本文转载自公众号钢结构设计

钢结构具有强度高、塑性好的特点，尤其是冷弯薄壁型钢的应用和轻钢结构的迅速发展，致使目前的钢结构截面越来越小，板厚及壁厚越来越薄。在这种形势下，再加上原材料以及加T、制作、安装、使用过程中的缺陷和不合理的工艺等原因，钢结构的变形问题更加突出，因此对钢结构变形事故应引起足够的重视。

一、钢结构变形类型

钢结构的变形可分为总体变形和局部变形两类。

总体变形是指整个结构的外形和尺寸发生变化,出现弯曲、畸变和扭曲等，如（图1）所示。

局部变形是指结构构件在局部区域内出现变形。例如构件凹凸变形、端面的角变位、板边褶皱波浪形变形等，如（图2）所示。

总体变形与局部变形在实际的工程结构中有可能单独出现，但更多的是组合出现无论何种变形都会影响到结构的美观，降低构件的刚度和稳定性，给连接和组装带来困难，尤其是附加应力的产生，将严重降低构件的承载力，影响到整体结构的安全。

二、钢结构变形原因

钢结构的形成过程为：材料→构件→结构。在形成的过程中变形原因概述如下：

1、钢材的初始变形

钢结构所用的钢材常由钢厂以热轧钢板和热轧型钢供应。热轧钢板厚度为4.5-6.0mm，薄钢板厚度为0.35-4.0mm；热轧型钢包括角钢、槽钢、工字钢、H型钢、钢管、C型钢、Z型钢,其中冷弯薄璧型钢厚度在2-6mm。

钢材由于轧制及人为因素等原因，时常存在初始变形，尤其是冷弯薄壁型钢，因此在钢结构构件制作前必须认真检查材料，矫正变形，不允许超出钢材规定的变形范围。

2、加工制作中的变形

3、运输及安装过程中产生的变形

运输中不小心、安装工序不合理、吊点位置不当、临时支撑不足、堆放场地不平，尤其是强迫安装，均会使结构构件变形明显。

4、使用过程中产生的变形

钢结构在使用过程中由于超载、碰撞、高温等原因都会导致变形。

三、钢结构变形事故处理方法

1、变形事故处理原则

2、变形事故处理方法

下面介绍的变形处理方法，对大部分变形是有效的，但对某些特殊变形可能矫正不完善。

①冷加工法矫正变形

冷加工法是用人力或机被力矫正变形，适用于尺寸较小或变形较小的构件。

⑴手工矫正

采用大锤和平台为工具，适合于尺寸较小的零件的局部变形矫正，也可作为机械矫正和热矫正的辅助矫正方法。手工矫正是用锤击使金属延伸，达到矫正变形的目的，(图3)是几种手工矫正变形的方法。

(图3a)，钢板置于平台上，凸面向上，中厚板大锤击敲凸处可矫正过来，薄板要以凸面为中心，从外围由远到近，由重到轻，击打凸面周围，使板件逐渐平整，最后轻微打击凸处；

(图3b)，零件置于平台上，锤击凸起部位，击点距离要适当，锤击应一遍遍进行，击力由小到大；

(图3c)，将折皱零件置于平台上，在弓形两端划好方格线，按方格由外向内、由重到轻、由密到稀锤击，锤击点要呈梅花型交叉；

(图3d)，将扭曲板条置于平台上，用锤击支承点外侧板条边缘(翘起边)，由1至2打击，大体矫正后，在平台上矫正凹凸不平处；

(图3e)，T形钢和槽锕弯曲变形，见凸就锤击，要掌握好支撑点距离、锤击点位置和轻重,重点是锤击“突肋”。

⑵机被矫正

采用简单弓架、千斤顶和各种机械来矫正变形。（表一）是几种机械矫正变形的方法及适用范围。

冷加工矫正方法必须是杆件和板件无裂纹、缺口等损伤，机槭施力应逐渐增加，变形消失后应使压力保持一段时间。

②热加工法矫正变形

热加工法我国目前采用乙炔气和氧气混合燃烧火焰为热源，对变形结构构件加热，使其产生新的变形，来抵消原有的变形。正确使用火焰和温度是其关键。加热方式有点状加热、线状加热(直线、曲线、环线、平行线和网线)和三角形加热之分，如（图4）所示。

热矫正方法要根据实际情况，首先了解变形情况，分析变形原因，测量变形大小，做到心中有数；其次确定矫正顺序，原则上是先整体变形矫正，后局部变形矫正角变形往往先矫正，而凹凸变形又往往放在后矫正；其三确定加热部位和方法，由几名工人同时加热效果较佳，有些变形三角形单靠热矫正有困难，可以借助辅助工具外力来对适当部位进行拉、压撑、顶、打等，加热位置应尽避开关键部位，避免同一位置反复多次加热；最后选定合适的火焰和加热温度。矫正后要对构件进行修整和检查，如（图5）所示。

（图5a)板件凹凸变形:凹凸变形范围较小，可用点状加热矫正；凹凸变形范围较大，用线状(平行线或网状)加热矫正。矫正顺序由凸面周围对称地逐渐向凸面中心进行，范围大时可由几名工人同时操作；

（图5b)折皱变形:变形较小，可以平行线方式加热为主。变形较大，应以三角形方式加热为主。两种方式综合矫正效果更好。平行线和三角形加热都应从凸起的两侧开始，向最高处围绕。平行线宽15~20mm，线距80mm；三角形常用顶角30°，腰长80mm，左右等腰三角形，一般1m内1至3个为宜。

（图5c)角变形：在翼缘板凸与焊缝对应位置用线状加热，线宽为0.5-2t,加热深度为1/2-1/3t(t为翼缘板厚)。

（图5d)弯曲变形：厚板弯曲可在凸面最高点附近线状加热，一次矫正不过来，在两侧附近再加热，加热深度同角变位；钢管弯曲在凸起处点状加热，加热移动要迅速，一次矫正不过来，可再次加热，但加热点位置与前次要错开，加热深度等于管壁厚；型钢弯曲在凸的一侧用三角形加热，三角形底边在边缘上，加热深度为翼缘厚度，三角形高度为型钢宽的1/5~2/3；箱形构件弯曲在上盖板上线状加热，加热深度等于盖板厚度，线宽为板的2倍厚度，同时在两侧腹板上三角形加热(最好位于隔板处)，深度等于腹板厚度，三角形高为腹板高的1/6-2/5；

（图5e)扭曲变形：板条扭曲变形，将其置于平台上，在凸面线状加热，加热线与板条长边夹角为45°，加热线宽度一般取板厚的1~2倍，深度为板厚的1/2-2/3加热由板条中部开始向两端进行，矫正后如仍有残留弯曲变形，可用三角形加热法进行弯曲变形矫正；箱形构件扭曲,将其置于平台上，在两腹板的外侧线状加热，由两端向中间进行，加热线宽度和深度同上，再在两盖板外侧线状加热矫正。

典型事故实例：

转自：钢结构-公众号