钢结构事故分析论文

第一篇：钢结构事故分析论文

钢结构事故分析与预防

摘要：建筑工程中钢结构的事故按破坏形式可分为：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几种。本文首先论述了钢结构的优点和应用前景，继而分析了产生事故的原因并提出了预防措施。关键词：钢结构；事故；稳定；断裂；缺陷

一．钢结构的前景

钢结构与混凝土结构相比，具有强度高、自重轻、塑性和韧性好、装配化程度高、施工周期短、建筑垃圾少、环境污染小等优点．因此，在经济发达国家的应用比较普遍，不仅大跨度桥梁和建筑、高层建筑等基本上都采用钢结构或钢一混组合结构，中小跨度桥梁和普通建筑也有许多采用钢结构，甚至民用住宅也采用装配式的钢结构。国内过去由于钢产量低，钢材品种少，价格偏高，而劳动力相对便宜，因此钢结构在经济上缺乏竞争力。只有那些混凝土不能胜任的大跨度或高耸结构，才采用钢结构和钢～混组合结构。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。实际上，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。

二．钢结构的事故与分析

建筑工程中钢结构的事故按破坏形式可分为：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几种。

1、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。它可分为两类．丧失局部稳定和丧失整体稳定性。(1)影响结构构件局部稳定性的主要原因有：

①局部受力部位加劲肋构造措施

不合理当在构件的局部受力部位，如支座、较大集中荷载作用点，没有设支承加劲肋，使外力直接传给较薄的腹扳而产生局部失稳。构件运输单元的两端以及较长要件的中间如没有设置横隔，截面的几何形状不变难以保证且易丧局部稳定性。

②吊装时吊点位置选择不当

在吊装过程中，由于吊点位置选择不当，会造成构件局部较大的压应力，从而导致局部失稳。所以钢结构在设计时，图纸应详细说明正确的起吊方法和吊点位置。

③构件局部稳定不满足要求

如构件I字形、槽形截面翼缘的宽厚比和腹扳的离厚比大于限值时，易发生局部失稳现象；在组合截面构件设计中尤应注意。(2)影响结构构件整体稳定性的主要原因有：

①构件有各类初始缺陷在构件的稳定性分析中，各类初始缺陷对其极限承载力的影响比较显著。

②施工临时支撑体系不够在结构的安装过程中，由于结构并未完全形成一个设计要求的受力整体或其整体刚度较弱，因而需要设置一些临时支撑体系来维持结构或构件的整体稳定。

③构件受力条件的改变钢结构使用荷载和使用条件的改变，如超载、节点的破坏、温度的变化、基础的不均匀沉降、意外的冲击荷载、结构加固过程中计算简图的改变等，引起受压构件应力增加，或使受拉构件转变为受压构件，从而导致构件整体失稳。

④构件整体稳定不满足要求影响

它的主要参数为长细比。应注意载面两个主轴方向的计算长度可能有所不同，以及构件两端实际支承情况与计算支承间的区别。

案例：世界上曾经有过不少桥梁失稳事故．俄罗斯的克夫达敞开式桥，于1875年因上弦杆压杆失稳而引起全桥破坏；加拿大的魁北克桥于1907年在架设过程中由于悬臂端下弦杆的腹板翘曲而引起严重破坏事故；苏联的莫兹尔桥，于1925年试车时由于压杆失稳而发生事故；澳大利亚墨尔本附近的西门桥，于1970年在架设拼拢整孔左右两半(截面)钢箱梁时，上翼板在跨中央失稳，导致112m的整跨倒塌．现在，尽管各国的桥梁设计规范中对钢桥稳定(包括整体稳定和局部稳定)问题的检算都有所规定，但钢桥失稳问题还偶有所闻。

2、钢结构的脆性断裂

钢结构脆性断裂是其极限状态中最危险的破坏形式之一。它发生往往很突然，没有明显的塑性变形，而破坏时构件的名义应力很低，有时只有其屈服强度的0.2倍。影响钢结构脆性断裂的原因主要有：(1)构件制作加工缺陷

构件的高应力集中会使构件在局部产生复杂应力状态，它们也将影响构件局部的塑性和韧性，限制其塑性变形，从而提高构件脆性断裂的可能。(2)钢材抗脆性断裂性能差

钢材的塑性、韧性和对裂纹的敏感性都影响其抗脆性断裂性能，其中冲击韧性起决定作用。低合金钢材的抗脆性断裂性能比普通碳素钢优越；普通碳素钢中镇静钢、半镇静钢和沸腾钢的抗脆性断裂性能依次降低。(3)低温和动载

随着温度降低，钢材的屈服强度fy和抗拉强度fu会有所升高，而钢材的塑性指标截面收缩率山却有所降低，即钢材会变脆。动载对钢结构的破坏，往往是很突然的，无明显塑性变形，呈现脆性破坏特征。

案例：我国哈尔滨的滨洲线松花江桥是铆接结构，77 m跨的有8孔，33．5 m跨的有11孔．1901年由俄国建造，1914年发现裂纹．中苏双方试验结果表明，该桥使用的钢材(从比利时买进的马丁炉钢)，脱氧不够，氧化铁及硫增加了钢材的脆性，特别是金相颗粒不均匀，所以不适合低温加工，其玲脆临界温度为o℃，而使用时最低气温为一40℃，这是造成裂缝的主要原因当时得出结论有四点：(1)该桥的实际负荷不大；(2)大部分裂纹不在受力处；(3)钢材的金相分析表明材质不均匀；(4)各部分构件受力情况较好，所以钢桥可以继续使用．

3、钢结构承载力和刚度失效

(1)钢结构刚度失效

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和抗地震作用、抗振动有利，而且直接影响结构正常使用。

②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：受弯构件不满足充许挠度要求：压弯构件不满足上述两方面要求等。(2)钢结构承载力失效

钢结构承载力失效指正常使用状态下结构构件或连接因材料强度被超越而导致破坏。其主要原因为：

①连接件强度不满足要求

焊接连接件的强度取决于焊接材料强度及其与母材的匹配、焊接工艺、焊缝质量和缺陷及其检查和控制、焊接对母材热影响区强度的影响等；焊栓连接强度的影响原因为：螺栓及其附件材料的质量以及热得理效果、螺栓连接的施工技术工艺的控制，特别是高强螺栓预应力和摩擦面的处理、螺栓孔引起被连接构件截面的削弱和应力集中等。

②使用荷载和条件的改变

包括计算荷载的超越、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。

③钢材的强度强度指标不合格

在钢结构设计中有两个强度指标：屈服强度fy和抗拉强度fu；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。

4、钢结构疲劳破坏

钢结构疲劳分析时，习惯上当循环次数N<10时称为低周疲劳：N>10时称为高周疲劳。如果钢结构构件的实际循环应力特征和实际循环次数超过设计时所采取的参数，就可能发生疲劳破坏。此外影响钢结构疲劳破坏的原因还有：结构构件中有较大应力集中区域；所用钢材的抗疲劳性能差；钢结构构件加工制作时有缺陷其中裂纹缺陷对钢材疲劳强度的影响比较大；钢材的冷热加工、焊接工艺所产生的残余应力和残余变形对钢材疲劳强度也会产生较大影响。

案例：1967年12月，美国西弗吉尼亚一座建造于1928年大桥突然断裂塌落，检查发现其关键部位——腹杆孔眼受力劣化并有应力腐蚀造成的疲劳断裂。

555、钢结构腐蚀破坏

普通钢材的抗腐蚀能力比较差，这一直是工程上关注的重要问题。腐蚀使钢结构杆件净截面面积减损，降低结构承载力和可靠度，腐蚀形成的“锈坑”使钢结构脆性破坏的可能性增大，尤其是抗冷脆性能下降。一般来说钢结构下列部位容易发生锈蚀：经常干湿交替又未包混凝土的构件：埋入地下的地面附近部位，如柱脚等；可能存积水或遭受水蒸汽侵蚀部位：组合截面净空小于12mm，难于涂刷油漆的部位；屋盖结构、柱与屋架节点、吊车梁与柱节点部位；易积灰又湿度大的构件部位等。由于钢结构以钢板和型钢为主要材料，必须使用物理化学性能合格的钢材，并对钢板型钢间的连接加以严格的控制。

三．预防钢结构事故发生的措施

要防止钢结构的事故，必须对钢结构的制作，焊接、高强螺栓的连接、安装、防腐等进行严格的质量控制。

1、钢结构制作时质量控制主要有：

(1)应保证钢材的屈服强度、抗拉强度、伸长率、截面收缩率和硫、磷等有害元素的极限含量，对焊接结构还应保证碳的极限含量，必要时，尚应保证冷弯试验合格。

(2)要严格控制钢材切割质量，切割前应清除切割区内铁锈、油污，切割后断口处不得有裂纹和大于1.0mm的缺棱，并应清除边缘熔瘤、飞溅物和毛刺等。

(3)要观察检查构件外观，以构件正面无明显凹面和损伤为合格。

(4)各种结构构件组装时顶紧面贴紧不少于75％，且边缘最大间隙不超过0.8mm。(5)构件制作允许偏差均应符合《建筑安装工程质量检验评定标准》。

2、钢结构焊接时质量控制主要有：

(1)焊条、焊剂和施焊用的保护气体等必须符合设计要求和钢结构焊接的专门规定。(2)焊工必须经考试合格，取得相应施焊条件的合格证书。

(3)承受拉力或压力且要求与母材等强度的焊缝必须经超声波、X射线探伤检验符合国家有关规定。

(4)焊缝表面严禁有裂纹、夹渣、焊瘤、弧坑、针状气孔和熔合性飞溅物等缺陷。气孔、咬边必须符合施工规范规定。

(5)焊缝的外观应进行质量检查，要求焊波较均匀，明显处的焊渣和飞溅物应清除干净。焊缝尺寸的允许偏差和检验方法均应符合规范要求。

3、钢结构高强螺栓连接时质量控制主要有：

(1)高强螺栓的型式、规格和技术条件必须符合设计要求和有关标准规定。高强螺栓必须经试验确定扭矩系数或复验螺栓预拉力。当结果符合钢结构用高强螺栓的专门规定时，方 准使用。

(2)构件的高强螺栓连接面的摩擦系数必须符合设计要求。表面严禁有氧化铁皮、毛刺、焊疤和油污。

(3)高强螺栓必须分两次拧紧、初拧、终拧质量必须符合施工规范和钢结构用高强螺栓的专门规定。(4)高强螺栓接头外观要求：正面螺栓穿入方向一致，外露长度不少于2扣。

4、钢结构安装时质量控制主要有：

(1)构件必须符合设计要求和施工规范规定，由于运输、堆放和吊装造成的构件变形必须矫正。

(2)垫铁规格、位量更正确，与柱底面和基础接触紧贴平稳，点焊牢固。座浆垫铁的砂浆强度必须符合规定。

(3)构件中心，标高基准点等必须符合规定。

(4)结构外观表面干净，结构大面无焊疤、油污和泥砂。

(5)磨光顶紧的构件安装面要求顶紧面紧贴不少于70％，边缘最大间隙不超过0.8mm。(6)安装的允许偏差和检难方法均应按国家的有关规范执行。

5、钢结构防腐处理质量控制应做到：

(1)油漆、稀释剂和固化剂种类和质量必须符合设计要求。

(2)涂漆基层钢材表面严禁有锈皮、并无焊渣、焊疤、灰尘、油污和水等杂质。用铲刀检查经酸洗和喷丸(砂)工艺处理的钢材表面必须露出金属色泽。

(3)观察检查有无误涂、漏涂、脱皮和反锈。

(4)涂刷均匀，色泽一致，无皱皮和流坠，分色线清楚整齐。(5)干漆膜厚度要求125m(室内钢结构)或150m(室外钢结构)。

参考文献：

[1] 傅伟永.钢结构事故的原因及防止.建筑.2006(8).[2] 叶梅新，黄琼.钢结构事故研究.长沙铁道学院学报.2002,20(4).[3] 周东星，刘全利.钢结构事故类型原因分析及预防措施.中国建筑金属结构.2007(3).

第二篇：钢结构论文

钢结构论文

工程管理三班:马明学号:096313130

1关于钢结构安装的探讨

摘要：本文结合对钢结构工程施工的实践经验，从三个方面探讨了钢结构的特点、技术要点和施工质量控制措施等，供给大家参考。

关键词:钢结构 施工 技术 质量控制

引言 ：

钢结构工程因其具有跨度大、利用空间大、施工速度快、经济且实用等特点被广泛利用于企业厂房及跨度较大的建筑上。钢结构工程质量直接影响着建筑结构及使用安全。为确保钢结构工程施工质量，保障人民生命财产安全，作为工程管理者，特别是工程质量的主要管理者的监理人员对钢结构工程的施工质量的控制就显得及其重要。钢结构的特点

钢结构施工时间短、用于施工的钢结构构件可以是工厂化生产、现场安装，可以大大缩短施工的时间，节约时间；空间大：由于钢材的抗压、抗侧弯强度均为混凝土的1.5 倍，因此在等同强度的条件下可以缩小截面从而增大了有效的空间；可循环利用：钢结构建筑的施工材料可以实现再生利用，这样就减少了大量的建筑垃圾。抗震性能好，由于钢结构属于柔性结构、自重轻，能有效地降低地震响应及灾害的影响程度，有利于抗震。耐火性差：钢材的导热系数远远大于钢筋混凝土的导热系数，其耐火性能也远远差于混凝土结构，当温度达到600℃的时侯，钢结构就会基本丧失其全部的强度和刚度。因此在钢结构建筑中抗火被看做重要一环；耐腐蚀性差：由于钢材表面的铁原子与空气中的氧化合会生成氧化铁锈，锈蚀能够引起应力集中，从而危害钢结构建筑的使用安全，使钢结构建筑寿命减短，因此对钢结构建筑进行有效的防腐措施才能确保其使用时间。2 材料选择要点

目前，我国建筑钢材一般只用两种，即碳素结构钢和低合金高强度结构钢，其相应的国家标准为《碳素结构钢》(GB700—88)和《低合金高强度结构钢》(GB/T1591—94)。以前常说的三号钢和16Mn 钢就分别属于碳素结构钢和低合金高强度结构钢。钢材应有抗拉，屈服强度和硫、磷含量和碳含量的合格保证。所使用的钢材应具有钢材的质量保证书，其品种、规格、性能要符合国家产品标准要求，化学成分也要符合相关要求。钢材表面质量在符合国家现行有关标准规定的基础上，还应符合以下规定:当钢材表面有锈蚀、麻点等缺陷时，缺陷深度不能大于该钢材厚度负偏差值的1/2；连接材料中的焊条焊剂要有产品质量证书，并符合国家要求，药皮不能脱落，焊芯不能生锈，焊剂不能受潮。保护气体的纯度要满足施工工艺要求，在使用二氧化碳做保护气体时，二氧化碳纯度不能低于99.5%，其含水量要小于0.05%。⑥涂装材料要有出厂证明书和说明书，并符合国家标准和设计要求，涂料色彩按照设计要求正确使用，必要时可以作样板。防火涂料技术性能要满足施工需求，并通过国家正规检测机构的检测符合相关标准的规定。⑧防火涂料在使用时要检验粘结强度和抗压强度，并符合国家标准的规定。压型金属板板材的规格，品种，材质要符合设计和国家现行有关标准规定。3 钢结构工程的焊接技术

选择适当的焊接工艺，平焊、立焊、横焊、仰焊等；采用短弧焊接，弧长一般为2～4mm。焊口清理：检查破口、组装间隙是否符合要求，焊缝内不能有油污和锈物。烘焙焊条时要符合规定的温度与时间，从烘箱中取出焊条后，要放在焊条保温桶内保存。根据焊接层次、焊条型号、直径、厚度，焊接技能等因素，选择适宜的焊接电流。焊接速度：要求等速焊接，保证焊缝厚度、宽度的一致，从面罩内看熔池中铁水与熔渣要保持等距（2～3mm）。焊接根据焊条型号不同而确定，一般要求电弧稳定，酸性焊条一般为3～4mm，碱性焊条一般为2～3mm。焊接角度通常有两个方面，一是焊条与焊接前进的方向之间夹角为60～75；二是焊条与焊接左右之间夹角有两种情况，当焊件厚度相等时，焊条与焊件之间的夹角均为45；当焊件厚度不相等时，焊条与较厚焊件一侧的夹角应大于焊条与较薄焊件一侧的夹角。每条焊缝焊到结束时，将弧坑填满后，要往焊接方向相反的方向带弧，使弧坑甩在焊道内。焊接结束，采用气割切除弧板，并修磨平整。清渣：整条焊缝焊完后清除熔渣，经焊工自检确无问题后，才可以更换工作地点继续焊接作业。在冬期温度低于0℃条件下进行电弧焊时，除遵守常温焊接的规定外，还应该调整焊接工艺的参数，使焊缝和热影响区缓慢冷却。焊后未冷却的接头，要避免碰到冰雪。当工作地点的温度在0℃以下时，要进行工艺试验，来确定适当的预热温度。钢结构施工的质量控制

4.1 钢结构建筑的基础通常都采用混凝土立柱，基础的混凝土丑钢筋、模板的施

工与其他工程的施工方法相同而基础立柱中预埋的螺栓是更是质量控制的重中之重，每个螺栓及每组螺栓之间的高度间距的偏差，直接影响着工程的整体质量。具体如下：取钢柱底板大小的钢板三块(其中两块厚20mm，一块8～20mm均可)，2mm 厚的两块铜板按照钢柱底板螺栓孔位置、大小开孔，将三块钢板组装在一起，把一组螺栓插入螺孔，用Φ14～Φ16的钢筋将螺栓焊接为一体，上下各一道并可以重复多次使用。螺栓间间距及高低必须在规定的偏差范围之内。在混凝土浇筑前，用经纬仪将螺栓组进行精确的定位.再用Φ14～Φ16 的钢筋焊接在柱子的主筋上，固定螺栓钢筋端头顶正模板上，上下各一道，这样每组螺栓之间的间距、高低可以控制并不被损坏。做好施工交接。土建工程结束后.将螺栓组间的(轴线间距)、高低，每一个柱身浇筑的高度用经纬仪进行测量，验收后，组织相关安装人员进行验收，验收后要求钢结构安装人员进行复测。

4.2 钢构件的加工现已实现工厂化的生产，钢构件的进场质量验收就显得至关重要，构件进场除了核查数量，并进行表面检查外，还需要检查以下资料：①钢材材质的检验单，②钢材的材质证明(复印件须盖生产单位公章，并且说明原件存放地)；③无损检测报告和探伤检测报告。在安装柱，梁时，主要检查柱底版下的垫铁是否稳定，柱是否垂直和位移，粱的垂直、平直、侧自弯曲、螺栓的拧紧程度以及摩擦面清理验收合格后，方可起吊施工。当钢结构安装完，并进行验收合格之后，要求施工单位将柱底板和基础顶面的空间用膨胀混凝土进行二次浇筑。钢结构工程螺栓的连接通常使用高强螺栓和普通螺栓这两种，普通螺栓连接，每个螺栓一端不能垫2个以上垫片，螺栓拧紧后外露螺纹不能少于2个螺距；高强螺栓使用前需要检查螺栓的合格证和复试单，安装过程中板叠接触面要平整，接触面必须大于75％边缘缝隙不能大干0.8mm，高强螺栓要自由穿入，不能用工具敲打和扩孔，不能强制穿入。高强螺栓不能作为临时螺栓，螺栓拧紧要注意按一个方向施拧，当天安装的要终拧完毕，并逐个严格检查，对欠拧、超拧的要及时补拧或更换。不合格的焊缝不得擅自处理，同一部位的焊缝返修次数不能超过2次。钢结构涂刷前，构件表面不能有异物，涂刷遍数和厚度应符合相关规定。在监理施工过程中，要求施工人员先固定钢窗一边的柱子，待钒窗完全固定并就位之后，再焊接另一边的立柱这样便可以保证钢窗与立柱之间不会有缝隙。压抑彩板进场后，要对其进行检查，并复核施工安装有关钢构件的安装精确度；清除檩

条安装时的焊缝药皮和飞溅物，并涂刷防锈漆对钢构件进行防腐处理。安装彩板时，要按墙面的顺序进行排版，从墙面的一侧开始进行，再用螺钉固定，墙板接缝处要做好防水处理。

参考文献：

[1]李清.钢结构住宅的发展与推广[J].安徽建筑.2005.(01).[2]李成河等.我国钢结构住宅发展前景展望[J].交通科技与经济.2005.(02).[3]卜德钰.钢结构住宅在我国的发展前景[J].房材与应用.2003.(03).[4]高伊琳，刘岩.浅谈钢结构住宅[J].辽宁建材.2004.(03).

第三篇：论文二：钢结构论文

高空大跨度型钢混凝土结构施工方法

中煤建设集团公司何定宇（第二作者）

乌兰察布市广播电视中心位于内蒙古乌兰察布市集宁新区，主楼建筑面积23751㎡，高73.6m，长82.5m，宽22.5m，地下二层，地上十六层。主楼自三层起（标高为10.000m）分为东西两个塔楼，相距22.5m，在十三层顶板及十五层处(标高为57.500m及64.600m)，东西塔楼通过型钢混凝土梁和钢筋混凝土板连成一体，见附图：57.500m梁板平面布置图和GGL2/GGL5详图。

相比于一般的钢结构空中连接体施工，本工程的难点在于型钢混凝土梁和板的模板工程。本工程通过对钢骨混凝土梁、柱进行荷载验算，证明空中连接体部分的施工荷载可以由梁内钢骨承担，故在钢结构安装完毕并验收合格后，采取“吊模”的方式支设钢骨梁和楼板的模板，通过支承于梁内钢骨上的横梁和螺栓吊杆将梁底模支撑架吊挂在钢骨上，梁板模板和浇筑混凝土的施工荷载通过各自的模板支撑体系将荷载传递到梁底模支撑架上，统一由梁内钢骨承担荷载并传递到两侧钢骨柱上。

虽然采用了“吊模”的方式取代高架支模方案，但在高空进行模板支设、拆除，钢筋安装和以后的外装饰装修作业，还需要设置满足施工和安全要求的作业平台。如使用满堂脚手架自二层顶板搭设至空中连接体底部，并考虑对以下各层相应位置梁板的加固措施，约需要钢管105吨，而且此脚手架需要在外装饰完成后才能拆除，占用周转材料时间长，对以下各层施工影响大。故本工程采取了设置空中钢结构工作平台来解决这一问题。

通过各方案的对比，最终确定了设置钢结构空中作业平台，并采用“吊模”方式支设模板的方案。

1钢作业平台的安装

在十二层顶板处，标高为52.000m，设置钢结构平台，以满足空中连接体结构和装饰施工及安全防护的需要。钢作业平台的设计与空中连接体的钢结构型式相同，为支承于两端钢骨柱上的两根主梁和中间分部的次梁和悬挑梁。

作业平台长22.5米，宽15.9米，共设置2根主钢梁，6根次钢梁，12根钢悬挑梁。主梁支承于5轴和8轴的钢骨柱上，与柱钢骨上伸出的牛腿采用螺栓连接，次梁和悬挑 1

梁均与主钢梁焊接。钢作业平台安装后，在其上挂安全网、铺设脚手板，并搭设满足上部结构施工需要的脚手架。在连接体部位的外装饰工程完成后，再将钢作业平台拆除。2钢结构的安装

钢结构的安装顺序为：安装主梁——安装次梁——安装悬挑梁。每根主钢骨梁（GGL2）分为三段现场连接，均采用腹板螺栓连接，翼缘板焊接的连接方式，次梁、悬挑梁与主梁采用全焊接的方式。

3钢筋的安装

钢结构安装完成，经验收合格，即可进行梁钢筋的安装。因梁钢筋围绕在钢骨四周，在梁上筋和钢梁上翼缘之间加垫适当直径的短筋，可使钢筋骨架吊挂在钢梁上，从而使梁下筋具有要求的保护层，不需再在梁底加设保护层垫块。

4模板的支设

4.1主梁模板的支设

主钢骨梁GGL2的模板安装如附图（GGL2模板安装示意图）所示，采用直径16mm的螺栓纵向间距600mm作为吊杆，通过设置在H型钢梁上翼缘的2Φ25钢筋横担将梁底模板及支撑吊在钢骨上，使用双Φ48*3.5钢管作为梁底支撑，梁底支撑的间距为600mm。梁底设置四道50*100木方，梁侧面木方间距不大于220mm，梁侧面外龙骨采用双Φ48*3.5钢管，间距500mm设置。梁侧面设置三道Φ16对拉螺栓，在梁钢骨部位的对拉螺栓通过在梁腹板上焊接节点板的方式固定，对拉螺栓的纵向间距为500mm。

4.2 次梁模板的支设

次钢骨梁GGL5的模板安装如附图（GGL5模板安装示意图）所示，同样采用直径16mm的钢筋吊杆将梁底模板及支撑吊在钢骨上，考虑楼板模板安装的需要，梁底主龙骨采用14＃槽钢，在其上需打孔用于穿过Φ16钢筋。梁底设置四道50*100木方，梁侧面木方间距不大于250mm，设置两道Φ16对拉螺栓。梁侧面外龙骨采用双Φ48*3.5钢管。

4.3 楼板模板的支设

楼板厚度为150mm，模板安装如附图（楼板模板支撑平面布置图及楼板模板安装示意图）所示，模板支设时，利用钢骨梁GGL5梁底的槽钢，向上用Φ48*3.5钢管立柱支撑100*100木方，作为楼板模板主龙骨，以上为50*100木方作为楼板模板次龙骨，模板面板为12mm厚竹胶合板。注意作为支撑立杆的木方或钢管均需与梁底槽钢有可靠的连接，并在钢骨梁GGL5中间设一道水平杆与梁侧面顶紧，以增加支撑体系的整体性。5 混凝土的浇筑

混凝土浇筑时，先将主梁浇筑到次梁底部，再将主次梁一同浇筑。钢骨梁的混凝土严格执行分层浇筑，并在梁钢骨腹板两侧同时下料和振捣。采用小直径振捣棒振捣，并结合敲击模板检查的方式，确保混凝土浇筑密室无漏振。

6模板的拆除

同条件养护混凝土试件的强度达到设计强度后，方可进行57.500m梁板模板的拆除。拆除的顺序为先拆除楼板模板，再拆除梁模板。拆下的模板及支撑架不得在作业平台上存放，要运到两侧塔楼的室内分散码放，并及时运到楼下。

7钢平台的拆除

作业平台的拆除顺序：拆除悬挑梁→拆除次梁→拆除主钢梁。根据施工现场的实际情况，采用人工使用倒链进行钢平台的拆除。

7.1 悬挑梁的拆除：每根挑梁分为两节两次拆除，使用工具式挑架和倒链先将要拆除的挑梁拉住，再使用割枪将挑梁割断，用倒链将挑梁提升到高于作业平台的高度，人工将挑梁拉到钢作业平台上，并搬运到室内，使用户外电梯运输下楼。

7.2 次梁的拆除：每根次梁整体拆除。将工具式挑架固定在次梁两端的主梁上，使用钢丝绳和倒链拉住次梁，将次梁两端沿主梁翼缘切断，使用倒链将次梁逐步放至二层屋面。

7.3 主钢梁的拆除：主钢梁整根拆除。通过57.500楼板上设置的吊点用钢丝绳和倒链先将主梁吊住，在脚手架外侧约500mm处将主梁切断，使用倒链将主梁逐步放至二层屋面。主梁支座处剩余约2000mm长段切断后搬运到室内，使用户外电梯运输下楼。8 实施效果

使用模板吊挂体系取代高架支模可有效节约施工成本。模板吊挂体系与高架支模相比，高架支模模板支撑架及以下各层加固措施增加使用钢管约450吨，扣件80000个，以开始搭设至拆除共90天计（模板支撑架搭设15天，安装空中连接体钢结构、模板、钢筋及浇筑混凝土40天，混凝土达到拆模强度25天，模板拆除10天），需要周转材料租赁费用约33.5万元，人工费增加约4万元，共计增加费用37.5万元。使用高架支模方案更有利于结构安全和施工安全。如果自二层顶板搭设支撑架，虽采取加固措施，仍不能彻底消除由于受力不均匀造成的二层顶板结构产生裂缝等隐患，同时使用模板吊挂体系取代高架支模，不需人工搭设高大脚手架，减少了安全隐患。

同时，使用空中钢平台取代满堂脚手架可降低施工成本和缩短工期。使用空中钢平

台方案，共使用钢材19吨，考虑安装、拆除及残值等因素，综合费用为13万元。本工程钢平台2006年7月1日安装完成，投入使用，2007年6月1日使用完毕，6月15日完全拆除，共使用335天。如使用钢管搭设脚手架，需在二层屋面搭设45m高，358m2的满堂脚手架，并考虑对以下相应结构的加固措施，约需要钢管130吨，扣件23000个，日租赁费用约1100元，335天的租赁费用约33万元，搭设及拆除的人工费2.5万元，综合费用为35.5万元。两项对比，使用钢平台节约资金22.5万元。

作业平台支承于52.00m标高的结构钢骨柱上，并不影响下方各层的正常施工作业；使用满堂脚手架则需等装修完成，脚手架拆除后才能进行二层屋面和以下各层的其它作业，相比使用钢平台工期有效缩短。

第四篇：钢结构施工论文

《钢 结 构 施 工 技 术》

读 书

报

告

姓 名： 吴 耀

学 号：1011111127 指导老师： 谢华刚

日 期： 2013.6

摘要：本学期学了《钢结构施工技术》这门课程，由谢华刚老师执教，内容很丰富，学完了有种受益匪浅的感觉，下面为这学期的读书报告。钢结构以质量轻、抗震性能好、强度高、塑性韧性好，施工速度快等优点在工业厂房、层住宅、豪华写字楼等项目广泛应用。钢结构材料、用途也越来越多样化，建筑钢结构施工技术也在被广泛的运用和实施，所以对其施工技术的规范需进行更多的了解，加强施工时工程的安全、质量体系措施。

关键字：钢结构 ；施工 ；读书报告

《钢结构施工技术》学习心得

一、钢结构建筑简介

钢结构是指以钢材为材料做成受力构件的结构，强度高，自重轻、施工速度快、抗震性能好、节能环保及工业化程度高这些特点都是钢结构建筑的优点，因此其成为了我国十五期间重点推广项目之一。最近几年里，建筑业蓬勃发展尤其是在城市建筑上，由于城市的地理条件所限制，高层钢结构工程便开始成为了城市建筑业的主流。在这种背景下，钢结构安装的施工顺序的精确确定、施工安装质量的提高便成为了保证整个工程质量的工期的重点工作对象。钢结构的安装要是在施工过程中出现了问题，轻者会影响工期，破坏结构外观，浪费材料等；重者则可能会造成人员的伤亡，甚至给社会带来严重的不良影响。因此，如何精确地确定钢结构安装的施工顺序和采用多种措施提高施工安装的质量便是钢结构工程施工的关键。

二、钢结构的施工技术

（一）钢结构基础施工技术 1.螺栓的预埋和安装

钢结构基础技术是关键。比如地脚螺栓的精度关系到钢结构定位，位置应给予严格控制，施工中严格控制基础轴线位移控制在±2.0mm范围内, 预埋螺栓标高偏差控制在±5.0mm以内，埋设后要进行两次复测。如果地脚螺栓预埋有困难，可以加工制作定位钢板辅助螺栓定位。对高强螺栓的安装和加固，更应该严格按规程操作。螺栓穿入方向要保持一致，决不能强行穿入螺栓，注意垫圈的朝向和一致性。螺栓紧固时分析实际情况，可以按初拧、终拧或者初拧、复拧和终拧进行操作。

2.吊装

钢柱吊装：钢柱是决定钢结构工程中的主要竖向构件，在吊装时必须既保护之前的柱脚螺栓，又要保证钢柱本身安全。根据实际情况可采用双机吊装或者单机吊装。钢柱吊装就位后，要按规范规定的数值进行校正，长度误差不得超过±3.0mm, 垂直偏差应校正到零。

钢梁吊装: 钢梁在吊装前,应做好安全防范措施和吊装方案设计。吊点的数目和位置、一次性吊装的钢梁数目和是否地上组装梁柱结合体后再吊装。吊装方案既要根据工程要求又要符合操作规范，不可造次。

3.焊接

钢结构焊接是指被焊工件在焊条的作用下，通过加热、加压或两者并用，使工件形成永久性不可拆分连接的工艺过程。影响焊接质量的因素很多，从施工主体上必须严格控制：焊工必须持证上岗，按规程操作；现场设备配备齐全，防网、防雨措施得力；焊条必须质量保关；焊缝清渣自检及时合格；钢结构焊接常见的有电弧焊、埋弧焊、CO2实焊丝气体保护焊、CO2药芯焊丝气体保护焊、电渣焊和栓钉焊等。

现场焊接的原则是减少焊接变形和降低焊接应力。焊接顺序从主到次、从中心框架向四周扩展。焊接质量的优劣在相当程度上与焊接坡口的形式与坡口的尺寸有很大关系。在施工前先要做好焊接规划, 采用合理的焊接方法，施工时要按规划操作，验收时应按照国家最新《建筑钢结构焊接规范》进行检验，Ⅰ级焊缝的探伤比例为100%，Ⅱ级焊缝的探伤比例为20%，Ⅲ级焊缝无需探伤，但要求焊缝外观无气孔、夹渣、弧坑、裂纹等缺陷。

（二）钢结构创新施工技术

1.大跨度吊装滑移

大跨度空间钢结构体系是现代钢结构发展趋势，符合与时俱进的发展规律。在已有的钢结构建筑中，成功的案例很多。

2.大型钢屋盖整体提升

智能微机液压整体提升技术是近年来建筑钢结构施工领域的创新技术。其主要工作原理是帕斯卡液压原理，根据各作业点要求组合液压千斤顶集群，在微机智能控制下操作，平稳整体提升，其难点是移位过程中要确保大型结构的原始姿态。

3.应用软件分析和仿真

近年来，我国在钢结构施工安装方面运用了软件仿真模拟技术，对复杂钢结构和复杂施工情况进行仿真，并通过仿真代替大量试验，既保证了施工精准，又提高了施工效率。创建三维实时动态仿真，完成各种构件装配、吊装试验和优化施工过程，还能提前发现施工方案中的问题并及时纠正，减少工地试拼装工序，达到事半功倍的效果

三、钢结构的常用钢(一)碳素结构钢

目前国内钢结构用钢的品种主要是普通碳素结构钢和低合金高强度结构钢。碳素结构钢（非合金钢）

1.碳素结构钢是最普遍的工程用钢建筑钢结构中主要使用低碳钢(其含量在0.28%以下)。按国家标准《碳素结构钢》GB700-1988，碳素结构钢分5个牌号，即Q195、Q315、Q235、Q255、Q275。其中Q235钢厂为一般焊接结构优先选用。

2、牌号及其表示方法

国标《碳素结构钢》（GB700—88）中规定，牌号由代表屈服点的字母、屈服点数值、质量等级符号、脱氧方法等四部分按顺序组成。其中以“Q”代表屈服点；屈服点数值共分195、215、235、255和275MPa五种；质量等级以硫、磷等杂质含量由多到少，分别为A、B、C、D符号表示；脱氧方法以F表示沸腾钢、b表示半镇静钢、Z、TZ表示镇静钢和特殊镇静钢，Z和TZ在钢的牌号中予以省略。例如：Q235—A·F表示屈服点为235MPa的A级沸腾钢

3、选用

一方面要根据钢材的质量、性能及相应的标准；另一方 面要根据工程使用条件对钢材性能的要求。

国标将碳素结构钢分为五个牌号，每个牌号又分为不同的质量等级。一般来讲，牌号数值越大，含碳量越高，其强度、硬度越高，但塑性、韧性越低。硫、磷含量低的D、C级钢的质量优于B、A级钢。特殊镇静钢、镇静钢质量优于半镇静钢，更优于沸腾钢，当然质量好的钢成本也高

工程结构的荷载类型、焊接情况及环境温度等条件对钢材性能有不同的要求，选用钢材时必须满足。一般情况下，沸腾钢在下述情况下是限制使用的：

（1）在直接承受动荷载的焊接结构。（2）非焊接结构而计算温度低于或等于—20℃ 时。

（3）受静荷载及间接动荷载作用，而计算温度等于或低于—30℃ 时的焊接结构。

4.钢的牌号和化学成分

（二）低合金高强度结构钢

1.低合金高强度结构钢比碳素结构钢含有更多合金属元素，属于低合金钢的范畴（其所含合金总量不超过5%）。低合金高强度结构钢的强度比碳素结构钢明显提高，从而使钢结构构件的承载力、刚度、稳定三个主要控制指标都能有充分发挥，尤其在跨度或重负载结构中优点更为突出。

2.按国家标准《低合金结构钢》GB/T1591-94，钢分为5个牌号，即Q295﹑Q345﹑Q390﹑Q420﹑Q460。其中Q345最为常用，460一般不用于建筑钢结构工程。

四、钢结构的特点

钢结构构件较小，质量较轻，便于运输和安装，便于装拆、扩建。适用于跨度大、高度高，承载重的结构。1.钢材的材质均匀，质量稳定，可靠度高；

2.钢材的强度高，塑性和韧性好，抗冲击和抗振动能力强；

3.钢结构工业化程度高，工厂制造，工地安装，加工精度高，制造周期短，生产效率高，建造速度快； 4.钢结构抗震性能好； 5.耐腐蚀和耐火性差。﹑

五、绿色施工

在保证质量。安全等基础要求的前提下，通过科学管理和技术进步，最大限度地节约资源，减少对环境负面影响，实现“四节一环保”（节能、节材、节水、节地和环境保护）的建筑工程施工活动。

（一）绿色施工项目的基本规定

1．建立绿色施工管理体系和管理制度，实施目标管理。2．根据绿色施工要求进行图纸会审和深化设计。

3．施工组织设计及施工方案应有专门的绿色施工章节，绿色施工目标明确，内容应涵盖“四节一环保”要求。

4.工程技术交底应包含绿色施工内容。

5.采用符合施工要求的新材料、新技术、新工艺、新机具进行施工。6.建立绿色施工培训制度，并有实施记录。

8.采集和保存过程管理资料、见证资料和自检评价等绿色施工资料。9.在评价过程中，应采集反应绿色施工水平的典型图片或影像资料。

（二）发生下列事故之一，不得评为绿色施工合格项目 1.发生安全生产死亡责任事故。2.发生重大质量事故，并造成严重影响。3.发生群体传染病、十五中毒等责任事故。

4.施工中因“四节一环保”问题被政府管理部门处罚。

5.违反国家有关“四节一环保”的法律法规，造成严重社会影响。6.施工扰民造成严重影响。

（三）钢结构建筑的绿色施工 1.资料审核

审查施工单位现场拼装、吊装和安装的施工组织设计，重点审查施工吊装机具起吊能力施工技术措施、垂直度控制方法和屋架外形控制措施，特殊的吊装方法应有详细的工艺方案。审查施工单位的焊接工艺评定报告、焊工合格证、工作人员资格证书，其中焊接工艺评定报告的焊接接头形式、焊接方法及材料的覆盖性、焊工合格的焊接方法、位置、有效期等方面的内容，都要符合施工规范要求，严禁无证上岗。特别应注意焊接工必须有全位置焊接的证书，而不是一般水平位置焊工证书

2.建筑设计

在钢结构设计的整个过程中都应该强调“概念设计”，它在结构选型和布置阶段尤其重要。在钢结构设计中应该从整体结构体系与分体系之间的力学关系、震害、破坏机理、试验现场和工程经验中所获得设计思想，对一些难以做出精确性质分析或规范未规定的问题，从全局的角度来确定控制的布置及细部措施。

3.成本预算

首先，要降低材料损耗。要保证各种材料的有效利用，杜绝原材料不合格使用而造成让费现象。其次，加强定额管理。施工前由项目预算员测算出各工种、各部位的预算定额，然后有专业施工员根据预算定额，分任务给个施工班组，是每个工作人员明白施工目标，把经济效益与职工的劳动紧密的结合起来，充分调动职工的劳动积极性。

4.施工方法

在钢结构安装于防护工作中，应建立科学有效的保障和操作规范。施工，必须保证钢构件全部安装，使之具有空间刚度和可靠稳定性。在安装之前，准备工作要充分，包括现场清洁，修筑道路，运输构件，构件的到位、堆放、拼装、加固、检查清理、弹线编号及吊装机具的准备等。另外，钢结构的测量，这是钢结构工程的关键程序，关系整个工程质量。测量的主要内容是：土建工序交接的基础点的复制和钢柱安装后的垂直控制、沉降观察。

5.安全管理

贯彻国家劳动保护政策，严格执行施工企业有关安全、文明施工管理制度和规定。明确安全施工责任，贯彻“谁施工，谁负责安全”的制度，责任到人，层层负责，切实地将安全施工老实处。加强安全施工宣传，在施工现场显著悬挂标语、警示牌，提醒施工人员：施工人进入施工现场需佩戴安全帽：施工机具、机械每天使用前要例行检查，特别是钢丝绳、安全带每周还应进行一次性能检查，确保完好。

6.设备选用

施工单位应尽量选用高性能、低噪音、少污染的设备，施工区域和非施工区域间设置标准的分隔设施，习惯现场使用的热水锅炉等必备使用清洁燃料，市区（距居民区1000米范围内）禁用柴油冲击桩机、震动桩机、旋转桩机和柴油发电机，严禁打导管和钻杆，控制高噪音污染，综合利用建筑废料，照明灯必须采用俯视角，避免光污染等。

7.环境保护

为了达到绿色施工的目的，首先，现场搭建活动房屋之前应按规划的要求的相关手续，保证搭建设施的材料符合规范，工程结束后，选择有合法资质的拆除公司临时设施拆除，其次，建设单位或者施工单位应采取相应方法，隔离地下水进入的、施工区域，限制施工降水。最后还要控制好施工扬尘，保持建筑环境的和谐。施工单位还要做好渣土绿色运输、降低声、光排放等，保证建筑活动符合绿色要求。

六、钢结构施工未来的发展前景

钢结构施工设计广泛的用于各种大、中建筑类型。

1、大跨度结构：体育场、馆、会展中心、会堂、剧场、飞机库、机车库等。

2、高层建筑：

3、工业建筑

设有大吨位吊车，炼钢车间，船体车间，水压机车间。

4、轻钢结构

5、高耸结构(塔桅结构)

高压输电塔，微波站，雷达站，火箭发射塔，海洋石油平台。随着现代建筑技术发展，塔桅结构由单一功能向多功能方向发展。

6、活动式结构 水工钢闸门，升船机。

7、可拆卸或移动的结构

钢栈桥、移动式平台，发挥钢结构重量轻，便于运输和安装的优点。

8、高压容器和大直径管道

9、抗震要求高的结构

10、特种结构

钢烟囱、钢水塔，纪念性建筑、城市大型雕塑

七、工程实例

（一）、工程概况

某项目总建筑面积5489m2,建筑高度95m，大楼主体采用钢结构。工程设计耐久年限50年,结构安全等级为一级,基础采用1.2m厚筏板式钢筋混凝土基础,强度等级C35。内为地下三层,地上十四层。工程施工中遇到了很多困难,钢管柱承插施工关键技术就是其中之一。

（二）、钢管柱承插施工关键技术

(1)技术特点及难点

该建筑主体为钢结构,结构形式采用钢框架一支撑体系。其中钢柱为直径600mm,厚度为30mm、25mm、20mm 的焊接直缝钢管, 用钢量2380余吨。材质除钢柱Q345C外, 其余均为Q345B。每个楼层在明层外框的角柱上沿着45度角平分线向内收缩,内收200-300mm不等,该承插节点钢柱共计96根。

在施工技术的应用中,结构逐层内收式的钢管柱承插应用率较低。但是在该项工程施工中主体钢结构所采用的便是该技术。该技术又被称作“移位法”,也就是说伴随着每一层高度的不断提升,柱子会向内以一定的比例发生位移,从而导致柱向一侧出现“内收”。

通过分析可以知道,钢管柱承插施工技术在施工过程中其难点主要内容如下:

a.钢管柱节点的组对:该节点处不但是上下钢管互相承插,同时还通过牛腿把上下钢管柱一级周边框架梁连接为整体的结构。也就是说,钢管的承插轴线、多个框架梁连接节点板所具有的标高以及方位控制都对结构标高、安装质量以及安全性有着直接的影响。正因为如此,该节点组对是作为关键控制点存在的,其也是施工过程中最难的技术点。

b.焊接难度大:该节点处的零部件不但多,而且结构复杂,同时由于受空间的限制,在进行多方位焊接是对焊接质量的要求较高。

c.钢管柱的安装:钢柱标高、轴线以及垂直度在方向控制上也是技术难点。

(2)解决方案

在起始阶段先把牛腿分开,在完成钢管承插连接的基础上,后组对牛腿的上下翼缘与连接腹板,导致钢管柱的收缩量与轴线出现严重的超差,因而对质量造成极大恶劣的影响；后从确保楼层钢管柱所具有的收缩量与轴线的要求出发,将下柱与牛腿部分组对好通过焊接完成成型,上柱是通过高空安装时将其直接插入牛腿上翼缘与下柱的承插口,这种操作方式存在的难度是不易操作,同时还要求搭设高空操作平台,也就是说需要支付较高的成本。经过研究分析,将技术确定为: 先对牛腿部分进行提前制作, 然后上柱、下柱、牛腿在1:1的胎具上组对成整体, 在此基础上进行焊接, 经过检测质量指标满足施工的各项要求,可以将其作为施工方案对施工进行指导。

(3)工艺的实施过程

a.工艺流程

工艺流程依次为: 准备、承插节点放样、胎具制作、牛腿部分组对、焊接、上下钢管柱下料、焊接内环板、开槽、组装上下钢柱及牛腿、焊接、探伤检验、进行验收、安装钢柱、校正、焊接、探伤检验以及验收。

b.放实样制作钢柱承插收缩胎具

从制作质量的层面来说,应确保牛腿部分零件的放样所具有的准确度。在具体的工艺流程中应用0.5mm的白铁皮作为基础进行样板制作,准确的放出构件大样。牛腿部分应提前进行组装,同时要完成焊接成型,包括穿心腹板也必须提前进行焊接。由于钢柱重达6.5 吨,所以在对场地的要求上是应平整坚硬,确定20mm 厚的钢板为制作胎具所用的材料。在制作的1:1胎膜上完成上下钢柱和牛腿组对, 应先组对下柱和牛腿,接下来组对上柱。

c.钢管柱节点的焊接

当对已经组装好的钢柱焊接时,应在焊接该节点处由两个焊工同时进行对称焊接,通过这种焊接方式来避免由于变形过大而出现很难校正的校正, 焊接中采用的技术是CO2气体保护焊与手工电弧焊,在焊接是应对坡口处进行打磨清理, 焊接完成后应打上焊工钢印号。钢管柱承插节点处焊缝是一级焊缝,牛腿翼缘焊接、腹板焊接以及钢柱焊缝是二级；钢管柱承插节点处焊缝要求100% 探伤检测, 其余的要求是20%探伤检测,对所发现的不合格焊缝处理后重新进行焊接,并重新进行探伤检测,一直到合格为止。

d.吊装准备

钢柱安装顺序为先建筑中部后四周,先下后上进行。钢柱有箱型与H型两种,根据钢构件的重量、长度、吊点选择的情况,准备足够的不同长度、不同规格的钢丝绳以及卡环。钢柱吊装前,必须对钢柱的中心线和标高、轴线等进行检查,并对钢柱的编号、外形尺寸、螺孔位置及直径、承剪板的方位等进行全面复核,确认无误后办理交接验收。起吊前,钢构件应横放在垫木上,钢柱起吊时不得在地面上有拖拉现象,回转时,需有一定的高度。起钩、旋转、移动三个动作交替缓慢进行,就位时缓慢下落,防止擦坏螺栓丝口。

e.钢柱的安装

钢柱的安装需在埋设地脚螺栓浇灌完砼后。安装钢柱时预留部分后浇灌砼,最后固定。安装前要对预埋件进行复测,并在基础混凝土上进行放线。根据钢柱的底标高调整好螺杆上的螺帽,并在钢柱上打好冲眼,以方便校正。然后钢柱直接安装就位。钢柱的起吊,采用单机回转法。起吊前,钢柱应横放在垫木上,柱脚板位置垫好方木,起吊时,不得使柱子在地面拖拉,必须边起钩、边转臂使钢柱垂直离地。

钢柱吊升到位后。首先将钢柱底板穿入地脚螺栓,放置在调节好的螺帽上,并将柱的四面中心线与基础放线中心线对齐吻合,四面兼顾,中心线校准确,使偏差控制在规范许可的范围以内时,穿上压板,将螺栓拧紧。每节柱的定位轴线应从地面控制线直接从基准线引上,不得从下层柱的轴线引上,结构的楼层标高可按相对标高进行。安装第一节柱时从基准点引出控制标高在混凝土基础或钢柱上,以后每次使用此标高,确保结构标高符合设计及规范要求；钢柱就位后对钢柱必须临时固定,采用四方向拉设缆风绳的方法。现场在楼板或者梁钢筋上预埋锚环以便钢柱安装时临时固定揽风绳,锚固环应留在钢柱十字线的延长线上,使其距离为该柱节高度1.5倍。

钢柱初就位后垂直度调整采用水平尺对钢柱垂直度进行初测,利用设置在纵横轴线上的两台经纬仪,用临时固定用的缆风绳、支撑、千斤顶等对柱子的垂直度进行校正,对柱子的水平位置进行处理,确认无误后进入下一步工作。首层钢柱校正完毕后,应及时催促土建单位对柱底板和基础顶面之间的空隙进行混凝土二次浇灌。钢柱定位后应及时将垫板、螺帽与钢柱底板点焊牢固。

f.钢柱轴线、标高、垂直度等偏差的控制

首先应在对节点构件完成组装的基础上进行复核, 经过检测与复核,将组装偏差控制在0.5mm内,从而有效的攻克了制作时轴线偏差超差所导致的问题。其次在安装时对轴线、标高以及垂直度进行控制,以现场情况为基础采用外控法, 以楼层为基础采用十字控制,把建筑物的中心轴线上设为桩位,除此以外在角部钢柱450轴线的位置处设置控制点, 相邻柱的之间中心间距允许偏差是1mm,下一层钢柱到上一层钢柱间距的标高允许偏差也是1mm,每节柱所确定的定位轴线必须从地面控制轴线引上来。标高可以应用相对标高控制法,利用起重机来起落调节柱的间隙,符合规定的标高要求后打入钢楔,点焊固定,将耳板高强螺栓拧紧, 标高的偏差调整在+5mm可以有效的避免焊缝收缩与柱自重压缩而产生变形。钢柱扭转进行调整,可以在柱连接耳板所具有的不同侧面加入垫板,同时拧紧高强螺栓。在钢管柱的对接焊接过程中, 应采用两台经纬仪打900进行跟踪校正, 这是因为焊工在焊接的进度、焊接风向以及焊缝冷却速度都不同的情况下, 柱-柱节点装配的间隙也存在区别,焊缝熔敷金属有区别,在这个过程中就会导致偏差, 可通过焊接来进行纠偏。

（三）、实施效果

承插的钢管柱制作改为地面进行, 牛腿部分提前制作,然后上柱、下柱、牛腿在1：1的胎具上组对成整体,并采用反变形、火焰矫正焊接, 整体吊装等措施, 减少高空作业工作量, 确保钢柱标高、轴线、垂直度、焊接等施工质量, 提高施工效率。该整套施工工艺,具有结构受力合理,抗震性能好、高空作业工作量少, 施工周期短、工程质量易于保证等特点。

八、小结

我国曾经是一个严重缺钢的国家，但今日已成钢铁大国，钢产量连续15年雄居世界第一。国家的用钢政策也从过去的“限制用钢”过渡到了“合理用钢、鼓励用钢”。钢材可以重复利用，钢结构建筑符合循环经济的发展方向，在发达国家已被广泛采用，被称为绿色建筑的最主要代表。将钢结构建筑与我国的城市化建设和保障性住房相结合，还可解决由于钢铁产能过剩而带来的就业压 力等民生问题，缓解泡沫过度的房地产市场。更重要的是，从长远来看，由于我国优质的铁矿石资 源相对缺乏，只能从国外高价进口，作为现代化工业的粮食——钢铁，必将成为制约我国大踏步地 向现代化迈进的一个“瓶颈”。当前大量建设的钢结构建筑更是一种十分宝贵的优质资源，它是一种国家长远的战略储备产业，更是国家战略新兴产业，发展钢结构建筑意义深远。

钢材虽然是不燃烧体，但就其本身耐火性来讲，远低于砖石和钢筋混凝土，钢结构建筑耐火性能差。因此，针对钢结构建筑消防安全方面存在的耐火等级先天较低的情况，应鼓励摸索研究钢结构防火保护新措施，研究耐火性能好、时效长、粘结力高的钢结构防火材料以及金属、非金属钢结构复合防火材料，积极应用建筑耐火钢，进一步提高钢结构建筑的耐火性能。绿色建筑，是未来世界建筑业的发展方向，中国与世界建筑业的节能减排任务艰巨。钢结构虽有其独特的优势，但节能减排也任重道远。如何评价和考虑钢的可再生、可循环性在节能减排中的作用仍是学术上和政策上的重要课题。

参考文献：

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第五篇：论文-天津港爆炸事故后果分析

化学品爆炸后果分

析

—以天津港爆炸为例

前言

本报告通过对天津港爆炸事故现场数据以及现场爆炸情况、范围的收集，应用事故调查分析的方法，通过模拟计算来分析天津港爆炸事故的后果。本报告说明了了事故经过、原因、人员伤亡和直接经济损失，认定了事故性质，提出了对有关责任人员和责任单位的处理建议，分析了事故暴露出的突出问题和教训，提出了加强和改进工作的意见建议。2015年8月12日，位于天津市滨海新区天津港的瑞海国际物流有限公司(以下简称瑞海公司)危险品仓库发生特别重大火灾爆炸事故。通过反复的现场勘验、检测鉴定、调查取证、模拟实验、专家论证，查明了事故经过、原因、人员伤亡和直接经济损失，认定了事故性质和责任，提出了对有关责任人员和责任单位的处理建议，分析了事故暴露出的突出问题和教训，提出了加强和改进工作的意见建议。

调查认定，天津港“8·12”瑞海公司危险品仓库火灾爆炸事故是一起特别重大生产安全责任事故。

一、事故基本情况

(一)事故发生的时间和地点。

2015年8月12日22时51分46秒，位于天津市滨海新区吉运二道95号的瑞海公司危险品仓库(北纬39°02′22.98″，东经117 °44′11.64″。地理方位示意图见图1)运抵区(“待申报装船出口货物运抵区”的简称，属于海关监管场所，用金属栅栏与外界隔离。由经营企业申请设立，海关批准，主要用于出口集装箱货物的运抵和报关监管)最先起火，23时34分06秒发生第一次爆炸，23时34分37秒发生第二次更剧烈的爆炸。事故现场形成6处大火点及数十个小火点，8月14日16时40分，现场明火被扑灭。

(二)事故现场情况。

事故现场按受损程度，分为事故中心区(航拍图见图2)、爆炸冲击波波及区。事故中心区为此次事故中受损最严重区域，该区域东至跃进路、西至海滨高速、南至顺安仓储有限公司、北至吉运三道，面积约为54万平方米。两次爆炸分别形成一个直径15米、深1.1米的月牙形小爆坑和一个直径97米、深2.7米的圆形大爆坑。以大爆坑为爆炸中心，150米范围内的建筑被摧毁。

图1 瑞海公司地理方位示意图

图2 事故中心区航拍图

(三)人员伤亡和财产损失情况。

事故造成165人遇难(参与救援处置的公安现役消防人员24人、天津港消防人员75人、公安民警11人，事故企业、周边企业员工和周边居民55人)，8人失踪(天津港消防人员5人，周边企业员工、天津港消防人员家属3人)，798人受伤住院治疗(伤情重及较重的伤员58人、轻伤员740人)；304幢建筑物(其中办公楼宇、厂房及仓库等单位建筑73幢，居民1类住宅91幢、2类住宅129幢、居民公寓11幢)、12428辆商品汽车、7533个集装箱受损。

截至2015年12月10日，事故调查组依据《企业职工伤亡事故经济损失统计标准》(GB6721-1986)等标准和规定统计，已核定直接经济损失68.66亿元人民币，其他损失尚需最终核定。(四)环境污染情况。

通过分析事发时瑞海公司储存的111种危险货物的化学组分，确定至少有129种化学物质发生爆炸燃烧或泄漏扩散，其中，氢氧化钠、硝酸钾、硝酸铵、氰化钠、金属镁和硫化钠这6种物质的重量占到总重量的50%。同时，爆炸还引燃了周边建筑物以及大量汽车、焦炭等普通货物。本次事故残留的化学品与产生的二次污染物逾百种，对局部区域的大气环境、水环境和土壤环境造成了不同程度的污染。

二、事故直接原因

(一)最初起火部位认定。

通过调查询问事发当晚现场作业员工、调取分析位于瑞海公司北侧的环发讯通公司的监控视频、提取对比现场痕迹物证、分析集装箱毁坏和位移特征，认定事故最初起火部位为瑞海公司危险品仓库运抵区南侧集装箱区的中部。

(二)起火原因分析认定。

1.排除人为破坏因素、雷击因素和来自集装箱外部引火源。

2.筛查最初着火物质。认定最初着火物质为硝化棉。

三、事故爆炸过程分析 3.1硝化棉的理化性质

硝化棉(C12H16N4O18)为白色或微黄色棉絮状物，易燃且具有爆炸性，化学稳定性较差，常温下能缓慢分解并放热，超过40℃时会加速分解，放出的热量如不能及时散失，会造成硝化棉温升加剧，达到180℃时能发生自燃。硝化棉通常加乙醇或水作湿润剂，一旦湿润剂散失，极易引发火灾。

实验表明，去除湿润剂的干硝化棉在40℃时发生放热反应，达到174℃时发生剧烈失控反应及质量损失，自燃并释放大量热量。如果在绝热条件下进行实验，去除湿润剂的硝化棉在35℃时即发生放热反应，达到150℃时即发生剧烈的分解燃烧。

对样品硝化棉酒棉湿润剂挥发性进行的分析测试表明：如果包装密封性不好，在一定温度下湿润剂会挥发散失，且随着温度升高而加快；如果包装破损，在50℃下2小时乙醇湿润剂会全部挥发散失。

事发当天最高气温达36℃，实验证实，在气温为35℃时集装箱内温度可达65℃以上。

以上几种因素耦合作用引起硝化棉湿润剂散失，出现局部干燥，在高温环境作用下，加速分解反应，产生大量热量，由于集装箱散热条件差，致使热量不断积聚，硝化棉温度持续升高，达到其自燃温度，发生自燃。

火灾热辐射计算

硝化棉的热辐射强度

硝化棉为白色絮状固体，按固体火灾的热辐射参数按点源模型估计。此模型认为 火焰射出的能量为燃烧的一部分，并且辐射强度与目标至 火源中心距离的平方成反比，即：

式中

qr——目标接受到的辐射强度，W/㎡；

f——辐射系数，可取f=0.25；

Mc——燃烧速率，kg/s；

Hc——燃烧热，J/kg；

x——目标至火源中心间的水平距离，m。

经计算，事故现场的硝化棉热辐射强度为q= 集装箱内硝化棉局部自燃后，引起周围硝化棉燃烧，放出大量气体，箱内温度、压力升高，致使集装箱破损，大量硝化棉散落到箱外，形成大面积燃烧，其他集装箱(罐)内的精萘、硫化钠、糠醇、三氯氢硅、一甲基三氯硅烷、甲酸等多种危险化学品相继被引燃并介入燃烧，火焰蔓延到邻近的硝酸铵(在常温下稳定，但在高温、高压和有还原剂存在的情况下会发生爆炸；在110℃开始分解，230℃以上时分解加速，400℃以上时剧烈分解、发生爆炸)集装箱。随着温度持续升高，硝酸铵分解速度不断加快，达到其爆炸温度(实验证明，硝化棉燃烧半小时后达到1000℃以上，大大超过硝酸铵的分解温度)。23时34分06秒，发生了第一次爆炸。

距第一次爆炸点西北方向约20米处，有多个装有硝酸铵、硝酸钾、硝酸钙、甲醇钠、金属镁、金属钙、硅钙、硫化钠等氧化剂、易燃固体和腐蚀品的集装箱。受到南侧集装箱火焰蔓延作用以及第一次爆炸冲击波影响，23时34分37秒发生了第二次更剧烈的爆炸。

集装箱内硝化棉局部自燃后，引起周围硝化棉燃烧，放出大量气体，箱内温度、压力升高，致使集装箱破损，大量硝化棉散落到箱外，形成大面积燃烧，其他集装箱(罐)内的精萘、硫化钠、糠醇、三氯氢硅、一甲基三氯硅烷、甲酸等多种危险化学品相继被引燃并介入燃烧，火焰蔓延到邻近的硝酸铵(在常温下稳定，但在高温、高压和有还原剂存在的情况下会发生爆炸；在110℃开始分解，230℃以上时分解加速，400℃以上时剧烈分解、发生爆炸)集装箱。随着温度持续升高，硝酸铵分解速度不断加快，达到其爆炸温度(实验证明，硝化棉燃烧半小时后达到1000℃以上，大大超过硝酸铵的分解温度)。23时34分06秒，发生了第一次爆炸。

距第一次爆炸点西北方向约20米处，有多个装有硝酸铵、硝酸钾、硝酸钙、甲醇钠、金属镁、金属钙、硅钙、硫化钠等氧化剂、易燃固体和腐蚀品的集装箱。受到南侧集装箱火焰蔓延作用以及第一次爆炸冲击波影响，23时34分37秒发生了第二次更剧烈的爆炸。

据爆炸和地震专家分析，在大火持续燃烧和两次剧烈爆炸的作用下，现场危险化学品爆炸的次数可能是多次，但造成现实危害后果的主要是两次大的爆炸。经爆炸科学与技术国家重点实验室模拟计算得出，第一次爆炸的能量约为15吨TNT当量，第二次爆炸的能量约为430吨TNT当量。考虑期间还发生多次小规模的爆炸，确定本次事故中爆炸总能量约为450吨TNT当量。

最终认定事故直接原因是：瑞海公司危险品仓库运抵区南侧集装箱内的硝化棉由于湿润剂散失出现局部干燥，在高温(天气)等因素的作用下加速分解放热，积热自燃，引起相邻集装箱内的硝化棉和其他危险化学品长时间大面积燃烧，导致堆放于运抵区的硝酸铵等危险化学品发生爆炸。