钢结构坍塌或倾覆的主要原因有哪些?
稳定问题是钢结构最突出的问题。钢结构的失稳事故分为整体失稳事故和局部失稳事故两大类,其各自产生的原因如下。
(1)整体失稳事故原因分析
①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。
②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。
③钢结构安装过程中临时支撑设置不合理或数量不足,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。
④使用不当。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。
(2)局部失稳事故原因分析
局部失稳主要是针对构件而言,其失稳后果虽然没有整体失稳严重,但也应引起足够的重视。
①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件宽厚比和高厚比大于规范限值。
②构造不当。通常在构件局部受集中力较大的部位应设置构造加劲肋,另为保证构件在运转过程中不变形也须设置横隔、加劲肋等。但实际工程中,加劲肋数量不足构造不当的现象比较普遍。
③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。
④吊点位置不合理。大型钢结构构件的吊点位置选定十分重要,有时构件内部过大的压应力会导致构件在吊装过程中局部失稳。
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