳事故原因1）设计错误。计算简图及支座约束与实际不符，设计安）设计错误。计算简图及支座约束与实际不符，设计安全储备过小等全储备过小等。2）制作缺陷。初弯曲、初偏心、热轧冷加工以及焊接产）制作缺陷。初弯曲、初偏心、热轧冷加工以及焊接产生43、的残余变形等。生的残余变形等。3）临时支撑不足。安装过程中，临时支撑设置不合理或）临时支撑不足。安装过程中，临时支撑设置不合理或者数量不足，造成构件失稳，致使结构倒塌或倾覆。者数量不足，造成构件失稳，致使结构倒塌或倾覆。4）使用不当。随意改造使用功能；改变构件的受力状态；）使用不当。随意改造使用功能；改变构件的受力状态；由积灰或增加悬吊设备引起的超载；基础的不均匀沉降由积灰或增加悬吊设备引起的超载；基础的不均匀沉降和温度应力引起的附加变形；意外的冲击荷载等。和温度应力引起的附加变形；意外的冲击荷载等。（2）局部失稳事故原因）局部失稳事故原因1）设计错误。忽视甚至不进行构件的局部稳定验算。）设计44、错误。忽视甚至不进行构件的局部稳定验算。2）构造不当。局部受集中力较大的部位，原则上应设置）构造不当。局部受集中力较大的部位，原则上应设置构造加劲肋；为了保证构件在运输过程中不变形也须设构造加劲肋；为了保证构件在运输过程中不变形也须设置横隔、加劲肋等。置横隔、加劲肋等。3）原始缺陷。包括钢材的负公差严重超规，制作过程中）原始缺陷。包括钢材的负公差严重超规，制作过程中焊接等工艺产生的局部鼓曲和波浪形变形等焊接等工艺产生的局部鼓曲和波浪形变形等。4）吊点位置不合理。）吊点位置不合理。2.钢结构失稳的处理与防范钢结构失稳的处理与防范 失稳事故应以防范为主，应做好以下工作：失稳事故应以防范为主，应做好45、以下工作：（1）设计人员应强化稳定设计理念）设计人员应强化稳定设计理念 1）结构的整体布置必须考虑整个体系及其组成部分的）结构的整体布置必须考虑整个体系及其组成部分的稳定性要求。稳定性要求。2）计算简图必须符合实际受力情况。）计算简图必须符合实际受力情况。3）构件的稳定计算与细部构造的稳定计算必须配合，）构件的稳定计算与细部构造的稳定计算必须配合，尤其要有强节点的概念。尤其要有强节点的概念。4）强度问题通常采用一阶分析，而稳定问题原则上应）强度问题通常采用一阶分析，而稳定问题原则上应采用二阶分析。采用二阶分析。5）叠加原理不适用于稳定问题。）叠加原理不适用于稳定问题。6）应考虑整体稳定和局部稳46、定的相关影响。）应考虑整体稳定和局部稳定的相关影响。（2）制作应力求减少缺陷）制作应力求减少缺陷 通过合理的工艺和质量控制措施将初弯曲、初偏心、通过合理的工艺和质量控制措施将初弯曲、初偏心、残余应力等缺陷减少到最低程度残余应力等缺陷减少到最低程度。（3）施工应确保安装过程中的安全）施工应确保安装过程中的安全 制定科学的施工组织设计，采用合理的吊装方案，制定科学的施工组织设计，采用合理的吊装方案，精心布置临时支撑，以防止钢结构安装过程中失稳，确精心布置临时支撑，以防止钢结构安装过程中失稳，确保结构安全。保结构安全。（4）正确使用钢结构建筑物）正确使用钢结构建筑物。定期检查和维护；当需要进行工艺流47、程和使用功定期检查和维护；当需要进行工艺流程和使用功能改造时，必须与设计单位或有关专业人士协商，不得能改造时，必须与设计单位或有关专业人士协商，不得擅自增加负荷或改变构件受力。擅自增加负荷或改变构件受力。3.事故实例分析事故实例分析（1）事故概况）事故概况 河北省某厂铸造车间，总长83m，分三期建成。第一期工程第一期工程于1983年10月完工，共15间，开间3.3m。为钢筋混凝土吊车梁，三铰拱式轻钢屋架。屋面为轻钢檩条，上铺木望板，挂水泥瓦。屋架下弦标高10.5m，砖墙承重。第二期工程第二期工程为由原车间向东接建8个开间，开间尺寸4m，屋架下弦标高8.25m。其余同第一期工程。第三期工程第三期48、工程于84年7月开始在室内增建两排钢筋混凝土柱，横向柱距16.5m，纵向柱距与厂房开间相同。南排柱紧靠厂房南墙，柱顶为现浇钢筋混凝土吊车梁，设3t和5t吊车各一台。86年1月投入使用。3.事故实例分析事故实例分析（1）事故概况）事故概况(续续)该工程未经正式设计单位设计，未考虑抗震设计，并由农村非正式施工单位施工。1987年11月27日下午2时10分，厂房中工人正在浇注铁水，突然有一根屋架上弦支撑的圆钢掉下来，接着发现屋架下弦严重下垂从室外看屋盖上弦三角形变为“人”字形。至2时52分，屋顶开始掉灰尘，紧接着整个屋盖23榀三铰拱式轻钢屋架全部倒塌。顶部部分墙体倒塌。幸运的是车间人员发现险情后，迅49、速撤出，只有3人受轻伤，未造成重大伤亡。但造成严重的直接和间接经济损失。平面图平面图剖面图剖面图（2）事故原因）事故原因1）屋架选型不当。）屋架选型不当。该厂房为热加工车间，20m跨。内设吊车2台，处于7度地震区。厂房跨度大，有振动荷载，并且处于高温工作环境。屋盖结构选用了单榀和整体刚度都很差的三铰拱式轻钢屋架，与有关规定不符。2）屋架上弦斜梁不满足整体稳定性要求。）屋架上弦斜梁不满足整体稳定性要求。屋架上弦斜梁采用空间桁架式结构，三角形组合截面，上弦为双角钢，下弦为单根圆钢。原钢结构设计规范（TJ17-74）中规定：“三铰拱屋架的三角形截面组合斜梁，为了满足整体稳定性要求，其截面高度与斜梁长50、度的比值不得小于l/18。”实际工程中，一般采用1/15左右。而本工程斜梁高跨比只有0.5/10.8=1/21.6，不能满足整体稳定性要求。（2）事故原因）事故原因(续续)3）屋架斜梁上、下弦杆强度不足。）屋架斜梁上、下弦杆强度不足。屋架斜梁上弦采用2505角钢，下弦采用120圆钢。经复算，在正常荷载作用下，上弦压应力为183.1MPa，下弦拉应力达363.5MPa，均大于其允许应力。4）不应采用砖墙承重方案。）不应采用砖墙承重方案。第一期工程屋架下弦标高10.5m，这样高的厂房，采用带壁垛砖墙承重是不安全的。而应采用钢筋混凝土柱。5）未做抗震设计。）未做抗震设计。该工程位于7度地震区，而设计51、中未考虑抗震设防。（3）教训）教训1）结构选型应十分谨慎。）结构选型应十分谨慎。对有振动荷载或跨度大于18m的建筑不要选用轻钢屋架。凡柱高在9m或9m以上的，不论房屋跨度大小和承重大小均不得采用砖排架承重方案。2）严禁在施工和使用中超载，严禁随意在屋架上增加荷）严禁在施工和使用中超载，严禁随意在屋架上增加荷载。载。对积灰较多的厂房，除设计时必须按规定考虑积灰荷载外，使用中应指定专人负责，定期进行清扫，以防给屋架增加负担。3）应加强对建筑设计施工的管理。）应加强对建筑设计施工的管理。严禁无证设计、无证施工。571.2.6 钢结构的锈蚀事故钢结构的锈蚀事故 生锈腐蚀将会引起构件截面减小，承载力下降52、，因生锈腐蚀将会引起构件截面减小，承载力下降，因腐蚀产生的腐蚀产生的“锈坑锈坑”将使钢结构的脆性破坏的可能性增将使钢结构的脆性破坏的可能性增大。再也将影响钢结构的耐久性。大。再也将影响钢结构的耐久性。1锈蚀的类型及影响因素锈蚀的类型及影响因素（1）锈蚀的类型）锈蚀的类型 1）化学腐蚀。钢材直接与大气或工业废气中含有的氧气、）化学腐蚀。钢材直接与大气或工业废气中含有的氧气、碳酸气、硫酸气或非电介质液体发生表面化学反应而产碳酸气、硫酸气或非电介质液体发生表面化学反应而产生的腐蚀。生的腐蚀。2）电化学腐蚀。钢材内部有其他金属杂质，具有不同的）电化学腐蚀。钢材内部有其他金属杂质，具有不同的电极电位，在53、与电介质或水、潮湿气体接触时，产生原电极电位，在与电介质或水、潮湿气体接触时，产生原电池作用，使钢材腐蚀。电池作用，使钢材腐蚀。1锈蚀的类型及影响因素锈蚀的类型及影响因素（2）不同环境下的腐蚀因素分析）不同环境下的腐蚀因素分析1）大气腐蚀。）大气腐蚀。由于大气中水和氧等物质的作用而引起的腐蚀。主由于大气中水和氧等物质的作用而引起的腐蚀。主要影响因素为湿度、降水量、日照量、大气污染物质等。要影响因素为湿度、降水量、日照量、大气污染物质等。2）淡水腐蚀。）淡水腐蚀。影响因素有温度、氧气浓度等。淡水中常溶解有钙、影响因素有温度、氧气浓度等。淡水中常溶解有钙、镁等矿物，其含量高时，称为硬水。在硬水中，54、钢材的腐蚀速镁等矿物，其含量高时，称为硬水。在硬水中，钢材的腐蚀速度有所减慢。度有所减慢。3）酸腐蚀。）酸腐蚀。主要影响因素为氢离子浓度、酸的类型和温度等。主要影响因素为氢离子浓度、酸的类型和温度等。4）碱腐蚀。）碱腐蚀。主要影响因素有温度、压力、主要影响因素有温度、压力、PH值和碱金属种类（一值和碱金属种类（一般认为碱金属的原子量越大，腐蚀性越强）等。般认为碱金属的原子量越大，腐蚀性越强）等。5）盐类腐蚀。）盐类腐蚀。主要影响因素有盐的种类、浓度、温度等。主要影响因素有盐的种类、浓度、温度等。6）海水腐蚀。）海水腐蚀。主要影响因素有与海水介质的接触深度、海水流速、主要影响因素有与海水介质的接55、触深度、海水流速、海生物、海水温度等。海生物、海水温度等。7）土壤腐蚀。）土壤腐蚀。影响因素有土壤性质（孔隙率和孔隙结构、含水量、影响因素有土壤性质（孔隙率和孔隙结构、含水量、电阻率、酸碱度、含盐量微生物等。电阻率、酸碱度、含盐量微生物等。2钢结构锈蚀处理及防腐方法钢结构锈蚀处理及防腐方法（1）新建钢结构防锈）新建钢结构防锈1）涂料敷盖法）涂料敷盖法。即在钢材表面敷盖一层涂料，使之与大。即在钢材表面敷盖一层涂料，使之与大气隔绝，以防锈蚀。气隔绝，以防锈蚀。2）金属敷盖法）金属敷盖法。即在钢材表面镀上一层其他金属。所镀。即在钢材表面镀上一层其他金属。所镀金属可使钢材与其他介质隔绝，也可能是镀层金56、属的电金属可使钢材与其他介质隔绝，也可能是镀层金属的电极电位更低于铁，起到牺牲阳极（镀层金属）保护阴极极电位更低于铁，起到牺牲阳极（镀层金属）保护阴极（铁）的作用。（铁）的作用。（2）原有钢结构锈蚀处理）原有钢结构锈蚀处理1）锈蚀程度的分级和检查）锈蚀程度的分级和检查 锈蚀程度分级。锈蚀程度分级。A级级良好。构件基本没有锈蚀，涂层漆膜还有光泽；个别构件良好。构件基本没有锈蚀，涂层漆膜还有光泽；个别构件可有少量锈点。可有少量锈点。B级级局部锈蚀。构件基本没有锈蚀，面漆有局部脱落，底漆完局部锈蚀。构件基本没有锈蚀，面漆有局部脱落，底漆完好；个别构件有少量锈点，或构件边缘、死角、缝隙、隐蔽部好；个别57、构件有少量锈点，或构件边缘、死角、缝隙、隐蔽部分有锈蚀。分有锈蚀。C级级较严重。构件局部锈蚀，面漆脱落面积达较严重。构件局部锈蚀，面漆脱落面积达20左右，底漆左右，底漆也有局部锈透，其基本金属完好，应进行维护准备工作。也有局部锈透，其基本金属完好，应进行维护准备工作。D级级严重。构件锈蚀面积达严重。构件锈蚀面积达40左右，面漆大片脱落，但基本左右，面漆大片脱落，但基本金属没有破坏，应立即进行维护工作。金属没有破坏，应立即进行维护工作。E级级特别严重。基本金属已有锈蚀，应立即测量构件断面削弱特别严重。基本金属已有锈蚀，应立即测量构件断面削弱程度，计算是否需要更换或采取加固等措施。程度，计算是否需58、要更换或采取加固等措施。1）锈蚀程度的分级和检查）锈蚀程度的分级和检查 重点检查部位重点检查部位 根据腐蚀理论及实际经验，除一般检查外，下列构根据腐蚀理论及实际经验，除一般检查外，下列构件或部位应严格检查：埋入地下的地面附近部位；件或部位应严格检查：埋入地下的地面附近部位；可能可能存积水或遭受水蒸汽侵蚀部位；干湿交替构件；易积灰存积水或遭受水蒸汽侵蚀部位；干湿交替构件；易积灰且湿度大的构件；组合截面净空小于且湿度大的构件；组合截面净空小于12mm，难以涂，难以涂刷油漆的部位；屋盖结构、柱与屋架节点、吊车梁与柱刷油漆的部位；屋盖结构、柱与屋架节点、吊车梁与柱节点、钢悬索节点部位。节点、钢悬索节点59、部位。（3）钢结构涂层腐蚀调查内容）钢结构涂层腐蚀调查内容1）工程概况。）工程概况。包括结构形式、厂房环境情况（如腐包括结构形式、厂房环境情况（如腐蚀介质种类、浓度，年平均相对湿度，气温，厂房蚀介质种类、浓度，年平均相对湿度，气温，厂房内热源温度，是否有水蒸汽、粉尘等）。内热源温度，是否有水蒸汽、粉尘等）。2）腐蚀级别的确定。）腐蚀级别的确定。根据有关评价腐蚀的标准，进根据有关评价腐蚀的标准，进行外观、锈蚀率、附着力调查，然后将不同构件或行外观、锈蚀率、附着力调查，然后将不同构件或不同部位的钢结构进行评级，为制定防锈方案提供不同部位的钢结构进行评级，为制定防锈方案提供依据。依据。3）腐蚀情况分60、析。）腐蚀情况分析。包括引起不同程度腐蚀的原因、包括引起不同程度腐蚀的原因、构造的合理性、涂料选择的合理性等的分析。构造的合理性、涂料选择的合理性等的分析。4）防锈方案设计。）防锈方案设计。根据以上几项内容和相关规范，根据以上几项内容和相关规范，提出具体的防锈方案，包括构造处理、涂料的选择、提出具体的防锈方案，包括构造处理、涂料的选择、涂层厚度的确定及具体施工方案。涂层厚度的确定及具体施工方案。3.事故实例分析事故实例分析（1）事故概况）事故概况 上海某研究所食堂工程为17.5m直径圆形砖墙加扶壁柱承重的单层建筑。檐口高为6.4m，中部内环部分高4.5m。屋盖采用17.5m直径的悬索结构，主要61、由沿墙钢筋混凝土外环和型钢内环（直径3m），以及90根直径为7.5mm的钢绞索组成，将预制钢筋混凝土异形板搭接于钢绞索上，板缝内浇筑配筋混凝土，屋面铺油毡防水层，板底粉刷。于1960年建成交付使用。1983年9月22日20时30分左右，值班人员突然听见一闷声巨响，随之大量尘垢从食堂内涌出，屋盖整体塌落。90根钢绞索全部沿周边折断，门窗大部分被振裂，周围砖墙和圈梁均无塌陷损坏迹象。因倒塌发生在晚上，无人员伤亡，经济损失严重。平面图平面图剖面图剖面图（2）事故原因分析）事故原因分析 屋盖的塌落主要与屋盖的塌落主要与钢绞索的锈蚀钢绞索的锈蚀有关，而钢绞索有关，而钢绞索的锈蚀除与屋面渗水有关外，另一主62、要原因是食堂的的锈蚀除与屋面渗水有关外，另一主要原因是食堂的水蒸汽上升，上部通风不良，因而加剧了钢绞索的大水蒸汽上升，上部通风不良，因而加剧了钢绞索的大气气电化学腐蚀电化学腐蚀和某些化学腐蚀（如盐类腐蚀）。由于和某些化学腐蚀（如盐类腐蚀）。由于腐蚀，钢筋断面减小，承载能力降低，当超过极限承腐蚀，钢筋断面减小，承载能力降低，当超过极限承载能力后断裂。载能力后断裂。（3）结论及教训）结论及教训1）悬索结构的设计与施工经验不足，尤其是对钢索的）悬索结构的设计与施工经验不足，尤其是对钢索的保护防锈、夹头处理以及钢索通过钢筋混凝土外环的保护防锈、夹头处理以及钢索通过钢筋混凝土外环的节点和灌浆等方面的问题63、，还需进一步研究改进。节点和灌浆等方面的问题，还需进一步研究改进。2）对于实验性建筑应指定专门人员作长时间的观察，）对于实验性建筑应指定专门人员作长时间的观察，该工程如能及早发现钢绞索锈蚀的严重情况，就可能该工程如能及早发现钢绞索锈蚀的严重情况，就可能防止屋盖倒塌。防止屋盖倒塌。661.2.7 钢结构的火灾事故钢结构的火灾事故 1.火灾对钢结构的危害火灾对钢结构的危害 耐火性差是钢结构的缺点。一旦发生火灾，钢结耐火性差是钢结构的缺点。一旦发生火灾，钢结构很容易遭受破坏而倒塌。如美国纽约世贸中心大楼的。构很容易遭受破坏而倒塌。如美国纽约世贸中心大楼的。2.钢结构在火灾中的失效分析钢结构在火灾中的64、失效分析 200以下时变化不大；以下时变化不大；250左右时，钢材的左右时，钢材的抗拉强度反而有较大提高，而塑性和冲击韧性下降抗拉强度反而有较大提高，而塑性和冲击韧性下降（蓝脆现象）。超过（蓝脆现象）。超过300时，钢材的、和开始显著时，钢材的、和开始显著下降，而塑性伸长率显著增大，钢材产生徐变。当温度下降，而塑性伸长率显著增大，钢材产生徐变。当温度超过超过400时，屈服强度、抗拉强度和弹性模量急剧时，屈服强度、抗拉强度和弹性模量急剧降低。降低。600时，屈服强度、抗拉强度和弹性模量均时，屈服强度、抗拉强度和弹性模量均接近于零，承载力几乎完全丧失。接近于零，承载力几乎完全丧失。温度对钢材力学性65、能的影响温度对钢材力学性能的影响 钢钢结结构构在在火火灾灾中中失失效效受受到到各各种种因因素素的的影影响响:例例如如钢钢材材的的种种类类、规规格格、荷荷载载水水平平、温温度度高高低低、升升温温速速率率、高高温温蠕蠕变变等等。对对于于承承重重结结构构来来说说，火火灾灾时时钢钢结结构构的的损损伤伤程程度度还还取取决决于于室室内内温温度度和和火火灾灾持持续续时时间间，而而火火灾灾温温度度和和作作用用时时间间又又与与此此时时室室内内可可燃燃性性材材料料的的种种类类及及数数量量、可可燃燃性性材材料料燃燃烧烧的的特特性性、室室内内的的通通风风情情况况、墙墙体体及及吊吊顶顶等等的的传传热热特特性性以以及及当66、当时时气气候候情情况况(季节、风的强度、风向等季节、风的强度、风向等)等因素有关。等因素有关。火火灾灾属属意意外外性性的的突突发发事事件件，一一旦旦发发生生，现现场场较较为为混混乱乱，扑扑救救时时间间的的长长短短也也直直接接影影响响到到钢钢结结构构的的破破坏坏程度。程度。3.钢结构的防火方法钢结构的防火方法（1）紧贴包裹法）紧贴包裹法 采用防火涂料紧贴钢结构的外露表面，将钢构件包采用防火涂料紧贴钢结构的外露表面，将钢构件包裹起来。裹起来。（2）空心包裹法）空心包裹法 采用防火板、石膏板、蛭石板、硅酸钙盖板、珍珠采用防火板、石膏板、蛭石板、硅酸钙盖板、珍珠岩板将钢构件包裹起来。岩板将钢构件包裹起67、来。（3）实心包裹法）实心包裹法 一般采用混凝土，将钢结构浇注在其中。一般采用混凝土，将钢结构浇注在其中。钢结构防火方法的选择以构件的耐火极限要求为钢结构防火方法的选择以构件的耐火极限要求为依据，防火涂料是最为流行的做法。依据，防火涂料是最为流行的做法。钢构件的防火方法钢构件的防火方法 4.钢结构事故实例钢结构事故实例（1）事故经历）事故经历 8:45，飞机撞上纽约世界贸易中心北楼，引起大，飞机撞上纽约世界贸易中心北楼，引起大火，火，9:03第二架飞机撞入世界贸易中心南楼，发生爆第二架飞机撞入世界贸易中心南楼，发生爆炸。炸。10:05南楼轰然倒塌；南楼轰然倒塌；10:28北楼坍塌。北楼坍塌。（68、2）工程概况）工程概况 纽纽约约世世贸贸中中心心由由两两幢幢高高110层层（1#北北楼楼417m，2#南南楼楼415m）的的方方形形塔塔楼楼及及四四幢幢裙裙房房组组成成。地地下下6层层，地地上上110层层。平平面面的的外外轮轮廊廊尺尺寸寸为为63.5m63.5m，核核心心区区的的平平面面尺尺寸寸为为42m42m，标标准准层层高高为为3.66m。采采用用框框筒筒体体系系，外外圈圈为为密密柱柱深深梁梁框框筒筒，由由240根根钢钢柱柱组组成成，柱柱距距1.02m；内内部部核核心心区区为为47根根钢钢柱柱形形成成的的框框架架，用用以以承承担担重重力力荷荷载载。框框筒筒柱柱采采用用450mm450mm方69、方管管，从从上上到到下下，外外形形尺尺寸寸不不变变，靠靠改改变变壁壁厚厚来来适适应应不不同同的的受受力力条条件件。总总用用钢钢量量为为19.2万万吨吨，为为了了增增强强框框筒筒的的竖竖向向抗抗剪剪强强度度，利利用用每每隔隔32层层所所布布置置的的设设备备楼楼层层，沿沿框框筒筒各各设设置置了了一一道道7m高高的的钢钢板板圈圈梁梁。结结构构动动力力特特性性分分析析表表明明：其其基基本本周周期期为为10s，极极大大风风速速下下结结构构顶顶点点的的侧侧移移值值为为1.02m。自自1973年年建建成成的的统统计计分分析析表表明明，记记录录到到阵阵风风作作用用下下的的结结构构顶顶点点侧侧移移最最大大值值为70、为0.46m，表表明明结结构构顶顶点点侧侧移移角角仅仅为为1/890，足以说明框筒体系抗侧力的高效性能。足以说明框筒体系抗侧力的高效性能。（3）倒塌原因分析）倒塌原因分析 1）倒塌过程。）倒塌过程。飞机撞击形成的巨大水平冲击力造成部分梁柱断裂，形飞机撞击形成的巨大水平冲击力造成部分梁柱断裂，形成薄弱层或薄弱部位；成薄弱层或薄弱部位；飞机所撞击的楼层起火燃烧，钢材软化，该楼层丧失承飞机所撞击的楼层起火燃烧，钢材软化，该楼层丧失承载力致使上部楼层坍落；载力致使上部楼层坍落；上部塌落的楼层产生巨大的竖向冲击力，致使下面楼层上部塌落的楼层产生巨大的竖向冲击力，致使下面楼层结构难以承受，于是发生整体失稳71、或断裂，层层垂直垮结构难以承受，于是发生整体失稳或断裂，层层垂直垮塌。塌。2）倒塌原因。大楼的倒塌原因，是复合型的。）倒塌原因。大楼的倒塌原因，是复合型的。外因。外因。飞机撞击纯属意外。大楼历经飞机撞击纯属意外。大楼历经30年风雨依然完年风雨依然完好。撞击大楼的波音好。撞击大楼的波音757飞机起飞重量飞机起飞重量104t，波音，波音767飞机起飞重量飞机起飞重量156t，飞行速度约每小时，飞行速度约每小时1000km。在如此巨大的冲击下，大楼晃动近。在如此巨大的冲击下，大楼晃动近1m但但未立即倾倒，无论内部还是外部并无严重塌落，充分证未立即倾倒，无论内部还是外部并无严重塌落，充分证明大楼原结构72、的设计和施工没有问题。明大楼原结构的设计和施工没有问题。内因。内因。钢结构耐火性能差是致命的缺陷。撞击北楼的飞钢结构耐火性能差是致命的缺陷。撞击北楼的飞机装载机装载51t燃油，撞击南楼的飞机装载燃油，撞击南楼的飞机装载35t燃油。尽管燃油。尽管世贸中心大楼的钢结构采用了防火涂料等防护物，但在世贸中心大楼的钢结构采用了防火涂料等防护物，但在如此罕见的熊熊大火面前也无能为力。在爆炸、断电、如此罕见的熊熊大火面前也无能为力。在爆炸、断电、消防系统失灵、火势无法及时扑灭的情况下，高温使其消防系统失灵、火势无法及时扑灭的情况下，高温使其软化，最终导致结构塌落。软化，最终导致结构塌落。3）几点解释。大楼的73、倒塌原因，是复合型的。）几点解释。大楼的倒塌原因，是复合型的。飞机撞击大楼中上部，之所以下部例塌，是由于飞机撞击大楼中上部，之所以下部例塌，是由于上部楼层塌落后产生巨大的竖向冲击力。上部楼层塌落后产生巨大的竖向冲击力。大楼之所以垂直塌落而非倾倒，不是水平冲击力过大楼之所以垂直塌落而非倾倒，不是水平冲击力过大导致倾覆的问题，而是竖向冲击力导致结构大导致倾覆的问题，而是竖向冲击力导致结构整体整体失稳或断裂。失稳或断裂。大楼在撞击后持续大楼在撞击后持续1h左右倒塌，是由于楼层在火左右倒塌，是由于楼层在火灾的作用下钢材软化、防火涂料失效有一个过程。灾的作用下钢材软化、防火涂料失效有一个过程。北楼先撞，74、南楼先塌。撞击北楼的飞机重量北楼先撞，南楼先塌。撞击北楼的飞机重量156t，燃油，燃油51t。，持续。，持续1小时小时43分倒塌；而撞击南楼分倒塌；而撞击南楼的飞机重量的飞机重量104t，燃油，燃油35t，持续，持续1小时零小时零2分倒分倒塌；南楼先塌的主要原因是南楼被撞击的部位较低，塌；南楼先塌的主要原因是南楼被撞击的部位较低，且位于外缘并带有撕裂性质。且位于外缘并带有撕裂性质。大楼的设计和施工不存在致命缺陷，当今世界上任大楼的设计和施工不存在致命缺陷，当今世界上任何一幢超高层全钢结构建筑遭此袭击，恐怕何一幢超高层全钢结构建筑遭此袭击，恐怕“无一无一幸免幸免”。761.3 钢结构的加固方法钢75、结构的加固方法1.3.1 钢结构加固的基本要求钢结构加固的基本要求1.钢结构加固的一般规定钢结构加固的一般规定1）钢结构的加固应根据可靠性鉴定所评定的可靠性等级）钢结构的加固应根据可靠性鉴定所评定的可靠性等级和结论进行。和结论进行。2）加固后钢结构的安全等级应根据结构破坏后果的严重）加固后钢结构的安全等级应根据结构破坏后果的严重程度、结构的重要性（等级）和加固后建筑物功能是否程度、结构的重要性（等级）和加固后建筑物功能是否改变、结构使用年限确定。改变、结构使用年限确定。3）钢结构加固设计应与实际施工方法紧密结合，并应采）钢结构加固设计应与实际施工方法紧密结合，并应采取有效措施保证新增截面、构件76、和部件与原结构连接可取有效措施保证新增截面、构件和部件与原结构连接可靠，形成整体共同工作。靠，形成整体共同工作。4）对于高温、腐蚀、冷脆、振动、地基不均匀沉降等原）对于高温、腐蚀、冷脆、振动、地基不均匀沉降等原因造成的结构损坏，提出其相应的处理对策后再进行加因造成的结构损坏，提出其相应的处理对策后再进行加固。固。5）对于可能出现倾斜、失稳或倒塌等不安全因素的钢结）对于可能出现倾斜、失稳或倒塌等不安全因素的钢结构，在加固之前，应采取相应的临时安全措施，以防止构，在加固之前，应采取相应的临时安全措施，以防止事故的发生。事故的发生。6）在加固施工过程中，若发现原结构或相关工程隐蔽部）在加固施工过程中77、，若发现原结构或相关工程隐蔽部位有未预及损伤或严重缺陷时，应立即停止施工，会同位有未预及损伤或严重缺陷时，应立即停止施工，会同加固设计者采取有效措施后方能继续施工。加固设计者采取有效措施后方能继续施工。7）钢结构的加固设计应综合考虑其经济效益。应不损伤）钢结构的加固设计应综合考虑其经济效益。应不损伤原结构，避免不必要的拆除或更换。原结构，避免不必要的拆除或更换。2.钢结构加固的计算原则钢结构加固的计算原则1）计算简图应与实际情况相符，并应适当考虑结构实际）计算简图应与实际情况相符，并应适当考虑结构实际工作中的有利因素，如结构的空间作用、新结构与原结工作中的有利因素，如结构的空间作用、新结构与原78、结构的共同工作等。构的共同工作等。2）结构的验算截面，应考虑损伤、缺陷、裂缝和锈蚀等）结构的验算截面，应考虑损伤、缺陷、裂缝和锈蚀等不利影响。计算中尚应考虑加固部分与原构件协同工作不利影响。计算中尚应考虑加固部分与原构件协同工作的程度、加固部分可能的应变滞后的情况等，对其总的的程度、加固部分可能的应变滞后的情况等，对其总的承载能力予以适当折减。承载能力予以适当折减。3）承载能力验算时，应考虑结构实际工作中的荷载偏心、）承载能力验算时，应考虑结构实际工作中的荷载偏心、结构变形和局部损伤、施工偏差以及温度作用等不利因结构变形和局部损伤、施工偏差以及温度作用等不利因素使结构产生的附加内力。素使结构产79、生的附加内力。4）加固后使结构重量增加或改变原结构传力路径时，应）加固后使结构重量增加或改变原结构传力路径时，应对建筑物的基础进行验算。对建筑物的基础进行验算。5）对焊接结构，加固时原有构件或连接的实际应力值应）对焊接结构，加固时原有构件或连接的实际应力值应小于小于0.55fy，且不得考虑加固构件的塑性变形发展；非，且不得考虑加固构件的塑性变形发展；非焊接钢结构加固时，其实际应力值应焊接钢结构加固时，其实际应力值应小于小于0.7fy。当不满。当不满足时，不得在负荷状态下进行加固。足时，不得在负荷状态下进行加固。3.钢结构加固的设计与施工钢结构加固的设计与施工（1）结构加固设计应具备的基本资料）80、结构加固设计应具备的基本资料1）原结构的竣工图（包括更改图）和验收记录。）原结构的竣工图（包括更改图）和验收记录。2）原结构的计算书；）原结构的计算书；3）结构或构件破损情况检查报告；）结构或构件破损情况检查报告；4）原结构的建造历史和使用情况；）原结构的建造历史和使用情况；5）原钢材材质报告或现场材质检验报告。若缺乏原始资）原钢材材质报告或现场材质检验报告。若缺乏原始资料，应在原结构上取样检验；料，应在原结构上取样检验；6）原结构构件制作、安装验收记录；）原结构构件制作、安装验收记录；7）现有实际荷载和加固后新增加荷载的数据等。）现有实际荷载和加固后新增加荷载的数据等。3.钢结构加固的设计与81、施工钢结构加固的设计与施工（2）加固方案的选择）加固方案的选择 加固的方法有：改变结构的计算图形、加大构件截加固的方法有：改变结构的计算图形、加大构件截面、连接的加固、阻止裂纹扩展等。面、连接的加固、阻止裂纹扩展等。钢结构加固一般采用焊接连接和高强螺栓连接，有钢结构加固一般采用焊接连接和高强螺栓连接，有时亦可采用焊缝和高强螺栓混合连接。时亦可采用焊缝和高强螺栓混合连接。1）焊接结构的加固以采用焊接连接为主，应避免仰焊。）焊接结构的加固以采用焊接连接为主，应避免仰焊。当施焊困难且零件的接触面较紧贴时，可采用摩擦型高当施焊困难且零件的接触面较紧贴时，可采用摩擦型高强螺栓连接。强螺栓连接。2）对轻钢82、结构杆件，因截面过小，在负荷状态下不得采）对轻钢结构杆件，因截面过小，在负荷状态下不得采用电焊加固。用电焊加固。3）在受拉构件中，加固焊缝的方向应与构件中拉应力的）在受拉构件中，加固焊缝的方向应与构件中拉应力的方向一致。方向一致。3.钢结构加固的设计与施工钢结构加固的设计与施工（2）加固的设计）加固的设计1）减轻荷载。改用轻质材料及其他减少荷载的方法。）减轻荷载。改用轻质材料及其他减少荷载的方法。2）改变结构的静力计算简图。采取措施使结构发生符合）改变结构的静力计算简图。采取措施使结构发生符合设计意图的内力重分布，以调整原有结构中的应力，改设计意图的内力重分布，以调整原有结构中的应力，改善被加83、固构件的受力情况。善被加固构件的受力情况。3）对原结构的构件截面和连接进行补强。）对原结构的构件截面和连接进行补强。注意：注意：o加固方案不仅要技术先进、经济合理、加固效果良好，加固方案不仅要技术先进、经济合理、加固效果良好，还要尽可能不影响生产，方便施工。还要尽可能不影响生产，方便施工。o加固设计应遵守加固设计应遵守钢结构设计规范钢结构设计规范。o尽量减少加固工作量，充分发挥原有结构的潜力。尽量减少加固工作量，充分发挥原有结构的潜力。o负荷状态下加固时，首先应尽量减轻施工荷载，减轻或负荷状态下加固时，首先应尽量减轻施工荷载，减轻或卸掉活荷载，以减小原有结构构件中的应力。卸掉活荷载，以减小原有84、结构构件中的应力。3.钢结构加固的设计与施工钢结构加固的设计与施工（4）钢结构加固的施工）钢结构加固的施工1）卸荷加固。结构损坏较严重或构件及接头的应力很高，）卸荷加固。结构损坏较严重或构件及接头的应力很高，需卸荷降低应力。需卸荷降低应力。2）从原结构上拆下加固或更新部件。）从原结构上拆下加固或更新部件。3）负荷加固）负荷加固。注意：注意：o加固时，必须保证结构的稳定加固时，必须保证结构的稳定;o清除原结构表面的灰尘，刮除油漆、锈迹，以利施工清除原结构表面的灰尘，刮除油漆、锈迹，以利施工;o先修复结构上的缺陷、损伤（如位移、变形、挠曲等），先修复结构上的缺陷、损伤（如位移、变形、挠曲等），然后85、才进行加固。然后才进行加固。o在负荷状态下用焊接连接加固时，应注意以下问题：在负荷状态下用焊接连接加固时，应注意以下问题：应慎重选择焊接参数（如电流、电压、焊条直径、焊接应慎重选择焊接参数（如电流、电压、焊条直径、焊接速度等），尽可能减小焊接时输入的热能量，避免由于焊速度等），尽可能减小焊接时输入的热能量，避免由于焊接输入的热量过大，而使结构构件丧失过多的承载能力。接输入的热量过大，而使结构构件丧失过多的承载能力。确定合理的焊接顺序，以便焊接应力尽可能减小。确定合理的焊接顺序，以便焊接应力尽可能减小。先加固最薄弱的部位和应力较高的杆件。先加固最薄弱的部位和应力较高的杆件。凡能立即起到补强作用，86、并对原构件强度影响铰小的部凡能立即起到补强作用，并对原构件强度影响铰小的部位先施焊，如加固桁架的腹杆时，应先焊好杆件两端节点位先施焊，如加固桁架的腹杆时，应先焊好杆件两端节点的焊缝，然后再焊中段焊缝；如加大角焊缝的厚度时，必的焊缝，然后再焊中段焊缝；如加大角焊缝的厚度时，必须从焊缝受力较低的部位开始施焊；须从焊缝受力较低的部位开始施焊；采用焊接加固的环境温度应在采用焊接加固的环境温度应在0以上，最好在大于或以上，最好在大于或等于等于+10的环境下施焊。的环境下施焊。841.3.2 钢结构的加固方法钢结构的加固方法1.结构的卸荷方法结构的卸荷方法（1）梁式结构）梁式结构 增设增设临时支柱临时支柱87、或组成或组成撑杆式结构撑杆式结构张紧其拉杆对屋架张紧其拉杆对屋架进行改变应力卸荷。由于屋架从两个支点变为多支点，进行改变应力卸荷。由于屋架从两个支点变为多支点，所以需进行验算，特别应注意应力符号改变的杆件。临所以需进行验算，特别应注意应力符号改变的杆件。临时支承节点处的局部受力情况也应进行核算；采取临时时支承节点处的局部受力情况也应进行核算；采取临时措施防止支承点在平面外失稳。措施防止支承点在平面外失稳。屋架卸荷示意屋架卸荷示意（2）柱子）柱子 一般采用设置临时支柱卸去屋架和吊车梁的荷载。一般采用设置临时支柱卸去屋架和吊车梁的荷载。（2）柱子）柱子 当下段柱需要加固甚至截断拆换时，一般采当下段88、柱需要加固甚至截断拆换时，一般采用用“托梁换柱托梁换柱”的方法，此时应对两侧相邻柱进行的方法，此时应对两侧相邻柱进行承载力验算。承载力验算。（3）托架）托架 可利用吊车梁作为支点使托架卸荷。应验算吊车可利用吊车梁作为支点使托架卸荷。应验算吊车梁得强度。梁得强度。892.改变结构计算图形加固法改变结构计算图形加固法 采用改变荷载分布状况、传力路径、节点性质和边采用改变荷载分布状况、传力路径、节点性质和边界条件，增设附加杆件和支撑、施加预应力、考虑空间界条件，增设附加杆件和支撑、施加预应力、考虑空间协同工作等措施对结构进行加固的方法。协同工作等措施对结构进行加固的方法。应对被直接加固结构进行承载能89、力和正常使用极限应对被直接加固结构进行承载能力和正常使用极限状态的计算外，尚应对相关结构进行必要的验算，并采状态的计算外，尚应对相关结构进行必要的验算，并采取切实可行的合理的构造措施，保证其安全。取切实可行的合理的构造措施，保证其安全。改变结构计算简图加固的途径：改变结构计算简图加固的途径：增加结构或构件增加结构或构件的刚度；的刚度；改变受弯构件截面内力；改变受弯构件截面内力；改变桁架杆件改变桁架杆件内力；内力；与其他结构共同工作形成混合结构与其他结构共同工作形成混合结构，以改善受力情况。（1）增加结构或构件的刚度法）增加结构或构件的刚度法 1）增加屋盖支撑以加强结构的空间刚度。）增加屋盖支撑90、以加强结构的空间刚度。增设屋盖支撑增设屋盖支撑（1）增加结构或构件的刚度法）增加结构或构件的刚度法 2）加设支撑增加结构刚度，或调整结构的自振频率等加设支撑增加结构刚度，或调整结构的自振频率等以提高结构承载力和改善结构的动力特性以提高结构承载力和改善结构的动力特性。增设支撑构件增设支撑构件（1）增加结构或构件的刚度法）增加结构或构件的刚度法 3）增设支撑或辅助杆件使构件的长细比减少以提高其增设支撑或辅助杆件使构件的长细比减少以提高其稳定性稳定性。增设杆件增设杆件（1）增加结构或构件的刚度法）增加结构或构件的刚度法 4）在排架结构中重点加强某一列柱的刚度，使之承受在排架结构中重点加强某一列柱的刚91、度，使之承受大部分水平力，以减轻其它柱列负荷大部分水平力，以减轻其它柱列负荷。加强一列柱刚度加强一列柱刚度（1）增加结构或构件的刚度法）增加结构或构件的刚度法 5）塔架等结构中设置拉杆或适度张紧的拉索以加强结塔架等结构中设置拉杆或适度张紧的拉索以加强结构的刚度构的刚度。设置拉杆加强结构刚度设置拉杆加强结构刚度（2）改变受弯构件截面内力法）改变受弯构件截面内力法1）改变荷载的分布情况，例如将一个集中荷载转化为改变荷载的分布情况，例如将一个集中荷载转化为多个集中荷载多个集中荷载。2)改变端部的支承情况，例如变铰接为刚接改变端部的支承情况，例如变铰接为刚接.铰接为刚接铰接为刚接（2）改变受弯构件截面92、内力法）改变受弯构件截面内力法3）增加中间支座，或将两简支结构的端部连接起来）增加中间支座，或将两简支结构的端部连接起来使之成为连续结构。使之成为连续结构。支座处由铰接改为刚接支座处由铰接改为刚接（2）改变受弯构件截面内力法）改变受弯构件截面内力法4）调整连续结构的支座位置。）调整连续结构的支座位置。5）将构件变为撑杆式结构。）将构件变为撑杆式结构。构件变为撑杆式结构构件变为撑杆式结构（2）改变受弯构件截面内力法）改变受弯构件截面内力法6）施加预应力。）施加预应力。施加预应力施加预应力（3）改变桁架杆件内力法）改变桁架杆件内力法 1）增设撑杆变桁架为撑杆式构架。）增设撑杆变桁架为撑杆式构架。桁93、架变为撑杆式结构桁架变为撑杆式结构（3）改变桁架杆件内力法）改变桁架杆件内力法2）加设预应力拉杆加设预应力拉杆。桁架中加设预应力拉杆桁架中加设预应力拉杆（3）改变桁架杆件内力法）改变桁架杆件内力法3）将静定桁架变为超静定桁架。）将静定桁架变为超静定桁架。静定桁架变为超静定桁架静定桁架变为超静定桁架（3）改变桁架杆件内力法）改变桁架杆件内力法4）与其他结构共同工作形成混合结构，以改善受力情况。）与其他结构共同工作形成混合结构，以改善受力情况。使天窗架与屋架连成整体共同受力使天窗架与屋架连成整体共同受力1033.加大构件截面加固法加大构件截面加固法 加固可能是在加固可能是在负荷、部分卸荷或全部卸荷94、负荷、部分卸荷或全部卸荷状况下进状况下进行，加固前后结构几何特性和受力状况会有很大不同，行，加固前后结构几何特性和受力状况会有很大不同，因而需要根据结构加固期间及前后，分阶段考虑结构的因而需要根据结构加固期间及前后，分阶段考虑结构的截面几何特性、损伤状况、支承条件和作用其上的荷载截面几何特性、损伤状况、支承条件和作用其上的荷载及其不利组合，确定计算简图，进行受力分析，找出结及其不利组合，确定计算简图，进行受力分析，找出结构的可能最不利受力，以确保安全可靠。构的可能最不利受力，以确保安全可靠。对于超静定结构尚应考虑因截面加大，构件刚度对于超静定结构尚应考虑因截面加大，构件刚度改变使体系内力重分布95、的可能。改变使体系内力重分布的可能。注意事项：注意事项：1）加固时的净空限制，使补强零件不与其他构件相碰。）加固时的净空限制，使补强零件不与其他构件相碰。2）补强方法应能适应原有构件的几何形状或己发生的变）补强方法应能适应原有构件的几何形状或己发生的变形情况，以利施工。形情况，以利施工。3）尽量减少补强施工工作量。尽可能采用焊接方法补强。）尽量减少补强施工工作量。尽可能采用焊接方法补强。应尽量减少焊接工作量和注意合理的焊接顺序。应尽量减少焊接工作量和注意合理的焊接顺序。4）尽可能使被补强构件的重心轴位置不变，以减少偏心）尽可能使被补强构件的重心轴位置不变，以减少偏心所产生的弯短。所产生的弯短。96、5）考虑补强后的构件便于油漆和维护，避免形成易于积）考虑补强后的构件便于油漆和维护，避免形成易于积聚灰尘的坑槽而引起锈蚀。聚灰尘的坑槽而引起锈蚀。6）焊接补强时应采取措施尽量减小焊接变形。）焊接补强时应采取措施尽量减小焊接变形。7）受压构件或受弯构件的受压翼缘破损和变形严重时，）受压构件或受弯构件的受压翼缘破损和变形严重时，为避免矫正变形或拆除受损部分，可在杆件周围包以钢筋为避免矫正变形或拆除受损部分，可在杆件周围包以钢筋混凝土，形成劲性钢筋混凝土的组合结构。应在外包钢筋混凝土，形成劲性钢筋混凝土的组合结构。应在外包钢筋混凝土部位焊接能传递剪力的零件。混凝土部位焊接能传递剪力的零件。1051.97、3.3 钢结构的具体加固技术钢结构的具体加固技术1.钢柱加固钢柱加固（1）柱子卸荷法）柱子卸荷法 加固上部柱加固上部柱时，可以利用吊车梁桥架支托起屋盖屋时，可以利用吊车梁桥架支托起屋盖屋架，使柱子卸荷。架，使柱子卸荷。加固下柱加固下柱或工艺需要截去下柱时，可在吊车梁下或工艺需要截去下柱时，可在吊车梁下面设一永久性托梁，将上部柱荷载（包括吊车梁荷载）面设一永久性托梁，将上部柱荷载（包括吊车梁荷载）分担于邻柱（必须验算邻柱并进行加固，同时验算基础）分担于邻柱（必须验算邻柱并进行加固，同时验算基础）上。上。（2）钢柱加固法）钢柱加固法1）补强柱的截面。用钢板或型钢，采用焊接或高强螺栓）补强柱的截面。98、用钢板或型钢，采用焊接或高强螺栓与原柱连接成一个整体。与原柱连接成一个整体。2）增设支撑。以减小柱自由长度，提高承载能力。在截）增设支撑。以减小柱自由长度，提高承载能力。在截面尺寸不变的情况下提高柱子稳定性。面尺寸不变的情况下提高柱子稳定性。3）改变计算简图，减小柱外荷载或内力。）改变计算简图，减小柱外荷载或内力。4）在钢柱四周外包钢筋混凝土进行加固，可明显提高承）在钢柱四周外包钢筋混凝土进行加固，可明显提高承载能力。载能力。（3）柱脚加固法）柱脚加固法1）底板厚度不足的加固法：增设柱脚加劲肋；在柱脚型）底板厚度不足的加固法：增设柱脚加劲肋；在柱脚型钢间浇筑混凝土，为增加粘结力，柱脚表面油漆和99、锈蚀钢间浇筑混凝土，为增加粘结力，柱脚表面油漆和锈蚀要清除干净。要清除干净。2）锚固不足的加固方法：（）锚固不足的加固方法：（a）增设附加锚栓。当混凝土）增设附加锚栓。当混凝土基础较宽大时采用。基础较宽大时采用。b）将整个柱脚包以钢筋混凝土。）将整个柱脚包以钢筋混凝土。（4）柱加固承载力验算法）柱加固承载力验算法 1）负荷状态下加固：负荷状态下加固：对静载结构，当截面一部分进入塑对静载结构，当截面一部分进入塑性状态，应力最终能重新分配，计算中以新老截面共同性状态，应力最终能重新分配，计算中以新老截面共同工作原则来计算；动载结构情况下，塑性区很难形成，工作原则来计算；动载结构情况下，塑性区很难形100、成，不考虑应力重分配，将加固前和加固后的情况分别计算，不考虑应力重分配，将加固前和加固后的情况分别计算，然后求其总和。然后求其总和。2）卸荷状态下：卸荷状态下：截面验算按加固后总截面计算，并考虑截面验算按加固后总截面计算，并考虑加固折减系数，按现行规范计算。加固折减系数，按现行规范计算。负荷状态下加固的计算公式负荷状态下加固的计算公式1）轴心受压柱强度验算）轴心受压柱强度验算 2）轴心受压柱整体稳定验算）轴心受压柱整体稳定验算静力静力荷载荷载 动力动力荷载荷载 负荷状态下加固的计算公式负荷状态下加固的计算公式3）偏心受压（压弯）柱强度验算，计算时不考虑加固柱受）偏心受压（压弯）柱强度验算，计算101、时不考虑加固柱受弯塑性变形发展。弯塑性变形发展。静力荷载静力荷载 动力荷载动力荷载 负荷状态下加固的计算公式负荷状态下加固的计算公式4）偏心受压（压弯）偏心受压（压弯）实腹柱整体稳定验算实腹柱整体稳定验算。静力荷载静力荷载弯矩作用平面内整体稳定验算：弯矩作用平面内整体稳定验算：弯矩作用平面外整体稳定验算：弯矩作用平面外整体稳定验算：负荷状态下加固的计算公式负荷状态下加固的计算公式4）偏心受压（压弯）偏心受压（压弯）实腹柱整体稳定验算实腹柱整体稳定验算。动力荷载动力荷载弯矩作用平面内整体稳定验算：弯矩作用平面内整体稳定验算：弯矩作用平面外整体稳定验算：弯矩作用平面外整体稳定验算：负荷状态下加固的102、计算公式负荷状态下加固的计算公式5）轴心受压实腹柱局部稳定验算轴心受压实腹柱局部稳定验算。工字形截面翼缘板：工字形截面翼缘板：腹板：腹板：负荷状态下加固的计算公式负荷状态下加固的计算公式6）偏心受压实腹柱（压弯构件）局部稳定验算偏心受压实腹柱（压弯构件）局部稳定验算。翼缘板：翼缘板：腹板（工字形截面压弯构件）：腹板（工字形截面压弯构件）：当当 时：时：当当 时：时：114 2.钢梁加固钢梁加固（1）梁卸荷法）梁卸荷法 用临时支柱卸荷；对于实腹式梁设置临时支柱用临时支柱卸荷；对于实腹式梁设置临时支柱时，应注意临时支柱处实腹梁腹板的强度和稳定，时，应注意临时支柱处实腹梁腹板的强度和稳定，以及翼缘焊103、缝（或栓钉）的强度；对于吊车梁，限以及翼缘焊缝（或栓钉）的强度；对于吊车梁，限制桥式吊车运行，即相当于大部分已卸荷制桥式吊车运行，即相当于大部分已卸荷。（2）梁加固方法）梁加固方法改变梁支座部分成为连续梁；改变梁支座部分成为连续梁；支撑加固法支撑加固法；吊吊杆加固法；杆加固法；增大梁截面加固法。增大梁截面加固法。（3）梁截面加固承载力验算）梁截面加固承载力验算 不考虑截面塑性发展，负荷状态下截面加固后可按下不考虑截面塑性发展，负荷状态下截面加固后可按下列公式验算列公式验算:1）强度验算）强度验算 抗弯强度验算抗弯强度验算静力荷载：静力荷载：动力荷载：动力荷载：1）强度验算）强度验算 抗剪强度验104、算抗剪强度验算静力荷载：静力荷载：动力荷载：动力荷载：局部承压强度验算局部承压强度验算静力荷载：静力荷载：动力荷载：动力荷载：2）整体稳定验算）整体稳定验算静力荷载：静力荷载：动力荷载：动力荷载：3）组合截面梁局部稳定验算）组合截面梁局部稳定验算翼缘：翼缘：腹板：腹板：不设横向加劲肋时不设横向加劲肋时 仅设横向加劲肋时仅设横向加劲肋时 当设有纵向加劲肋和横向加劲助时，加劲肋间距和当设有纵向加劲肋和横向加劲助时，加劲肋间距和尺寸应符合规范规定设置要求。尺寸应符合规范规定设置要求。118 3.钢屋架、托架加固钢屋架、托架加固（1）卸荷方法）卸荷方法 尽量在负荷状态下进行。可利用吊车梁使托架尽量在负105、荷状态下进行。可利用吊车梁使托架卸荷，即在制动结构中辅助桁架上设临时支柱对托卸荷，即在制动结构中辅助桁架上设临时支柱对托架进行卸荷。架进行卸荷。（2）加固方法）加固方法 根据原屋架存在的问题、原因、施工条件和经根据原屋架存在的问题、原因、施工条件和经济条件来选择。济条件来选择。（3）杆件截面加固承载力验算方法）杆件截面加固承载力验算方法 杆件有轴心受拉、轴心受压、拉弯和压弯杆件四类，杆件有轴心受拉、轴心受压、拉弯和压弯杆件四类，后两类一股都是因为节间荷载产生弯矩所致。后两类一股都是因为节间荷载产生弯矩所致。1）轴心受拉杆件强度验算）轴心受拉杆件强度验算静力荷载静力荷载动力荷载动力荷载2）轴心受106、压杆件强度验算）轴心受压杆件强度验算 按实腹式轴心受压柱的公式验算强度和整体稳定。由按实腹式轴心受压柱的公式验算强度和整体稳定。由于杆件均有型钢组成，局部稳定不必验算。于杆件均有型钢组成，局部稳定不必验算。3）拉弯杆件强度验算）拉弯杆件强度验算静力荷载静力荷载动力荷载动力荷载4）压弯杆件强度验算）压弯杆件强度验算 压弯杆件的强度和整体稳定按实腹式压弯柱的计算公压弯杆件的强度和整体稳定按实腹式压弯柱的计算公式验算，局部稳定不必验算。式验算，局部稳定不必验算。卸荷状态下卸荷状态下加固截面，其承载力均按负荷状态下作用加固截面，其承载力均按负荷状态下作用静力荷载的计算公式验算。静力荷载的计算公式验算。107、121 4.连接和节点加固连接和节点加固 构件截面的补增或局部构件的替换，都需要适构件截面的补增或局部构件的替换，都需要适当的连接，补强的杆件必须通过节点加固才能参与当的连接，补强的杆件必须通过节点加固才能参与原结构工作，破坏了的节点需要加固。钢结构中连原结构工作，破坏了的节点需要加固。钢结构中连接和节点加固至关重要。接和节点加固至关重要。加固连接有加固连接有螺栓连接和焊接螺栓连接和焊接等方式。加固连接等方式。加固连接方式选用必须满足既不破坏原结构功能，又能参与方式选用必须满足既不破坏原结构功能，又能参与工作的要求。工作的要求。加固现场施工焊接最为方便；但焊接对钢材材加固现场施工焊接最为方便；108、但焊接对钢材材性要求最高，在原结构资料不全、材性不明的情况性要求最高，在原结构资料不全、材性不明的情况下，用焊接加固必须取材样复验，以保证可焊性下，用焊接加固必须取材样复验，以保证可焊性。1）原高强螺栓连接的加固。仍用高强螺栓加固；个别情况）原高强螺栓连接的加固。仍用高强螺栓加固；个别情况可同时使用高强螺栓和焊接来加固。但要注意螺栓的布置可同时使用高强螺栓和焊接来加固。但要注意螺栓的布置位置，使二者变形协调。位置，使二者变形协调。2）原焊接连接的加固，仍用焊接加固。加固方式有两种：）原焊接连接的加固，仍用焊接加固。加固方式有两种：加大焊缝高度（堆焊）。为了确保安全，焊条直径不加大焊缝高度（堆焊109、）。为了确保安全，焊条直径不宜大于宜大于4mm，每道焊缝的堆高不宜超过，每道焊缝的堆高不宜超过2mm，如需加，如需加高量大，每次以高量大，每次以2mm为限。后一道堆焊应待前一道堆焊为限。后一道堆焊应待前一道堆焊冷却到冷却到100以下才能施焊，以下才能施焊，加长焊缝长度。在原有加长焊缝长度。在原有节点能允许增加焊缝长度时，应首先采用。节点能允许增加焊缝长度时，应首先采用。3）节点连接损伤的加固。主要采用焊接加固法，大体可分）节点连接损伤的加固。主要采用焊接加固法，大体可分为下列几种：为下列几种：补焊短斜板补焊短斜板 加长焊缝加长焊缝 增大节点板增大节点板加高焊缝加高焊缝1271.3.4 火灾后钢110、结构的加固火灾后钢结构的加固1.火灾对钢结构的损伤火灾对钢结构的损伤（1）火灾后钢结构的变形）火灾后钢结构的变形 1）钢屋架及钢梁的高温变形。在高温作用下，钢屋架及）钢屋架及钢梁的高温变形。在高温作用下，钢屋架及钢梁等水平构件会因强度降低、高温软化产生过大的挠钢梁等水平构件会因强度降低、高温软化产生过大的挠度，且不会因冷却而减小。由于变形也会导致部分节点度，且不会因冷却而减小。由于变形也会导致部分节点的连接损坏。的连接损坏。2）钢柱及房屋的变形。由于火灾作用的不均匀性，房屋）钢柱及房屋的变形。由于火灾作用的不均匀性，房屋的各柱的受火温度有差别，变形各不相同，造成钢结构的各柱的受火温度有差别，变111、形各不相同，造成钢结构房屋的倾斜。且不会因火灾后冷却而自动恢复。房屋的倾斜。且不会因火灾后冷却而自动恢复。1.火灾对钢结构的损伤火灾对钢结构的损伤（2）火灾后钢结构承载力的降低）火灾后钢结构承载力的降低 火灾后钢材的强度将有不同程度的降低。由于钢材火灾后钢材的强度将有不同程度的降低。由于钢材强度的降低、结构的变形及节点连接的损伤，将导致钢强度的降低、结构的变形及节点连接的损伤，将导致钢结构承载力的降低。结构承载力的降低。2.火灾损伤钢结构的加固火灾损伤钢结构的加固步骤：步骤：1）测定钢结构的变形量，确定复原程度；）测定钢结构的变形量，确定复原程度；2）确定干斤顶作用位置及千斤顶数量；）确定干斤112、顶作用位置及千斤顶数量；3）安装千斤顶；）安装千斤顶；4）操作千斤顶，将钢结构变形顶升复位；）操作千斤顶，将钢结构变形顶升复位；5）进行承载力加固，加固结束后再拆除千斤顶。）进行承载力加固，加固结束后再拆除千斤顶。1291.3.5 钢结构事故加固注意事项钢结构事故加固注意事项1）选择合理的连接方式。应优先采用电焊连接。当使用）选择合理的连接方式。应优先采用电焊连接。当使用焊接法确有困难时，可用高强螺栓。不准使用粗制螺栓焊接法确有困难时，可用高强螺栓。不准使用粗制螺栓作加固连接件。轻钢结构在负荷条件下，不准采用电焊作加固连接件。轻钢结构在负荷条件下，不准采用电焊加固。加固。2）正确选择焊接工艺。113、力求减少焊接变形和降低焊接应）正确选择焊接工艺。力求减少焊接变形和降低焊接应力。力。3）注意环境温度影响。加固焊接应在）注意环境温度影响。加固焊接应在0以上环境进行。以上环境进行。4）注意高温对结构安全的影响。负荷条件下，电焊加固）注意高温对结构安全的影响。负荷条件下，电焊加固或加热校正变形时，应注意被加固构件过热而降低承载或加热校正变形时，应注意被加固构件过热而降低承载能力。能力。1305.4 钢结构裂纹的修复钢结构裂纹的修复5.4.1裂纹修复的步骤裂纹修复的步骤1）分析产生裂纹的原因及其影响的严重性，对不宜采用）分析产生裂纹的原因及其影响的严重性，对不宜采用修复加固的构件，应予拆除更换；对114、需要进行修复加固修复加固的构件，应予拆除更换；对需要进行修复加固的带裂纹的构件，应采用临时性应急措施，以防止裂纹的带裂纹的构件，应采用临时性应急措施，以防止裂纹的进一步扩展。的进一步扩展。2）对带裂纹的构件进行疲劳验算。）对带裂纹的构件进行疲劳验算。3）进行裂纹的可扩展性评估，了解裂纹的稳定性情况。）进行裂纹的可扩展性评估，了解裂纹的稳定性情况。4）针对裂纹的不同稳定性进行修复加固设计，并在此基）针对裂纹的不同稳定性进行修复加固设计，并在此基础上拟定裂纹的修复加固具体方案。础上拟定裂纹的修复加固具体方案。5）根据拟定的方案实施裂纹的修复加固。）根据拟定的方案实施裂纹的修复加固。1315.4.2115、 裂纹的修复方法裂纹的修复方法1.裂纹的临时止裂措施裂纹的临时止裂措施 在裂纹端外顺其可能的扩展方向（在裂纹端外顺其可能的扩展方向（0.51.0）t处处钻孔（钻孔（t为构件的板厚），孔的直径约取为构件的板厚），孔的直径约取1.0t。使裂纹。使裂纹端部的应力集中大为减弱，缓解裂纹继续扩展的趋势。端部的应力集中大为减弱，缓解裂纹继续扩展的趋势。裂纹的修复加固方法大体可分为：焊补法修复、嵌裂纹的修复加固方法大体可分为：焊补法修复、嵌板法修复和附加盖板法修复等。板法修复和附加盖板法修复等。裂纹的临时钻孔止裂裂纹的临时钻孔止裂1332.裂纹的焊补法修复裂纹的焊补法修复 适用于单个裂纹或相距较远互不相交的116、裂纹群。适用于单个裂纹或相距较远互不相交的裂纹群。1）清洗裂纹两边各）清洗裂纹两边各80mm以上范围内板面油污至洁净的以上范围内板面油污至洁净的金属面；金属面；2）用碳弧气刨或风铲将裂纹边缘加工出坡口，直达裂纹）用碳弧气刨或风铲将裂纹边缘加工出坡口，直达裂纹端部的临时止裂钻孔。坡口形式根据板厚和施工条件按端部的临时止裂钻孔。坡口形式根据板厚和施工条件按现行现行气焊、手工电弧焊及气体保护焊焊缝坡口的基本气焊、手工电弧焊及气体保护焊焊缝坡口的基本形式和尺寸形式和尺寸的要求选用；的要求选用；3）将裂纹两侧及端部金属预热至将裂纹两侧及端部金属预热至100150，并在，并在焊接过程中保持此温度；焊接过程117、中保持此温度；4）采用与母材相匹配的低氢型焊条或超低氢型焊条施焊；）采用与母材相匹配的低氢型焊条或超低氢型焊条施焊；5）尽可能用小直径焊条以分层逆向焊施焊，每一焊道焊）尽可能用小直径焊条以分层逆向焊施焊，每一焊道焊完后宜立即锤击；完后宜立即锤击；6）按设计和）按设计和钢结构工程施工及验收规范钢结构工程施工及验收规范的要求验收的要求验收焊缝质量；焊缝质量；7）对承受动力荷载的构件，焊补后其表面应磨光，使之）对承受动力荷载的构件，焊补后其表面应磨光，使之与原构件表面齐平，磨削痕迹线应大体与裂纹切线方向与原构件表面齐平，磨削痕迹线应大体与裂纹切线方向垂直；垂直；8）对重要结构或厚板构件，焊补后应立即118、进行退火处理。）对重要结构或厚板构件，焊补后应立即进行退火处理。1353.裂纹的嵌板法修复裂纹的嵌板法修复 适用于网状、分叉裂纹区和有破裂、过适用于网状、分叉裂纹区和有破裂、过烧或烧穿等缺陷的梁、柱腹板部位裂纹。烧或烧穿等缺陷的梁、柱腹板部位裂纹。1）检查确定缺陷的范围；）检查确定缺陷的范围；2）将缺陷部位切除，宜切成带圆角的矩形孔、切除）将缺陷部位切除，宜切成带圆角的矩形孔、切除部分的尺寸均应比缺陷范围的尺寸大部分的尺寸均应比缺陷范围的尺寸大100mm；3）用等厚度同材质的嵌板嵌入切除部位，嵌入板的用等厚度同材质的嵌板嵌入切除部位，嵌入板的长宽边缘与切除孔间二个边应留有长宽边缘与切除孔间二个119、边应留有24mm的间隙，的间隙，并将其边缘加工成对接焊缝要求的坡口形式；并将其边缘加工成对接焊缝要求的坡口形式；4）嵌板定位后，将孔口四角区域预热至）嵌板定位后，将孔口四角区域预热至100150，按顺序采用分段分层逆向焊法施焊；按顺序采用分段分层逆向焊法施焊；5）检查焊缝质量，打磨余高，使之与原构件表面齐平。）检查焊缝质量，打磨余高，使之与原构件表面齐平。4.裂纹的附加盖板修复法裂纹的附加盖板修复法 受力关键部分的裂纹和裂纹较集中不宜采用嵌板受力关键部分的裂纹和裂纹较集中不宜采用嵌板法修复的部位，用附加盖板修复。采用双层盖板，裂纹法修复的部位，用附加盖板修复。采用双层盖板，裂纹两端仍需钻孔止裂，焊缝暂时阻止裂纹扩展。两端仍需钻孔止裂，焊缝暂时阻止裂纹扩展。盖板用焊接连接时，设法将加固盖板压紧，其厚度盖板用焊接连接时，设法将加固盖板压紧，其厚度与原板等厚，焊脚尺寸等于板厚，盖板的尺寸和焊接顺与原板等厚，焊脚尺寸等于板厚，盖板的尺寸和焊接顺序参照序参照嵌板法嵌板法执行。执行。缺陷部位的切除缺陷部位的切除 预热部位及施焊顺序预热部位及施焊顺序