钢结构失稳事故原因分析

第26卷　增　刊宜春学院学报

　　　　　　　　　

2004年12月Journal of Y ichun University V ol. 26, Supplement

Dec. 2004

钢结构失稳事故原因分析

熊　峰

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(江西省煤田地质局, 江西　南昌　330001)

　　摘　要:稳定问题是钢结构最突出的问题, 长期以来, 许多工程技术人员对强度概念认识清

晰, 对稳定概念认识淡薄, 并且存在强度重于稳定的错误思想, 因此, 在大量的接连不断的钢结构失稳事故中付出了血的代价, 得到了严重的教训1

关键词:钢结构; 失稳; 原因分析; 事故; 处理与防范中图分类号:T U74　文献标识码:A 　文章编号:1671-380X (20040038-01　　钢结构事故的发生, 因失稳破坏者屡见不鲜1

由于钢结构强度高, 面相对较小, 1和局部失稳, 稳事故和局部失稳事故11　整体失稳事故原因分析111　设计错误

, 使用方随意改造使用

; 由积灰或增加悬吊设备引起的超载; 基础的不均匀沉降和温度应力引起的附加变形; 意外的冲击荷载等等12　局部失稳事故原因分析

设计错误主要与设计人员的水平有关1如, 缺乏稳定概念; 稳定验算公式错误; 只验算基本构件

的稳定, 忽视整体结构的稳定验算; 计算简图及支座约束与实际受力不符, 设计安全储备过小等等1112　工作缺陷

制作缺陷通常包括构件的初弯曲、初偏心、热轧冷加工以及焊接产生的残余变形等1这些缺陷将对钢结构的稳定承载力产生显著影响1113　临时支撑不足

钢结构在安装过程中, 当尚未完全形成整体结构之前, 属几何可变体系, 构件的稳定性很差1因此必须设置足够的临时支撑体系来维持安装过程中的整体稳定性1若临时支撑设置不合理或者数量不足, 轻则会使部分构件丧失稳定, 重则造成整个结构在施工过程中倒塌或倾覆1114　使用不当

结构竣工投入使用后, 使用不当意外因素也是

局部失稳主要是针对构件而言, 其失稳的后果

虽然没有整体失稳严重, 但对以下原因引起的失稳也应引起足够的重视1211　设计错误设计人员忽视甚至不进行构件的局部稳定验算, 或者验收方法错误, 致使组成构件的各类板宽厚比和高度比大于规范限值1212　构造不当

通常在构件局部受集中力的部位, 原则上应设置构造加劲肋1另外, 为了保证构件在运转过程不变形也必须设置横隔、加劲肋等1但实际工程中, 加劲肋数量不足、构造不当的现象比较普遍1213　原始缺陷

原始缺陷包括钢材的负公差严重超规, 制作过程中焊接等工艺产生的局部鼓曲和波浪变形等1214　吊点位置不合理

在吊装过程中, 尤其是大型的钢结构构件, 吊点位置的选定十分重要1吊点位置不同, 构件受力的状态也不同1有时构件内部过大的压应力将会导致构件在吊装过程中局部失稳1因(下转第40页)

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收稿日期:2004-11-30

作者简介:熊峰(1969-) , 江西南昌人, 工程师, 工程硕士, 专业方向:轻钢结构1

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护, 普通水泥不少于7天, 如果忽视对混凝土的浇水养护, 一方面会降低混凝土强度, 另一方面会使混凝土在硬化过程中来不及补充水分, 因而大量缺水而产生裂缝1所以做好混凝土的浇水养护, 既可减少温度产生的裂缝, 也可降低混凝土收缩而产生的裂缝1

(2) 现浇板上不要过早上人、堆料、施荷加载, 因混凝土浇筑后要有一个硬化过程, 才会有强度; 在这个过程中, 应对混凝土加以保养, 不能对混凝土施加任何外力1如果在混凝土尚未有一定强度的情况下, 在其上面集中堆放建筑材料或支模立撑, 这样带给现浇板的不是强度, 而是更多的裂缝1因此, 必须做到在混凝土强度达到112N/mm 2以后, 才允许在其上踩踏或安装模板及支架1

(3) 严格控制板面负筋保护层厚度1现浇板负筋按设计要求都放在板上面, 有梁通过或隔断时一1控制好负筋保护层厚度, 马凳, 纵横间距800mm 左右来固定负筋的位置, 并

用电焊把马凳与负筋焊牢, 使马凳在混凝土浇筑过程中不移位, 保证负筋不下沉, 从而有效控制负筋保护层的厚度, 不使板筋保护层过厚而产生裂缝1

(4) 严格控制好砂、石粒及含泥量, 现浇板应选用中粗砂, 粒在0125～015mm 之间的石子, 砂石含泥量均不得超过1%1如砂、石粒径过细过小, 含泥量过大, 都会降低混凝土强度, 最终会使混凝土产生裂缝1

(5) 在板四角配置一定数量的角筋, 即辐射筋1针对现浇板裂缝多发生在板角这一现象, 在板角四周增设φ8@200mm , 长度为1800mm 左右的辐射筋, 以此来满足板角应力的需要, 使现浇板产生, 从而有效地1:

1[M]1北京:中国建筑

1

(上接第38页)

此, 在钢结构设计中, 针对重要构件应在图纸中说明起吊方法和吊点位置13　失稳事故的处理与防范

d 1处理稳定问题应有整体观点, 应考虑整体

稳定和局部稳定的相关影响1

312　制作单位应力求减少缺陷

在常见的众多缺陷中, 初弯曲、初偏心、残余应力对稳定承载力影响最大, 因此, 制作单位应通过合理工艺和质量控制措施将缺陷减低到最小程度1313　施工单位应确保安装过程中的安全

施工单位只有制定科学的施工组织设计, 采用合理的吊装方案, 精心布置临时支撑, 才能防止钢结构安装过程中失稳, 确保结构安全1314　使用单位应正常使用钢结构建筑物

使用单位要注意对已建钢结构的定期检查和维护, 当需要进行工艺流程和使用功能改造时, 必须与设计单位或有关专业人士协商, 不得擅自增加负荷或改变构件受力1

钢结构失稳事故应以防范为主, 应该遵守以下原则1311　强化稳定设计理念1

结构的整体布置必须考虑整个体系及其组成部分的稳定性要求, 尤其是支撑体系的布置1结构稳定计算方法的前提假定必须符合实际受力情况, 尤其是支座约束的影响1

a 1构件的稳定计算与细部构造的稳定计算必须配合, 尤其要有强节点的概念1

b 1强度问题通常采用一阶分析, 而稳定问题原则应采用二阶分析1

c 1叠加原理适用于强度问题, 不适用于稳定问题1