首页>>新闻资讯>>行业资讯 >

钢结构设计如果稍微疏忽可能造会造成的影响

  钢结构现在用于建筑里越来越多,但是因为行业发展速度过快,造成了有些钢结构设计存在不合理情况,有的设计可能没考虑到雪荷载不利布置或者风荷载未考虑到侧风等因素,当雪下大了或者风大的时候有的钢构厂房就发生变形,严重点可能会造成坍塌。

  钢构建筑由于其匀质高、结构可靠、施工速度快、抗冲击性能好等特点而得到广泛的应用。钢结构是一种延性破坏结构,在此之前有较大的变形预兆,有利于提前发现危险,避免损坏风险。

  但是,近几年来大量的建筑物倒塌事故表明,钢结构仍有可能由于结构设计不合理.材料质量隐患或使用维护不当造成的严重后果。文章以实例为基础,对钢结构安全风险进行分析,为风险防范提供参考建议

551.png

  一、钢结构建筑的风险特征。

  虽然钢结构的优点突出,但是它也有一些风险,例如:

     结构性稳定性问题因为钢的强度较高,杆件比较柔,因此在设计与施工中的稳定性问题比较突出。

  脆断问题。钢铁材料在常温塑性和韧性上表现良好,但随着温度下降,又逐渐降低,加上材料缺陷、焊接缺陷等,使钢结构脆性断裂风险更为突出。

  防火性能差。在400℃以上,普通结构钢的强度和弹性模量开始急剧下降,在650℃以上,达到650℃时基本失去承载能力。

  防锈性能差。钢腐蚀是常见的大气腐蚀.介质腐蚀及应力腐蚀。据国外试验结果,不刷涂层的两面暴露钢结构在大气中的腐蚀速率为每年8~17毫米。

  钢构建筑在广泛使用的同时,由于其用量及自身存在的问题,导致事故频繁发生。有关的事故风险具有如下特征:

  1)工业厂房(包括普通轻型钢屋架)发生的事故最多。

  2)在使用阶段发生事故最多。

  3)整体坍塌事故类型以钢结构为主。

  4)钢结构的事故破坏主要表现为失稳性破坏,脆性断裂事故和焊接连接破坏事故的发生率也较高。

  5)制造和安装质量最高的事故原因。照片照片。

  二、关于钢铁结构的资料统计。

  自从钢结构诞生以来,国内外都发生了大量的风险事故,由此造成的经济损失和人员伤亡十分严重。整理整理国内外109起钢结构典型事故,分别从结构形式.事故发生阶段.事故类型.事故的类型.事故破坏形式,共5个方面进行统计分析。

  1.统计分析钢结构形态。

  从结构形式的统计分析,大致可看出钢结构在不同的应用方向上发生事故的频率情况.高层钢结构.大跨度公共建筑钢结构.工业厂房(包括普通轻质屋盖).桥梁钢结构.特种结构(构件及围护结构)。其中,工业厂房和普通轻钢屋盖在钢结构事故中的比重最大,达53%。

  2.钢结构事故发生阶段的统计分析。

  事件可分为设计阶段、制造安装阶段和使用维修阶段,各阶段事故数量占事故数的31%.49%.20%。

  3.统计分析钢结构事故类型。

  钢构架事故分为整体倒塌.局部倒塌.脆断.变形.裂缝.联结不正.其它类型共7类,其中,钢结构整体倒塌事故所占比例为48.6%。

  4.对钢结构事故破坏形态的统计分析。

  钢构可能的破坏形式为:1)整体失稳;2)结构与构件的局部失稳;3)结构的塑性破坏;4)结构的脆性破坏;5)结构的疲劳破坏;6)结构的损伤积累破坏。在这些事故中,由钢结构引起的失稳率最高,达33%。

  5.统计分析钢结构事故的原因。

  钢构事故的原因可以分设计阶段.制造和安装阶段.使用和维修阶段分开。表1显示了各阶段的统计结果,表2~4进一步细分了。其中,制造与安装阶段所占比重最大的是钢结构事故,达到49.2%。如表2所示,在设计阶段,结构计算有误.造成很大比例的结构荷载和承受能力估计不足,这两个阶段分别是26.4%和22.6%;联接质量差(主要指焊接).钢质低劣.支撑性和结构刚度不足三者所占比例较大,其中,钢结构火灾占30.3%.23.7%和13.2%,其中钢结构在使用与维修阶段最突出。这一比率是64%。

  表1钢结构事故起因阶段分类统计分析结果图片。

1.png

  图表2钢结构(设计阶段)事故原因统计分析结果

2.png

  图表3钢结构(制造与安装阶段)事故原因统计分析结果

3.png

  图表4.钢结构事故原因(使用维修期)统计分析结果

4.png

  三.塌陷的归因分析及预防对策。

  1.塌陷/倾覆事故损坏原因分析。

  稳定性在钢结构中最为突出。钢构失稳事故分为整体失稳事故和局部不稳定事故,它们分别是由不同原因引起的。

  (1)整体失稳的原因分析。

  ①设计误差。在设计者层面上,设计错误是主要的。如果没有稳定化概念,稳定验算公式有误,仅验算基础构件稳定性.忽略了整体结构的稳定性验算,计算简图和支座约束与实际不一致,设计安全储备太小等。

  ②制造缺陷。制造缺陷一般包括构件的初弯、初偏、热轧冷加工、爆接引起的残余变形等。

  ③安装过程中,临时支座的设置不合理或数量不够,轻则会使一些构件失稳,重则导致整个结构在施工过程中发生坍塌或倾覆。

  ④使用不当。施工结束后,施工中出现的不恰当或意外因素也是造成不稳定事故的主要原因。比如,使用者可以随意改变使用功能;改变构件的受力状态;因积灰或增加吊具而造成的过载;基础的不均匀沉降及温度应力引起的附加变形;以及意外的冲击荷载等。

  (2)局部失稳的原因分析。

  局部性失稳主要是针对构件,其失稳后果虽然并不十分严重,但也应引起足够的重视。

  ①设计误差。部件的局部稳定性校核或设计人员忽略甚至忽略,或验收方法有误,导致各种类型的板件宽厚比、高厚比均大于规范极限。

  ②结构不合理。对于构件局部受集中力较大的部位,一般应设置构造加劲肋,另外为了确保构件在运行过程中不变形,还应设置横隔、加劲肋等。但是,加劲肋的数量不足结构不合理的情况在实际工程中较为常见。

  ③原始缺陷。含钢负偏差严重超规.焊接等工艺在生产过程中所产生的局部鼓包和波浪形变形。

  ④吊点位置不合理。对于大型钢结构构件,选择吊点位置非常重要,有时构件内压应力过大会导致构件在吊装时局部失稳。

  2.预防倒塌/倾覆危险的措施。

  控制钢结构不稳定的风险,应遵循下列原则:

  (1)设计者要加强稳定化设计的概念。

  预防钢结构失稳事故的发生,是设计者担负的首要责任。加强稳定性设计的概念是非常必要的。①建筑物的整体布局要考虑整个系统及各部件的稳定要求,特别是支撑系统的布置。②结构稳定性计算方法的先决条件必须符合实际受力条件,特别是支承约束。③构件的稳定计算和细部构造计算要相互配合,特别是强节点的概念。④稳定问题的处理要有全局观,要考虑到总体稳定和局部稳定的相关性。

  (2)制作单位应设法减少缺陷。

  其中,初弯、初偏心、残余应力对承载力的影响最大。为此,生产单位应通过合理的工艺和质量控制手段,将缺陷减至最低程度。

  (3)在安装期间,施工单位必须保证安全。

  只有科学地进行施工组织设计,采用合理的起重方案,精心布置临时支撑,施工单位才能在钢结构安装过程中防止失稳,保证结构安全。

  (4)钢构建筑的使用必须是正常的。

  一方面,使用单位要注重对已建钢结构的定期检查和保养,另一方面,在工艺、使用功能等方面需要改进时,应与设计单位或相关专业人员协商,不能擅自增加载荷或改变构件的受力。

  (5)基层加强监督,加大违法打击力度。

  在我国城市化初期建造的一些建筑物可能已不能满足目前的使用需求,相关部门对钢结构建筑、改建建筑进行安全隐患排查。

  因此,钢结构设计是生命线,需要施工单位以及建设单位起到足够的重视,稍微疏忽可能就会造型很大的影响。


填写您的服务需求获取项目报价

*请您填写需求信息,我们将尽快与您取得联系。

友情链接:

Copyright © 2021 SOMMORE. 义鑫钢结构幕墙设计工作室

首页
电话
QQ
免费咨询
在线咨询
扫一扫

扫一扫
关注我们

返回顶部