鋼結(jié)構(gòu)工程的管理與維修（42頁)ppt課件

1、工程五 鋼構(gòu)造工程的管 理與維修.教學(xué)目的知識目的： 了解鋼構(gòu)造常見的缺陷和維修方法，鋼構(gòu)造變形的維修；掌握鋼構(gòu)件加工制造、安裝運用時的缺陷，鋼構(gòu)造腐蝕的部位和程度，重點是鋼構(gòu)造銜接損壞的維修方法，鋼構(gòu)造涂層維護(hù)和加固方法才干目的：可以分析鋼構(gòu)造的材質(zhì)、施工和設(shè)計方面的缺陷，采取適當(dāng)?shù)木S修措施。 主要問題：1、鋼構(gòu)造的缺陷與損壞的類型和緣由？2、鋼構(gòu)造的維修與維護(hù)方法？3、 鋼構(gòu)造的加固方法？.第一節(jié)鋼構(gòu)造銹蝕的危害與維修一、銹蝕病害的產(chǎn)活力理和危害性(一)鋼構(gòu)造銹蝕病害的產(chǎn)活力理 鋼構(gòu)造銹蝕的機(jī)理有化學(xué)銹蝕和化學(xué)銹蝕兩種。(二)銹蝕的危害性 銹蝕對鋼構(gòu)造的破壞不僅表現(xiàn)為構(gòu)件有效截面的減薄上，

2、還表如今件外表產(chǎn)生“銹坑上。 .二、鋼構(gòu)造銹蝕的等級劃分鋼構(gòu)造的銹蝕程度分為四個等級： A級：良好程度。 B級：部分銹蝕程度。 C級：較嚴(yán)重銹蝕程度。 D級：嚴(yán)重銹蝕程度。 .三、防止鋼構(gòu)造銹蝕的方法 通常采用的有以下幾種： 1.采用不易銹蝕的合金鋼制造鋼構(gòu)造 2.化學(xué)氧化層防護(hù)法 3.采用金屬鍍層防護(hù)法 4.非金屬的涂層維護(hù)法.四、鋼構(gòu)造的非金屬涂層防護(hù)(一)涂層防護(hù)的機(jī)理涂層中的涂料具有以下作用： (1)涂料具有堅實致密的延續(xù)膜，可使鋼構(gòu)造的構(gòu)件同周圍有害介質(zhì)相隔離。 (2)含有堿性顏料的涂料(如紅丹漆)具有鈍化作用，使鐵離子很難進(jìn)入溶液，阻止鋼鐵起陰極反響。 (3)把含有大量鋅粉的涂料(

3、如富鋅底漆)涂刷在鋼鐵外表，在發(fā)生電化學(xué)反響時，由于比鋼鐵活潑的鋅粉成為陽極，而鋼鐵成為陰極，維護(hù)了鋼鐵。 (4)普通涂料都具有良好的絕緣性，能阻止鐵離子的運動，故使腐蝕電流不易產(chǎn)生，起到維護(hù)鋼鐵作用。 (5)用于特殊用途的涂料，經(jīng)過添加特殊成分，可具有耐酸、耐堿、耐油、耐火、耐水等功能。例如在涂料中參與片狀顏料云母氧化鐵，涂料就可具有耐酸、耐堿等功能。.(二)涂層破壞的緣由 1.浸透銹蝕 .2.隙縫腐蝕 3.在基層清理、涂料選用和涂刷工藝質(zhì)量都符合技術(shù)要求時，由于涂層與基層膨脹系數(shù)不同，反復(fù)的脹縮作用也可以使涂層損壞、零落或產(chǎn)生裂紋。 .(三)涂層日常維修時的要求 要搞好對鋼構(gòu)造防護(hù)涂層的日

4、常維修，就必需從以下幾點入手： (1)必需堅持鋼構(gòu)造外表的清潔和枯燥，對鋼構(gòu)造易積塵的地方(如鋼柱腳處、節(jié)點板處)應(yīng)定期清理。 (2)定期檢查鋼構(gòu)造防護(hù)涂層的完好情況，凡出現(xiàn)以下情況之一者應(yīng)及時進(jìn)展維修： 1)發(fā)現(xiàn)涂層外表失去光澤的面積到達(dá)90。 2)涂層外表粗糙、風(fēng)化、干裂的面積達(dá)25。 3)涂層發(fā)生漆膜起泡且構(gòu)件有細(xì)微銹蝕的面積達(dá)40。 (3)受高溫暖高溫影響的鋼構(gòu)造部位應(yīng)加設(shè)防護(hù)板，起到維護(hù)涂層免遭高溫破壞的作用。 (4)盡量防止構(gòu)件與有侵蝕作用的物質(zhì)接觸，對于曾經(jīng)接觸的應(yīng)及時清理。.五、鋼構(gòu)造銹蝕病害的檢查 在對鋼構(gòu)造作定期檢查時應(yīng)特別留意對易銹蝕部位的檢查。易銹蝕部位主要有： (1)

5、油漆難于涂刷處。如型鋼組合截面的凈空小于120mm處，角鋼組合截面的背與背銜接處。見圖53 (2)廠內(nèi)侵蝕性介質(zhì)的聚集處、濕度大且易積灰塵處、能夠漏雨處。如鋼構(gòu)造中各大型構(gòu)件之間的銜接節(jié)點處、天窗架的擋風(fēng)板處。見圖54。.(3)截面的外型外形復(fù)雜且截面厚度小的薄壁構(gòu)件。(4)與木材等其它資料結(jié)合的縫隙等隱蔽部位。(5)自然地面附近。(6)埋入地下的鋼構(gòu)造又未包混凝土維護(hù)層的，埋設(shè)在磚墻內(nèi)的鋼構(gòu)造支座部分。易銹蝕部位主要有：.六、涂層的修復(fù)與更新(一)構(gòu)件外表的除銹 在鋼構(gòu)造維護(hù)工程的施工中，外表清理工作主要包括除銹和去除舊漆膜。 普通采用的方法主要有： 1.人工除銹 2.機(jī)動除銹 3.噴砂除銹

6、 4.用酸洗膏除銹 .(二)國際上常用的除銹質(zhì)量規(guī)范1.對于人工除銹 在除銹之前先去除外表的污垢，并根除厚銹。St1級：用鋼絲刷輕刷。St2級:徹底地用鏟刀鏟刮，用鋼絲刷剛擦，除去疏松的氧化皮、鐵銹和其它雜物，清理后的構(gòu)件外表應(yīng)具有淡淡的金屬光澤。St3級：用鏟刀非常徹底地鏟刮構(gòu)件外表后，用鋼絲刷子刷擦，使構(gòu)件外表的除銹效果比St2級更為徹底，清理后的構(gòu)件外表應(yīng)具有明顯的金屬光澤。.2.對于噴砂除銹Sal級：輕度噴砂除去構(gòu)件外表疏松的氧化皮、鐵銹及其它雜物。Sa2級：徹底地噴砂除去幾乎一切的氧化皮、鐵銹和其它雜物，使構(gòu)件外表稍呈灰色。Sa2級：非常徹底地噴砂使構(gòu)件外表的氧化皮、鐵銹和其它雜物僅

7、剩有細(xì)微的點狀或條紋痕跡。Sa3級：噴砂除銹到出白，構(gòu)件外表具有均勻一致的金屬光澤。 人工除銹不宜低于St3級，對附著力強(qiáng)的油漆，允許放寬到St2級。噴砂除銹普通只需求不低于Sal級。.(三)構(gòu)件外表舊漆模的清理詳細(xì)措施有： 1.如舊漆膜鞏固完好 構(gòu)件外表附著良好，可用肥皂水或稀堿水將舊漆膜外表的雜質(zhì)去除干凈，用清水沖洗揩干，經(jīng)打磨后就可涂刷上漆。 2.如舊漆膜大部分與構(gòu)件附著良好 部分須去除時，除按以上方法清洗干凈外，還應(yīng)經(jīng)過上膩子、打磨、補(bǔ)漆等工序，力求做到該處與舊漆膜平整一致，顏色一樣。 3.如舊漆膜大部分曾經(jīng)破損零落，需將其全部徹底去除，去除方法有以下幾種：(1)火噴法。(2)堿水清洗

8、法。 (3)刷脫漆劑法 (4)涂脫漆膏法 .(四)涂層的設(shè)計 涂層的設(shè)計方案中主要內(nèi)容包括：涂料種類的選擇、涂層構(gòu)造的設(shè)計、涂裝施工方法等。1.涂料種類的選擇 普通情況下涂料是一種含油的或不含油的膠體溶液，它分為底漆和畫漆兩大類。選擇時應(yīng)充分思索以下幾點要求： (1)應(yīng)思索涂料的運用環(huán)境與適用范圍相一致。 (2)應(yīng)思索涂料的正確配套。 (3)應(yīng)思索基層、底漆、面漆之間的枯結(jié)力及底漆對基層能否有腐蝕作 用。 (4)要思索施工條件的能夠性。 (5)要思索施工條件的能夠性。 (6)選擇涂料時應(yīng)思索在施工過程中涂料的穩(wěn)定性、毒性及所需的溫度 條件。 (7)留意涂料的顏色與周圍環(huán)境的協(xié)調(diào)性。 常用防銹底

9、漆、面漆及有特殊用途的常用防腐蝕漆分別列于表51、表52、表53中。.2.確定合理的涂層構(gòu)造 (1)涂層的構(gòu)造組成及作用。主要由底漆、膩子、二道底漆、面漆、罩光面漆組成，各層次構(gòu)造中的作用： (2)涂層厚度。為了保證漆膜具有合理的致密性、耐久性和抗老化才干，漆膜總厚度應(yīng)符合設(shè)計要求。 1)假設(shè)施工中設(shè)計無詳細(xì)要求時，漆膜總厚度普通按室外125175m、室內(nèi)按100150m來處置。 2)計算求得。涂刷后的漆膜厚度可用下式求出： 所耗涂料量固體的質(zhì)量分?jǐn)?shù) 厚度1000固體的密度涂刷面積式中厚度單位為m所耗涂料量單位為g，固體的質(zhì)量分?jǐn)?shù)用表示，固體的密度單位為kgm3，涂刷面積單位為m3。.3)測定

10、法。 除了用計算公式可求出漆膜厚度外。有條件時還可直接運用干漆膜測厚儀來測出漆膜的厚度。假設(shè)漆膜總厚度達(dá)不到要求，可采取增涂底漆的遍數(shù)來保證漆膜總厚度。如果采用新興的厚漿型油漆作為二道底漆，也是有效添加漆膜總厚度的好方法同時還可起到填平作用，一舉兩得。.3.涂裝施工的方法及本卷須知 (1)涂裝施工的方法： 在維修工程中常用的方法有兩種，即涂刷法和噴涂法。(2)本卷須知。 1)涂漆前應(yīng)對基層進(jìn)展徹底清理，并堅持枯燥，在不超過8h內(nèi)，盡快涂頭道底漆。 2)涂刷底漆時，應(yīng)根據(jù)面積大小來選用適宜的涂刷方法。 3)涂刷面漆時，應(yīng)按設(shè)計要求的顏色和種類的規(guī)定來進(jìn)行涂刷，涂刷方法與底漆涂刷方法一樣。 4)涂

11、刷環(huán)境 5)應(yīng)正確配套運用稀釋劑。 關(guān)于涂裝施工中常見的缺陷、產(chǎn)生的緣由以及預(yù)防的法請參見表54。 關(guān)于鋼構(gòu)造涂裝工程質(zhì)量檢驗規(guī)范請參見表55。.(三)常用涂層施工方案及運用舉例1.幾種防銹方案(1)第一方案，“66灰色戶外面漆方案(2)第二方案，C0442醇酸漆方案2.幾種防腐蝕方案(1)第一方案，過氯乙烯防腐漆方案(2)第二方案，F(xiàn)50l灰色耐酸漆方案(3)第三方案，H523環(huán)氧耐酸漆方案. 第二節(jié) 鋼構(gòu)造其它病害的檢查與維修檢查： (1)焊縫、螺栓、鉚釘?shù)茹暯犹幠芊癯霈F(xiàn)裂痕、松動、斷裂等景象。 (2)各桿件、腹板、銜接板等構(gòu)件能否出現(xiàn)部分變形過大，有無損傷景象。 (3)整個構(gòu)造變形能否異

12、常，有無超出正常的變形范圍。.一、焊縫、螺栓、鉚釘?shù)茹暯拥牟『z查及處置方法(一)焊縫病害的檢查及處置方法 對焊縫的檢查，應(yīng)著重留意焊縫在運用階段是否產(chǎn)生裂紋，同時兼顧尋覓焊縫設(shè)計與施工遺留下來的缺陷。焊縫常見缺陷見圖55。.1.對焊縫幸而病害檢查常用的方法有：(1)外觀檢查。(焊縫外觀檢查質(zhì)量規(guī)范見表56。)(2)鉆孔檢查。(3)硝酸酒精浸蝕法檢查 (4)超聲波、X射線、射線檢查 此種方法檢查過的焊縫質(zhì)量最可靠，建議有條件的房管部門盡量采用此種方法。X射線檢驗焊縫質(zhì)量規(guī)范參見表57和表58。(5)特別應(yīng)留意： 動力荷載和交變荷載及拉力可使有缺陷的焊縫迅速開裂，呵斥嚴(yán)重后果。所以對受動力荷載和

13、交變荷載作用的構(gòu)造，及構(gòu)件上拉應(yīng)力區(qū)域，應(yīng)嚴(yán)加檢查，以防出現(xiàn)脫漏。.2.焊縫病害的處置方法 (1)對于焊縫開裂景象，應(yīng)分析裂紋的性質(zhì)，凡屬于在運用階段中產(chǎn)生的裂紋，都必需查明緣由，進(jìn)展綜合治理，徹底消除病害。 (2)對于屬于焊縫設(shè)計上的缺陷，如焊縫尺寸或焊腳尺寸缺乏，應(yīng)經(jīng)正確的實際計算后，重新沒計合理的尺寸。 (3)對于焊縫有未焊透、夾渣、氣孔等缺陷時，應(yīng)重焊； (4)對于焊縫有咬肉、弧坑時應(yīng)補(bǔ)焊； (5)對于焊瘤處應(yīng)徹底根除重焊。.(二)螺栓與鉚釘銜接的檢查和維護(hù)1檢查方法有： (1)對于螺栓的檢查 ，普通采用目測、手錘敲擊，扳手試扳等方法來進(jìn)展。 (2)對于有裂紋或曾經(jīng)斷裂的螺栓，應(yīng)查明破

14、壞緣由，作詳細(xì)記錄并及時改換。 (3)對于鉚釘?shù)臋z查，可用一只手貼近釘頭，另一只手持手錘自釘頭側(cè)面敲擊 2.螺栓和鉚釘銜接的修復(fù)和處置 普通是在不卸載情況下進(jìn)展。 .二、構(gòu)造變形和構(gòu)件病害的檢查和處置(一)構(gòu)件的裂紋及機(jī)械損傷的檢查和處置 普通構(gòu)件的機(jī)械損傷均因劇烈的破壞呵斥的，其易發(fā)生在機(jī)械運動通道位置處。1.對鋼構(gòu)造裂紋的檢查所采用的主要方法是察看法和敲擊法。 .2.對于裂紋的修復(fù)可采用如下步驟進(jìn)展： (1)先在裂紋的兩端各鉆一個直徑與鋼板厚度相等的孔，并使裂紋的端落人孔中，這樣作的目的是防止裂紋繼續(xù)擴(kuò)展。 (2)對兩鉆孔之間的裂紋要進(jìn)展焊接，焊接時可根據(jù)構(gòu)件厚度將裂紋邊緣用氣割加工成不同

15、型式的坡口，以保證焊接的質(zhì)量。當(dāng)厚度小于6mm時，采用I形(即不開坡口)；當(dāng)厚度大于6mm而小于14mm時，采用V形坡口；當(dāng)厚度大于14mm時需采用X形坡口。見圖5-1.。 (3)將裂紋周圍金屬加熱到200后，用E43型(鋼板材質(zhì)為低碳鋼)或E55型(鋼板材質(zhì)為錳鋼)焊條焊合裂紋。 (4)假設(shè)裂紋較大，對構(gòu)件強(qiáng)度影響很大時，除焊合裂紋外，還應(yīng)加金屬蓋板用高強(qiáng)度螺栓銜接加固。.(二)鋼構(gòu)造變形的檢查和處置1.引起鋼構(gòu)造變形過大的主要要素有： (1)鋼構(gòu)造實踐所接受的荷載超出鋼構(gòu)造設(shè)計時所允許接受的最大荷載(俗稱“過載)。 (2)長時間接受動力荷載的沖擊。 (3)自然災(zāi)禍的影響(如地震)或由于地基

16、根底沉降不均勻。 (4)運用保養(yǎng)不當(dāng)或由于機(jī)械損傷使鋼構(gòu)造中的構(gòu)件斷裂而退出任務(wù)，呵斥鋼構(gòu)造受力失衡而出現(xiàn)異常變形。.2.檢查方法 檢查的主要內(nèi)容和方法有： (1)對鋼構(gòu)造的梁和桁架進(jìn)展目測檢查時，當(dāng)發(fā)現(xiàn)桁架下弦撓度過大，桁架平面出現(xiàn)扭曲。 . (2)用線錘和經(jīng)緯儀可以對鋼構(gòu)造的柱子進(jìn)展變形檢查。圖5-9 (3)對銜接板、腹板等小型板式構(gòu)件可采用直尺接近方法進(jìn)展比較丈量。 (4)對于以彎曲變形為主的細(xì)長桿件進(jìn)展變形檢查時，可采用細(xì)鐵線在桿件的兩端選點張拉，測出變形數(shù)據(jù)。.3.對鋼構(gòu)造變形的技術(shù)處置 (1)普通情況下，當(dāng)測得的鋼構(gòu)造變形數(shù)據(jù)超越下面規(guī)定的規(guī)范時，就可以為構(gòu)造存在異常變形，需對鋼構(gòu)

17、造進(jìn)展必要的技術(shù)處置。 (2)處置方法。 1)對于變形不太大的桿件，可用板鉗或整直器進(jìn)展矯 正； 2)對于板式構(gòu)件或有死彎變形的桿件，可用千斤頂來 矯正；條件允許時可用氧乙炔火焰烤后矯正。 3)假設(shè)鋼構(gòu)造出現(xiàn)整體變形(如柱子傾斜、屋架扭 曲)，除及時矯正變形外。還應(yīng)根據(jù)變構(gòu)成因采取合 理的加固補(bǔ)強(qiáng)措施。.第三節(jié) 鋼構(gòu)造的加固措施1.鋼構(gòu)造加固的主要緣由有： (1)由于鋼構(gòu)造運用功能的改動，添增設(shè)備，使鋼構(gòu)造實踐接受的荷載超越設(shè)計荷載。 (2)蒙受不測的損害，如戰(zhàn)爭破壞、火災(zāi)、地震等，使構(gòu)造發(fā)生損壞。 (3)鋼構(gòu)造制造過程中?；烊肓肆淤|(zhì)鋼材，使制造出的構(gòu)件達(dá)不到設(shè)計規(guī)范。 (4)地基根底沉降不均

18、，建筑的墻、柱發(fā)生異常變形。使鋼構(gòu)造產(chǎn)生異常變形或損傷。 (5)由于設(shè)計、施工方面所呵斥的缺陷，影響到鋼構(gòu)造的強(qiáng)度、剛度或穩(wěn)定性。如桁架節(jié)點板設(shè)計時，未思索到施工拼裝誤差而呵斥側(cè)焊縫長度缺乏。 (6)鋼構(gòu)造在長期的運用過程中，發(fā)生銹蝕或其它機(jī)械損傷，使構(gòu)件斷面被減弱，呵斥鋼構(gòu)造的承載才干的下降。.2.制定時還應(yīng)留意以下事項： (1)加固的銜接方式應(yīng)以焊接為主，但防止采用不利焊位(如仰焊)。 (2)在不能采用焊接(如思索防火)或施焊有困難時，可采用高強(qiáng)度螺栓或鉚釘加固，但不得采用普通螺栓加固。 (3)構(gòu)造加固應(yīng)在原位置上，利用原有構(gòu)造在卸載或局部卸載情況下進(jìn)展，必要時也可將原構(gòu)造卸下加固。 (4

19、)加固施工時，原有構(gòu)件的應(yīng)力不宜大于其允許應(yīng)力的60，假設(shè)應(yīng)力超越60而小于80時，必需先確定出安全可靠的施工方案(如設(shè)暫時支撐等)然后再進(jìn)展加固；當(dāng)應(yīng)力超越80時，應(yīng)卸去構(gòu)造的部分荷載后再進(jìn)展加固。 (5)對輕型鋼構(gòu)造桿件進(jìn)展焊接加固時，應(yīng)卸掉構(gòu)造的荷載。 (6)當(dāng)用鉚釘或螺栓在承載形狀下加固時，原有構(gòu)件因鉆孔而減弱后的截面應(yīng)力不得超越其設(shè)計時的允許應(yīng)力。.一、鋼構(gòu)造加固的方式(一)部分加固1.加大構(gòu)件橫截面面積 對于鋼構(gòu)造中所存在的個別薄弱構(gòu)件，在不改變整個構(gòu)造的應(yīng)力分布情況下，可對其加焊型鋼來添加橫截面面積。如右圖所示。.2.縮短構(gòu)件的自在長度 對于穩(wěn)定性缺乏的屋架及托架進(jìn)展加固時，可采

20、取增設(shè)再分式腹桿，減小兩支點間的構(gòu)件長度的方法。如以下圖所示。另外 ，還可以思索采用加設(shè)預(yù)應(yīng)力拉桿。.3.對銜接處和節(jié)點進(jìn)展加固 對銜接處和節(jié)點進(jìn)展加固，主要是對焊接銜接的焊縫和螺栓銜接的螺栓及鉚接銜接的鉚釘進(jìn)展加固。(1)焊縫的加固方法 1)加長焊縫的長度。 2)加大焊腳尺寸。 3)補(bǔ)焊短斜板， 如圖512所示。.(2)鉚接或螺栓銜接的加固方法 1)添加螺栓或鉚釘?shù)臄?shù)目，添加多少要根據(jù)強(qiáng)度條件計算后決議。 2)增大鉚釘?shù)闹睆交蛴酶邚?qiáng)螺栓替代原來鉚釘。要求擴(kuò)孔后的鉚釘與鉚釘、螺釘與鉚釘之間的間距應(yīng)大于3d( d為較大螺栓或鉚釘?shù)目讖?。 3)對原鉚接銜接節(jié)點?？刹捎觅N邊焊縫進(jìn)展焊接加固。此時焊縫強(qiáng)度應(yīng)按接受全部內(nèi)力計算。.(二)全面加固常用的有如下一些方法