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。