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鋼結構的缺陷和損壞對結構構件的影響

　　鋼結構的缺陷和損壞對不同的結構構件的影響不同,下面就鋼結構廠房中幾個常用的重要構件進行分析。

　　1、屋蓋結構

　　屋蓋結構按其自重及風雪荷載作用進行計算, 計算簡圖較 試驗分析理論值和實測值相近。但由于采用了薄壁柔性桿件, 復雜的斷面外形使節點有較高的應力集中,從而使屋架結構對荷載變化或局部*載、溫度和腐蝕作用變得復雜而敏感。因此屋蓋結構是工業廠房中較易受損壞和破壞的構件之一, 主要表現為壓桿失穩和節點板出現裂縫或破壞。制造和安裝的缺陷往往使屋架的性和耐久性降低。屋架桿件初彎曲、焊接缺陷(焊縫不足、咬邊、焊口不良等) 、節點偏心、檁條錯位等都產生附加內力, 使節點板工作條件惡化, 形成過大的集中應力, 造成板件裂縫或脆斷。所以, 良好的制造和安裝質量, 是*屋架安全性和耐久性的重要條件之一。莫斯科建工學院調查了20個冶金廠房的66個車間的926個屋架, 發現770個有損壞, 其損害百分率為: 構件彎曲者81.8; 局部彎曲者7.7; 螺栓垂直偏差者4.2;螺栓連接破壞者5.8; 節點板彎曲者0.3; 節點板開裂

　　者012。這一調查反映了屋架結構在正常使用條件下破損情況, 對檢查和鑒定具有指導意義。

　　2、柱 子

　　工業廠房的柱子比其它構件處于較有利的工作條件。柱子一般按多種荷載的總作用計算, 特別是有吊車時, 柱子的計算內力較大, 其選擇的截面也較大, 故正常使用條件下柱子的內力小于計算值。因為多種荷載同時作用的概率是很小的, 這樣, 柱子在工作應力不大而截面又有較大的安全儲備以及較好的力學性能和較高的防腐性能的條件下, 一般在靜力和動力荷載作用下造成靜力或疲勞破壞的概率較小。重級工作制吊車的廠房, 在柱子與吊車梁和制動梁的連接處, 若采用剛性連接, 在循環應力作用下*易形成疲勞裂縫, 造成疲勞破壞。通過調查, 柱子的典型損壞表現在以下幾個方面:

　　(1) 由于生產工藝中違反操作規程, 常引起運輸貨物、磁盤及吊鉤撞擊柱子, 使柱肢受扭曲和局部損壞, 特別是柔性腹桿的雙肢柱*易受損壞。此外, 還有在工藝管線安裝中對柱子造成的損壞等。

　　(2) 柱子在剛架平面內或平面外, 由于設計和施工安裝等原理造成的偏差, 雖不會降低結構承載力而造成危險,但可導致維護構件的損壞和相鄰連接節點的損壞。吊車軌道偏離則可導致廠房難于正常使用。

　　(3) 由于地基原因, 沿廠房長度或寬度有不均勻沉降給結構帶來附加內力, 也會造成廠房難于正常使用。

　　(4) 由于長期性潮濕或腐蝕介質作用, 柱基和連接遭受腐蝕損壞。

　　3、吊車梁

　　吊車梁是工業廠房的重要構件。吊車梁結構包括吊車梁、制動梁或制動桁架, 以及它們與柱子間的連接節點。吊車梁結構工作條件復雜, 根據使用經驗和現場調查資料看, 重級工作制吊車梁結構工作3～4年后即出現*批損壞。主要表現為吊車梁和制動梁與柱子連接節點受到損壞; 吊車梁上翼緣焊接以及附近腹板出現疲勞裂紋; 鉚接吊車梁上翼緣鉚釘產生松動和角鋼呈現裂紋。調查還表明, 吊車梁結構損壞程度又與吊車梁的輕重級有關, 重級和特重級工作制吊車梁結構破壞較 尤其是硬鉤吊車; 中級和輕級工作制吊車梁的損壞一般較輕。吊車梁結構損壞的主要原因主要是:

　　(1) 吊車輪壓是移動集中荷載, 具有動力特征, 吊車梁在動荷載作用下, 其動力特征反應十分復雜, 致使吊車梁長期在不穩定重復和交變應力狀態下工作, 易引起應力集中和疲勞破壞。

　　(2) 鋼軌的偏心。鋼軌因安裝公差與吊車梁中心無法一致; 由于鋼軌平行度和接頭影響使吊車在行使時晃動,促使鋼軌的偏心逐漸增大。試驗證明, 當鋼軌偏心量大時,實腹吊車梁就會出現上翼緣與腹板的連接裂縫, 或加勁肋與上翼緣連接處的裂縫; 桁架式吊車梁,會出現節點板裂縫, 輔助桁架就會出現節點板與鉚釘(或螺栓) 的斷裂以及上下水平支承的裂縫或斷裂。

　　(3) 由于鋼軌偏心、水平制動力和啃軌力的作用, 將涉及主梁彎曲和扭轉, 造成主梁節點和輔助桁架損傷。因此*安裝和維護吊車梁結構的質量, 對改善吊車工作狀況提高吊車梁結構的使用壽命具有重要意義。通過上述分析, 知道鋼結構缺陷會對鋼結構廠房的屋蓋系統、吊車梁系統和柱系統等造成破壞, 因此在制作和安裝鋼結構構件時應嚴格按鋼結構施工及驗收規范進行,在使用過程中定期檢查、鑒定和維護, *鋼結構廠房安全的運行。