网架钢结构失稳破坏是怎么一回事?原因都在这里了!
稳定性可以说是影响网架钢结构建筑使用安全和使用寿命的一大重要因素。长期以来,许多工程技术人员对钢结构强度概念的认识虽日渐清晰,但对稳定概念的认知却显得淡薄,而且普遍存在强度重于稳定性的错误意识,以至于屡屡发生网架钢结构失稳事故,并造成重大人员伤亡。经研究分析发现,网架钢结构失稳事故产生的原因主要有以下几点。
一、整体失稳事故原因分析
1.制作缺陷。制作缺陷通常包括构件的初弯曲、初偏心、热轧冷加工以及爆接产生的残余变形等。这些缺陷将对网架钢结构的稳定承载力产生显著影响。
2.设计错误。设计错误主要与设计人员的水平有关。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。
3.使用不当。网架钢结构竣工投入使用后,使用不当或意外因素也是导致失稳事故的主因。例如,使用方随意改造使用功能;改变构件的受力状态;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。
4.网架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,构件稳定性很差。因此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。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。
二、局部失稳事故原因分析
网架钢结构局部失稳主要是针对构件面言,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。
1.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形变形等。
2.设计错误。设计人员忽视甚至不进行构件的局郜稳定验算,或者验收方法错误,致使组成构件的各类板件宽厚比和高厚比大于规范限值。
3.构透不当。通常在构件局部受集中力较大的部位,原测上应设置构造加劲助。另外,为了保障构件在运转过程中不变形也须设置横隅、加劲助等。但实际工程中,加劲助数量不足构造不当的现象比较普遍。
4.吊点位置不合理。在网架钢结构吊装过程中,尤其是大型的钢结构构件,吊点位置的选定十分重要。吊点位置不同,构件受力的状态也不同。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。因此,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。
综上所述,为保障网架钢结构建筑的使用安全性,杜绝钢结构失稳事故和坍塌事故的发生,还望相关工程技术人员定要加强对钢结构稳定性的重视,并积极探索途径和措施来进一步提高钢结构整体的稳定性。