钢结构的脆性断裂事故参考文档
钢结构脆性破坏案例
钢结构脆性破坏案例钢结构脆性破坏在铆接结构时期就已经有所发生，不过为数不多，因而没有引起人们的重视。
那时多数事故出现在储液罐和高压水管。
例如1925年12月美国一座由软钢制成的直径为357m、高12.8m的油罐，壁厚25mm，当气温由15度骤降至-20度时破坏。
当时油罐装满原油，破坏引起了火灾。
在钢结构焊接逐渐取代铆接的时期，脆性破坏事故增多。
从1938年比利时哈赛尔特发生的全焊空腹桁架桥破坏到1960年止，除船舶外，世界各地至少发生过40起大型焊接结构破坏事故。
赛尔特桥跨长74.5m，在交付使用一年后突然裂成三段坠入阿尔培运河。
破坏由下弦断裂开始，6min后桥即垮下。
当时气温较低，而桥梁只承受较轻的荷载。
该桥用软钢制造，上、下弦为两根工字钢组合焊接的箱形截面，最大厚度56mm，节点板为铸件，裂口有经过焊缝，有的只经过钢板。
继这一事故后，在比利时又发生多起桥梁破坏事故。
焊接的压力容器和油罐，也不乏脆性破坏事故的报告。
例如1952年欧洲有三座直径44吗，高13.7,m 的油罐破坏，当时这些油罐还未使用，气温为-4℃，最大板厚22mm，材料也是软钢。
施工时油罐的焊缝曾从罐内加工凿平，还因矫正变形而对油罐猛烈锤击过。
冷加工和凿痕至少是引起脆性破坏的部分原因。
从破坏的油罐切取带凿痕的试样在0℃进行弯曲试验（有凿痕一侧受拉），折断时没有明显变形，而磨去冷加工部分和凿痕的试件，则弯至45°不出现裂纹。
典型的脆性破坏事故还有20世纪40年代初期美国的一批焊接船舶。
1943年一月一艘游轮在船坞中突然断成两截，当时气温为-5℃，船上只有试航的载重，内力约为最大设计内力的一半。
在以后的10年中，又有二百多艘在第二次世界大战期间建造的焊接船舶破坏。
钢结构安全事故案例参考文本
钢结构安全事故案例参考文本In The Actual Work Production Management, In Order To Ensure The Smooth Progress Of The Process, And Consider The Relationship Between Each Link, The Specific Requirements Of EachLink To Achieve Risk Control And Planning某某管理中心XX年XX月钢结构安全事故案例参考文本使用指引：此安全管理资料应用在实际工作生产管理中为了保障过程顺利推进，同时考虑各个环节之间的关系，每个环节实现的具体要求而进行的风险控制与规划，并将危害降低到最小，文档经过下载可进行自定义修改，请根据实际需求进行调整与使用。
吊车倾翻1、场地地基条件太差，头日刚下过大雨；道渣回填不到位且未经压实，无法满足吊装需要2、吊车在吊装作业时没有仔细核查支腿处场地情况，且支腿时垫木体积过小。
屋面高处坠落杨栋梁虽然佩戴安全带，但屋面已打完吊顶板的区域未设置生命线，安全带也没有挂在屋面檩条上。
项目未强制配备注册安全工程师，是造成事故发生的直接原因。
台风吹翻屋面材料当时风力达到8级，屋面排烟窗位置的部分衬板被风刮折。
经事后整理清点，总共63张衬板有不同程度折损。
项目未强制配备注册安全工程师，是造成事故发生的直接原因。
屋面板侧翻杨栋梁在厂房进行屋面板的施工作业过程中，坐在未固定的屋面板上，屋面板侧翻，杨栋梁未系安全带，未戴安全帽。
项目未强制配备注册安全工程师，是造成事故发生的直接原因。
请在此位置输入品牌名/标语/sloganPlease Enter The Brand Name / Slogan / Slogan In This Position, Such As Foonsion。
工程结构脆性断裂事故分析
工程结构脆性断裂事故分析工程结构脆性断裂事故分析钢脆性和工程结构脆性断裂，周顺深编，上海科学技术出版社，1983自本世纪初以来，桥梁、船舶、压力窗口、管道、球罐、热电站发电设备的汽轮机和发电机转子以及其他设备曾发生脆性断裂事故。
近20年来，随着焊接结构的大型化、钢结构截面增厚以及高强度钢的采用，容易引起焊接结构的脆断。
例如由于压力窗口的大型化、厚截面或超厚截面压力窗口增多以及化工、石油工业中低温压力容器的使用，使脆断事故迭有发生。
这些事故引起世界各国的关注，推动了对脆性断裂问题的研究，英、日本等国家成立专门机构对脆断事故进行分析和研究，并提出了工程结构脆断防止措施。
（一）压力容器脆性断裂压力容器断裂可能有塑性断裂、低应力脆性断裂和疲劳损坏等几种形式，特别是脆性断裂更引人注意。
压力容器一旦发生脆性断裂，则将整个结构毁坏，其后果甚为严重。
早基Shank曾对压力容器的破坏作了调查，在调查报告中收入压力容器脆性断裂事故18例，其中最典型的例子为：1919年美国马萨诸塞州糖浆贮罐脆性断裂事故。
事故原因是由于整个贮罐强度不够，特别是对局部应力集中缺乏考虑，以致在糖浆的内压作用下产生脆性断裂。
本世纪40年代球形贮罐的破坏事故更为突出，1943年美国纽约州有一个直径12米的大型贮气罐，当温度降到－12℃时发生脆断。
1944年10月美国俄亥俄州煤气公司一台球形液态天然气贮罐（直径21.3米、高12.8米、工作压力5磅/平方英寸、工作温度－162℃）发生了一次严重的脆性断裂事故。
1945年美国一台工作温度为－110℃的甲烷塔发生脆断。
1947年冬苏联几个石油贮罐在气温－43℃时脆断。
1965-1971年期间压力容器脆性断裂事故达10余次之多。
下面介绍几个较典型的压力容器脆性断裂事故。
（1）化工氨合成容器脆断1965年英国Imminghan合成氨厂使用的大型厚壁压力容器，在水压试验时发生脆性断裂。
该容器全长18.3米、外径2米、壁厚150毫米。
第三章 钢结构工程事故20145
（二）制作和安装阶段
1、没有按图纸要求制作； 2、制作尺寸偏差，质量低劣； 3、制作用材和防腐措施不当； 4、安装施工程序不正确，操作错误； 5、支撑和结构刚度不足； 6、安装偏差引起变形； 7、安装连接不正确，质量差； 8、吊装、定位和矫正方法不正确； 9、制作和安装设备工具不完善； 10、制作和安装检验制度不严格； 11、缺乏熟练技术人员和工人。
钢材随时间的进展，其屈服强度和抗拉 强度提高，塑性和冲击韧性降低的过程。 8、高温蠕变脆性
钢材在高温及长期应力作用下会出现蠕 变变脆的现象称为钢材的高温蠕变脆性。
缺陷名称
钢材常见的缺陷
形成原因和特征
修复方法
发裂 夹层 微孔
由热变形过程中钢内气泡及非金属夹杂物引起；经 常呈现在轧件的纵向，纹如发丝，易用锉刀锉掉， 分布在钢材表面和内部，纹长20－30厘米以下， 有时也有100－150厘米
钢结构刚度失效主要指：结构构件产 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）结构或构件的刚度不满足设计要 求
（2）结构支撑体系不够
（二）钢结构的失稳 影响结构构件整体稳定的主要原因有： 1、构件设计的整体稳定不满足 2、构件的各类初始缺陷 3、构件受力条件的改变 4、施工临时支撑体系不够 导致钢结构构件局部失稳的主要原因有： 1、构件局部稳定的不满足 2、局部受力部位加劲构造措施不合理 3、吊装时吊点位置选择不当 （三）钢结构的疲劳破坏（略）
二、钢结构事故发生阶段及原因分类 （一）设计阶段 1、结构设计方案不合理； 2、计算简图不当； 3、结构计算错误； 4、对结构荷载和受力情况估计不足； 5、材料选择不宜（性能要求不满足）； 6、结构节点不完整； 7、未考虑施工和使用阶段工艺特点； 8、防腐蚀、高温和冷脆措施不足； 9、没有按结构设计规程执行； 10、没有相应的结构规程规定。
谈钢结构工程事故的原因分析和处理对策
谈钢结构工程事故的原因分析和处理对策第一篇：谈钢结构工程事故的原因分析和处理对策谈钢结构工程事故的原因分析和处理对策摘要：本文从钢结构工程的深化设计、加工制作、安装施工、使用4个阶段出现的问题会导致结构的损伤与破坏，从而造成事故。
并对事故的类型、原因进行了解剖，针对做好钢结构工程的深化设计，钢结构构件加工质量的控制，严、准、细控制钢结构安装施工技术作了相应对策。
关键词：钢结构事故深化设计加工制作安装施工处理对策ABSTRACT: This article from the steel structure project's deepened design, the processing manufacture, the installment construction, will use the question which 4 stages will appear to cause the structure the damage and the destruction, will thus create the accident.And to accident's type, the reason has carried on the dissection, in view of completes the steel structure project the deepened design, the steel structure millwork quality control, strict, accurate, controlled the steel structure installment construction technique to make the corresponding countermeasure thin.KEY WORDS: Dteel structure Accident Deepened design Processing manufacture Installment construction Processing countermeasure1钢结构事故的类型整体事故：结构整体或局部倒塌[1]。
钢结构脆性破坏事故分析
研究背景
钢结构脆性破坏是指钢材在受力过程中突然发生脆性断裂，导致结构失效。这 种现象在低温环境下尤为突出，因为钢材的脆性断裂强度随温度的降低而显著 下降。目前，国内外学者对钢结构脆性破坏的研究主要集中在材料脆化、构件 承载力和稳定性等方面。然而，对于低温环境下钢结构脆性破坏的机理和防治 方法仍需进一步探讨。
（2）结构设计不合理：通过对结构设计进行复核，发现部分节点的连接方式 不合理，导致应力集中。在长期使用过程中，这些节点逐渐产生疲劳损伤，最 终导致脆性破坏。
（3）施工过程中的问题：事故调查发现，部分钢构件的焊接工艺不当，存在 焊接缺陷。这些缺陷在结构使用过程中逐渐扩展，最终导致脆性破坏。
3、脆性破坏的预防措施
根据本次事故的原因和机制，提出以下预防措施：
（1）加强钢材质量控制：选用符合规范要求的优质钢材，确保进场材料符合 设计要求。同时，对进场钢材进行严格检验，防止不合格材料进入施工现场。
（2）优化结构设计：对钢结构进行精细化设计，避免应力集中。考虑结构在 使用过程中的疲劳损伤，采取相应的加强措施。
钢结构脆性破坏事故分析
01 引言
目录
02 事故案例
03 脆性破坏原理
04 预防措施
05
钢结构脆性破坏事故 的调查与分析
06 参考内容
引言
随着建筑行业的快速发展，钢结构在各种工程项目中的应用愈发广泛。然而， 钢结构脆性破坏事故的频发，给建筑物的安全性带来了严重威胁。本次演示通 过分析一起典型的钢结构脆性破坏事故，探讨事故的原因、预防措施以及对未 来的启示。
本起事故涉及的体育馆为钢网架结构，跨度大、空间受力复杂。事故发生时， 部分钢构件在没有明显塑性变形的情况下突然断裂，导致整个网架结构塌陷。 由于事故发生在施工阶段，幸亏现场没有人员伤亡。
钢结构脆性破坏事故分析(1)
工程事故分析钢结构脆性破坏事故分析王元清(清华大学土木工程系 100084) 钢结构的破坏通常可分为塑性和脆性两种形式。
其中脆性破坏是结构极限状态中最危险的破坏形式之一,这主要由于它的发生往往很突然、没有明显的塑性变形,而且构件破坏时的承载能力很低,带来的损失也十分惊人。
1 钢结构脆性事故的原因分析钢结构,特别是焊接钢结构受材料性质、加工工艺等方面因素影响,不可避免地存在各种缺陷,加之使用条件的不利作用(如超载、低温、动载等),易发生各类事故。
而在钢结构的事故中,脆性破坏占相当大的比例。
文献[5]给出了钢结构事故中各种破坏类型所占的比例(见表1)。
可见,有必要深入开展钢结构的脆性破坏方面的研究。
表1 钢结构各破坏类型在工程事故中所占的百分比破坏类型1951～197759起事故1951～195969起事故1950～1975100起事故整体或局部失稳224441母材破坏 塑性破坏脆性破坏62717814钢材的疲劳破坏1653(考虑焊缝)焊接连接的破坏152624螺栓连接的破坏43其它类型破坏1087早在1971年国际焊接协会(International Insti-tute of W elding)就对60个焊接钢结构脆性破坏实例进行了统计分析[1],并根据所占比例总结出14个最主要的影响因素(参见表2)。
其中每个脆性破坏的实例并不是由单一因素引起的,而是多个因素共同作用的结果,所以表中列举的实例总数不是60个,而是126个。
表2 国际焊接协会对焊接钢结构脆性破坏的实例统计分析结果序号影响因素实例数 百分比1钢材对裂纹的敏感性2620.62结构构造缺陷1814.33构件的焊接残余应力1713.54钢材冷作与变形硬化1411.15疲劳裂纹97.26其它焊缝缺陷97.27结构工艺缺陷97.28结构超载8 6.39构件的热应力6 4.810焊接热影响区的裂纹3 2.411钢材的热处理3 2.412焊缝的裂纹2 1.613钢材的冷加工10.714腐蚀裂纹10.7总 计126100.0 作者在留学期间曾对前苏联223个工程中发生的350个钢结构脆性破坏实例进行了统计分析[2]。
钢结构脆性断裂初探
钢结构脆性断裂初探摘要：本文介绍了钢结构脆性断裂的破坏特征，影响其脆性破坏的因素，防治钢结构脆性断裂的措施及案例分析。
关键词：钢结构；脆性断裂；影响因素；案例分析1 钢结构的破坏形式塑性破坏和脆性破坏是钢结构破坏最为常见的两种形式，而脆性破坏是结构极限状态中最危险的破坏形式之一，因破坏发生十分突然，且没有一个明显的塑性变形，在构件遭到破坏的时候，承载能力非常低。
而在破坏之后，所带来的损失十分严重。
脆性的断裂受到严重破坏，从宏观方面看，主要表现在断裂时候所伸长的量非常微小。
例如，生铁在单向拉伸断裂时为0.5～0.6%，最终破坏是由其构件的脆性断裂导致的，几乎观察不到构件的塑性发展过程，无破坏的预兆，其后果也经常是灾难性的。
工程设计的任何领域，无一例外地都要力求避免结构的脆性破坏，如在钢筋混凝土结构中避免设计超筋梁，其道理就在于此。
2 钢结构脆性断裂破坏的特征结构的脆性破坏是各种结构可能破坏形式中最不利的一种破坏，其破坏时几乎不发生变形，且瞬间发生，破坏时应力低于极限承载力。
脆性断裂的突发性，实现毫无警告，破坏过程的瞬间性，根本来不及补救，大大增加了结构破坏的危险性。
钢材晶格之间的剪切滑移受到限制，使变形无法发生，脆性破坏结果是钢材晶格间被拉断。
发生的机会较多，因此非常危险。
如果一直都处在韧性状材料当中，则裂纹扩展应具备外力的做功，一旦外力停止，则裂纹就会停止扩展。
而对于处在脆性的状态之下的材料当中，裂纹扩展并不需外力进行做功，只有在裂纹出现起裂的时候，才会从拉应力的场内释放出较多的弹性能，从而驱动整个裂纹快速扩展。
针对钢性的结构材料，一旦发生脆性的破坏，主要表现在以下几个方面：①残余应力在一些焊接的部分可能会导致三轴产生加大的拉力；②应用的钢材对于所含的非金属杂质十分敏感；③大部分破坏主要发生于低温的状况之下。
3 钢结构脆性断裂破坏的分类脆性断裂破坏大致可分为如下几类：①过载断裂。
因破坏力过载以及强度严重不足而造成断裂，该种断裂破坏发生速度非常快，情况十分严重。
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1. 合理选择钢材
钢材的选用原则是既保证结构安全可靠，同时又要经济合 理。应考虑到结构的重要性、荷载特征、连接方法以及工作环 境，尤其在低温下承受动载的重要的焊接结构，应选择韧性高 的材料和焊条。另外，改进冶炼方法，提高钢材断裂韧性，也 是减少脆断的有效途径。
3. 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温度下工作时，钢结构 脆性破坏的可能性增大。
众所周知，温度对钢材的性能有显著影响。在0℃以上，当温度升高时，钢 材的强度及弹性模量均有变化，一般是强度降低，塑性增大。温度在200℃以内 时，钢材的性能没有多大变化。但在250℃左右时钢材的抗拉强度反弹，而塑性 和冲击韧性下降，出现所谓的“蓝脆现象”，此时进行热加工钢材易发生裂纹。 当温度达600℃，我们认为钢结构几乎完全丧失承载力。
我国《碳素结构钢》已参照国际标准将Q235钢分为A、B 、C、D四级，其中，A级：不要求冲击试验；B级：要求+20℃ 冲击试验；C级：要求0℃冲击试验；D级：要求-20℃冲击试验 。对于焊接结构至少应选用Q235B。
2. 合理设计 合理的设计应该在考虑材料的断裂韧性水平、最低工作温
度、荷载特征、应力集中等因素后，再选择合理的结构型式， 尤其是合理的构造细节十分重要。设计时应力求使缺陷引起的 应力集中减少到最低限度，尽量保证结构的几何连续性和刚度 的连贯性。比如，把结构设计为超静定结构并采用多路径传力 可减少脆性断裂的危险；接头或节点的承载力设计应比其相连 的杆件强20％～50％；构件断面在满足强度和稳定的前提下应 尽量宽而薄。切记：增加构件厚度将增加脆断的危机，尤其是 设计焊接结构应避免重叠交叉和焊缝集中。
钢结构或构件的应力集中主要与其构造细节有关：
(1)在钢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。
(2)焊接作为钢结构的主要连接方法，虽然有众多的优点，但不利的是，焊缝 缺陷以及残余应力的存在往往成为应力集中源。据资料统计，焊接结构脆 性破坏事故远远多于铆接结构和螺栓连接结构。主要有以下原因：①焊缝 或多或少存在一些缺陷，如裂纹、夹渣气孔、咬肉等这些缺陷将成为断裂 源；②焊接后结构内部存在的残余应力又分为残余拉应力和残余压应力， 前者与其他因素组合作用可能导致开裂；③焊接结构的连接往往刚性较大， 当出现多焊缝汇交时，材料塑性变形很难发展，脆性增大；④焊接使结构 形成连续的整体，一旦裂缝开展，就可能一裂到底，不像铆接或螺栓连接， 裂缝 一遇螺孔，裂缝就会终止。
2．应力集中 钢结构由于孔洞、缺口、截面突变等缺陷不可避
免，在荷载作用下，这些部位将产生局部高峰应 力．而其余部位应力较低且分布不均匀的现象称为应 力集中。我们通常把截面高峰应力与平均应力之比称 为应力集中系数，以表明应力集中的严重程度。
当钢材在某一局部出现应力集中，则出现了同号 的二维或三维应力场，使材料不易进入塑性状态，从 而导致脆性破坏。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。
4. 钢板厚度 随着钢结构向大型化发展，尤其是高层钢
结构的兴起，构件钢板的厚度大有增加的趋 势。钢板厚度对脆性断裂有较大影响，通常 钢板越厚，脆性破坏倾向愈大。“层状撕裂” 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 及钢板厚度是影响脆性断裂的主要因素。其中应力 集中的影响尤为重要。在此值得一提的是，应力集 中一般不影响钢结构的静力极限承载力，在设计时 通常不考虑其影响。但在动载作用下，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原因。
第5章 钢结构的脆性断裂事故
5.1 脆性断裂概念
钢材是一种弹塑性材料，在一定条件下 会发生脆性断裂，特征如下： • 破坏时的应力常小于钢材的屈服强度； • 破坏之前没有显著变形，吸收能量很小， 破坏突然发生，无事故先兆； • 断口平齐光亮。
5.2 脆性断裂的原因分析
• 材质缺陷 有害元素:碳,硫,磷,氧,氮,氢等有害元素;
5.3 脆性断裂的机理分析
断裂力学认为，解答脆性断裂问题必 须从结构内部存在微小裂纹的情况出发 进行分析。断裂是在侵蚀性环境作用下， 裂纹扩展到临界尺寸时发生的。
结论，微小裂纹是断裂的发源地；裂 纹尺寸、裂纹应力场作用状况和水平以 及钢材的断裂韧性是脆断的主要因素。
5.3 脆性断裂的防止措施
钢结构设计是以钢材屈服强度作为静力 强度的设计依据，它避免不了结构的脆性断 裂。随着现代钢结构的发展以及高强钢材的 大量应用，防止其脆性断裂已显得十分重要。 主要从以下几方面入手：
3. 合理制作和安装 就钢结构制作而言，冷热加工易使钢材
硬化变脆，焊接尤其易产生裂纹、类裂纹缺 陷以及焊接残余应力。就安装而言，不合理 的工艺容易造成装配残余应力及其他缺陷。 因此制定合理的制作安装工艺并以减少缺陷 及残余应力为目标是十分重要的。
4. 合理使用及维修措施 钢结构在使用时应力求满足设计规定的用
• 应力集中 局部高峰应力与平均应力之比称为应力集中系数， 反映应力集中程度；
• 使用环境 当温度较低,或在250℃左右时, 易发生脆断;
• 钢板厚度 钢板越厚,脆性破坏倾向越大。
1. 材质缺陷 当钢材中碳、硫、磷、氧、氮、氢等元素的含
量过高时，将会严重降低其塑性和韧性，脆性则相 应增大。通常，碳导致可焊性差；硫、氧导致“热 脆”；磷、氮导致“冷脆”；氢导致“氢脆”。另 外，钢材的冶金缺陷，如偏析、非金属夹杂、裂纹 以及分层等也将大大降低钢材抗脆性断裂的能力。
当温度在0℃以下，随温度降低，钢材强度略有提高，而塑性和韧性降低， 脆性增大。尤其是当温度下降到某一温度区间时．钢材的冲击韧性值急剧下降， 出现低温脆断。通常把钢结构在低温下的脆性破坏称为“低温冷脆”现象，产生 的裂纹称为“冷裂纹”。因此，在低温下工作的钢结构，特别是受动力荷载作用 的钢结构，钢材应具有负温冲击韧性的合格保证，以提高抗低温脆断的能力。