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结构工程师考试
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轻型钢结构网架常见质量问题分析

  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,环境污染小,所以钢结构工程适用多种结构形式和场所,结构形式如:柱、梁、桁架、刚架、拱、网架、悬索等。适用场所如:工业厂房、高层建筑、体育场馆、钢构住宅、桥梁及各种公共建筑。特别是北京奥运场馆、上海世博场馆的建设,钢结构工程大量广泛应用,充分体现了钢结构的特点和优点。虽然钢结构工程大量广泛推广应用,但是钢结构工程设计、加工和安装中的许多复杂问题及技术难题还没有被深刻了解认识到。钢结构工程,特别是钢结构安装工程,属高危险行业,因此,轻型钢结构对设计人员、加工人员和安装人员素质要求较高。稍有粗心大意、考虑不周和经验不足将会出现质量安全事故,甚至整体倒塌,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单一因素、多种因素和复杂因素。

  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、微裂缝超过规定标准;

  (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,超过了设计规定相应设计值的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)、钢架整体垂直度和整体平面弯曲超差,梁柱端板孔位不对应,大小错位;

  (4)、主要受力节点焊缝不饱满或有气泡、夹渣、微裂缝超过规定标准等;

  (5)、附属稳定结构如:支撑、系杆、隅撑等位置不合理、或加工错误;

  (6)、次要构件不符合质量要求。

  二、主要原因

  (一)设计原因

  (1)结构形式选择不合理,杆件截面匹配不合理,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)、材料选择不合理;

  (3)、计算方法选择、假设条件、电算程序有误未能发现;

  (4)、结构设计计算后,不经复核就进行材料代换,导致超设计值强度构件出现;

  (5)、图纸错误或不全。如尺寸标注混乱,设计说明不清,对材料、工艺要求、施工程

  序及特殊要求部位有遗漏;

  (6)、节点构造有误,细部考虑不全面。

  (二)加工原因

  (1)、管理混乱,不同规格、钢号、材质材料混杂使用;

  (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)、连接高强螺栓不合格;

  (5)、构件加工有缺陷,螺栓球孔角度偏差大;

  (6)、焊缝质量差,焊角尺寸未达到设计要求;

  (三)网架安装原因

  (1)、地面拼装时支撑点不均匀,受力不合理,拼装时误差积累,个别杆件错误,导致受力改变,造成网架或个别杆件变形。

  (2)、焊接工艺、焊接顺序有误,产生焊接应力,导致变形。

  (3)、整体吊装时,吊点选择不合理,没有对吊点进行反力验算、杆件超应力验算、挠度验算、对超应力处进行必要加固措施。

  (4)、整体吊装时,各吊点起升速度不同,位移、高差超过允许范围,导致变形、破坏。

  (5)、施工方案选择错误,没有根据网架结构形式、现场施工条件合理选择方案,安装时不能形成几何不变体系,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)、安装人员粗心大意,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)门式刚架安装原因

  (1)、较长构件运输、堆放时垫放不平整,长时间放置,导致变形、扭曲。

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

  (3)、梁柱端板孔位不对应、错位,安装时端板没有对正,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)、安装时没有详细、认真领会图纸,导致个别构件位置错误。

  (6)、安装前没有按工程实际情况制定详细施工方案、进行技术交底,导致工序颠倒等现像。

  (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固定不牢,进行上部构件安装,导致结构失稳。

  (五)使用及其他原因

  (1)使用荷载超过设计荷载。

  (2)使用环境变化。

  (3)基础发生不均匀沉降。

  (4)自然灾害。

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