摘要：鋼結(jié)構(gòu)以鋼材制作為主的結(jié)構(gòu)，是主要的建筑結(jié)構(gòu)類型之一。鋼材的特點是強度高、自重輕、剛度大，故用于建造大跨度和超高、超重型的建筑物特別適宜結(jié)合工作實際情況，對鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂紋的成因進行了詳細闡述，并針對成因給予了防范措施的建議。

　　關(guān)鍵字：鋼結(jié)構(gòu),防治措施,熱裂紋,冷裂紋

　　引言

　　鋼結(jié)構(gòu)工程是以鋼材制作為主的結(jié)構(gòu)，是主要的建筑結(jié)構(gòu)類型之一。鋼結(jié)構(gòu)是現(xiàn)代建筑工程中較普通的結(jié)構(gòu)形式之一。鋼結(jié)構(gòu)是由型鋼和鋼板通過焊接、螺栓連接或鉚接而制成的工程結(jié)構(gòu)。在現(xiàn)階段，鋼結(jié)構(gòu)在各項工程建設(shè)中的應(yīng)用極為廣泛，如鋼橋、鋼廠房、鋼閘門、各種大型管道容器、高層建筑和塔軌機構(gòu)等。近年來，鋼結(jié)構(gòu)裂紋的產(chǎn)生不斷引起廣大專家學(xué)者以及工程施工人員的關(guān)注，因其直接危害了鋼結(jié)構(gòu)的安全，對建筑本身以及居民財產(chǎn)設(shè)備等構(gòu)成了安全隱患，因此，研究鋼結(jié)構(gòu)裂紋產(chǎn)生的原因，積極努力對鋼結(jié)構(gòu)裂紋的出現(xiàn)進行防范是很有必要的。

　　1、 鋼結(jié)構(gòu)裂紋產(chǎn)生的成因分析

　　1.1鋼結(jié)構(gòu)冷裂紋

　　鋼結(jié)構(gòu)中冷裂主要是因為焊縫在冷卻的時候溫度降低到馬氏體轉(zhuǎn)變的溫度之內(nèi)(300— 200℃以下)而發(fā)生的，冷裂紋一般可以在焊接后直接出現(xiàn)，也有可能會在焊接后的某一段時間內(nèi)出現(xiàn)， 所以也被叫做延遲裂紋。其產(chǎn)生的主要條件是焊接接頭形成淬硬組織，以及擴散氫的存在和濃集，也包括存在著較大的焊接拉伸應(yīng)力等主要方面。

　　1. 2鋼結(jié)構(gòu)熱裂紋

　　鋼結(jié)構(gòu)的熱裂紋主要是在因為高溫所產(chǎn)生出的裂紋， 所以又被叫做高溫裂紋或者是結(jié)晶裂紋，熱裂紋一般情況下產(chǎn)生于焊縫的內(nèi)部，但也存在出現(xiàn)于熱影響區(qū)的可能，主要裂紋形式包括縱向裂紋與橫向裂紋以及根部裂紋弧坑裂紋和熱影響區(qū)裂紋等。熱裂紋產(chǎn)生的主要原因是因為焊接熔池在結(jié)晶過程出現(xiàn)的偏析現(xiàn)象，導(dǎo)致低熔點共晶與雜質(zhì)在結(jié)晶過程中出現(xiàn)液態(tài)間層形式導(dǎo)致形成偏析，并且凝固以后強度也比較低，當(dāng)焊接應(yīng)力處于足夠大的時候，就會將液態(tài)間層或者剛凝固不久的固態(tài)金屬拉開從而形成裂紋。鋼結(jié)構(gòu)熱裂紋的形成是冶金因素與力學(xué)因素一起產(chǎn)生的結(jié)果

　　2、鋼結(jié)構(gòu)裂紋防范措施

　　2.1 設(shè)計合理的焊縫與組焊工藝

　　如果多個構(gòu)件需要進行連接的時候，盡力做到對稱布置，同時要設(shè)置尺寸適當(dāng)?shù)暮缚p，焊縫不應(yīng)該太大從而避免焊縫的集中或出現(xiàn)三向相交的情況。要合力設(shè)置焊縫的位置，從而方便進行焊接的操作，以防仰焊等情況出現(xiàn)。同時也應(yīng)該采用科學(xué)合理的施焊次序，從而做到有效避免焊接殘余應(yīng)力，減少焊接過程中可能出現(xiàn)的變形，以達到降低約束應(yīng)力的作用，有效減少焊接階段出現(xiàn)的裂紋。在進行焊接的時候應(yīng)盡量讓焊縫進行自由的收縮。在進行焊接的時候，應(yīng)該先焊接收縮量大一些的焊縫和作業(yè)過程中受力大一些的焊縫。。

　　在進行鋼結(jié)構(gòu)焊接之前，還要做一些準備工作，比如要對焊接坡口以及其周圍的區(qū)域使用氧-乙炔火焰使其加熱到100～150℃左右，同時要精確保證使其加熱溫度控制在規(guī)定的范圍之間。當(dāng)焊接工藝完成之后，可以使用石棉對其進行保溫緩冷，以使焊件可以降低冷卻的速度，從而達到延長冷卻時間的目的，這樣可以使氫達到充分逸出，降低殘余應(yīng)力、以達到降低材料淬硬性的目的。

　　2.1 將焊材進行妥善保管

　　在施工過程中。所使用的全部焊條應(yīng)該在整個使用過程中使其處在保溫箱內(nèi)并且按照所要求的溫度以及時間進行加熱保溫。在現(xiàn)場使用的專用焊條必須放置于保溫專用設(shè)備內(nèi)，以便做到隨用隨取。

　　對低氫型手工電弧焊條原則上使用前都需進行烘焙，烘焙的標(biāo)準可以參照下表進行。

　　2.3采取正確的安裝方式

　　鋼結(jié)構(gòu)安裝進行施工之前應(yīng)對鋼結(jié)構(gòu)材料的品種、規(guī)格、性能進行檢查，各項指標(biāo)應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準和設(shè)計要求。檢查焊接材料的質(zhì)量合格證明文件、檢驗報告及中文標(biāo)志等。對重要鋼結(jié)構(gòu)采用的焊接材料等應(yīng)進行抽樣復(fù)驗。

　　在進行鋼結(jié)構(gòu)安裝的時候，應(yīng)該盡力避免因強力組裝而引起的外加應(yīng)力與焊接殘余應(yīng)力共同作用，對鋼結(jié)構(gòu)的焊縫產(chǎn)生威脅。科學(xué)合理的對鋼結(jié)構(gòu)進行安裝，可以有效的預(yù)防鋼結(jié)構(gòu)裂縫的出現(xiàn)。

　　2.4改善鋼結(jié)構(gòu)施工現(xiàn)場條件

　　保證包括焊接安裝過程在內(nèi)的施工條件，選擇天氣較好的條件下進行施工，以防止因為不良災(zāi)害天氣對鋼結(jié)構(gòu)安裝之初的穩(wěn)定安全進行影響。

　　2.5對鋼結(jié)構(gòu)焊接后進行必要的熱處理

　　鋼結(jié)構(gòu)焊接后應(yīng)該進行必要的熱處理，以防止因為焊接區(qū)域的迅速冷卻而出現(xiàn)裂紋，在焊縫兩側(cè)100mm 寬，加熱至200℃，消氫和消除應(yīng)力1h, 后用石棉等保溫緩冷。

　　2.6 提高民用鋼結(jié)構(gòu)安裝人員的專業(yè)素質(zhì)

　　加強對鋼結(jié)構(gòu)安裝專業(yè)人才的培養(yǎng)，提高整個行業(yè)從業(yè)人員的業(yè)務(wù)能力和綜合素質(zhì)，培養(yǎng)出具備焊接安裝甚至精通的專業(yè)人才。所有生產(chǎn)工人都要進行上崗前培訓(xùn)，取得相應(yīng)資質(zhì)的上崗證書，做到持證上崗。尤其是焊工、起重工、塔吊操作工、塔吊指揮工等特殊工種。隨著社會的不斷進步，鋼結(jié)構(gòu)安領(lǐng)域新知識新材料新方法也在不斷的更新?lián)Q代。要進行鋼結(jié)構(gòu)的裂紋的有效預(yù)防，就要首先提高技術(shù)安裝人員的業(yè)務(wù)水平，有效避免因為施工水平等造成的鋼結(jié)構(gòu)裂縫。

　　3.小結(jié)

　　對于鋼結(jié)構(gòu)裂縫產(chǎn)生的原因主要是跟包括焊接為主的工藝程序有關(guān)，所以在分析鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫的原因后，對其針對性的進行防護，以防為主，主要還是針對焊接過程的程序進行分解防護，同時輔助其他措施，才能對鋼結(jié)構(gòu)裂縫的產(chǎn)生進行有效的防護。

　　參考文獻：

　　1梁遠森,徐建設(shè),王步,李穎清;鋼結(jié)構(gòu)受彎構(gòu)件塑性利用中的過度塑性變形問題[J];四川建筑科學(xué)研究;2003年01期

　　2程選生;杜永峰;;正交各向異性鋼筋混凝土板結(jié)構(gòu)彈性常數(shù)的確定[J];四川建筑科學(xué)研究;2006年05期

　　3呂晶,徐國彬,王月棟;奧運會主體育場開合部分結(jié)構(gòu)設(shè)計探討[J];北方交通大學(xué)學(xué)報;2003年04期

　　4 中國機械工程學(xué)會焊接學(xué)會. 焊接手冊2-材料的焊接[M]. 北京: 機械工業(yè)出版社, 2008.