鋼結構加固的主要原因是因為建筑的失穩,由此產生的事故也是比比皆是,那么鋼結構針對加固中,找到失穩的原因是非常重要的,今天我們就來分析下失穩的關鍵環節。鋼結構失穩破壞的主要原因和防范措施,穩定問題是鋼結構最突出的問題,長期以來,許多工程技術人員對強度概念認識清晰,對鋼結構穩定認識淡薄,并且存在強度重于穩定的錯誤思想。因此,在大量的鋼結構失穩事故中付出了血的代價,得到了嚴重的教訓。
鋼結構的失穩破壞分兩類,整體失穩和局部失穩。
整體失穩的主要原因
1、設計錯誤
設計錯誤主要與設計人員的水平有關。如缺乏穩定概念;穩定驗算公式錯誤;只驗算基本構件的穩定,忽視整體結構的穩定驗算;計算簡圖及支座約束與實際受力不符,設計安全儲備過小等等。
2、制作缺陷
制作缺陷通常包括構件的初彎曲、初偏心、熱軋冷加工以及焊接產生的殘余變形等。這些缺陷將對鋼結構的穩定承載力產生顯著影響。
3、支撐不足
柱間支撐、隅撐、臨時支撐、細桿往往被設計者所忽視,這也是造成整體失穩的原因之一。
鋼結構在安裝過程中,尚未完全形成整體結構之前,屬幾何可變體系,構件的穩定性很差。因此必須設置足夠的臨時支撐體系來維持安裝過程中的整體穩定性。若臨時支撐設置不合理或者數量不足,輕則會使部分構件喪失穩定,重則造成整個結構在施工過程中倒塌或傾覆。
4、荷載變化、支承情況的不同。
在吊裝中由于吊點位置的不同,桁架或網架的桿件受力可能變化,造成失穩。
5、使用不當
結構竣工投人使用后,使用不當或意外因素也是導致失穩事故的主因。例如,使用方隨意改造使用功能;改變構件的受力狀態;由積灰或增加懸吊設備引起的超載;基礎的不均勻沉降和溫度應力引起的附加變形;意外的沖擊荷載等等。
局部失穩的主要原因
1、設計錯誤
設計人員忽視甚至不進行構件的局部穩定驗算,或者驗收方法錯誤,致使組成構件的各類板件寬厚比和高厚比大于規范限值。
2、構造不當
通常在構件局部受集中力較大的部位,原則上應設置構造加勁肋。另外,為了保證構件在運轉過程中不變形也須設置橫隔、加勁肋等。但實際工程中,加勁肋數量不足、構造不當的現象比較普遍。
3、原始缺陷
原始缺陷包括鋼材的負公差嚴重超規,制作過程中焊接等工藝產生的局部鼓曲和波浪形變形等。
4、吊點位置不合理
在吊裝過程中,尤其是大型的鋼結構構件,吊點位置的選定十分重要。吊點位置不同,構件受力的狀態也不同。有時構件內部過大的壓應力將會導致構件在吊裝過程中局部失穩。因此,在鋼結構設計中,針對重要構件應在圖紙中說明起吊方法和吊點位置。
失穩事故的處理與防范
當鋼結構發生整體失穩事故而倒塌后,整個結構已經報廢,事故的處理已沒有價值,只剩下責任的追究問題;但對于局部失穩事故可以采取加固或更換板件的做法。鋼結構失穩事故應以防范為主,以下原則應該遵守。
1、設計人員應強化穩定設計理念,避免設計錯誤。
2、制作單位應力求減少缺陷
在常見的眾多缺陷中,初彎曲、初偏心、殘余應力對穩定承載力影響最大,因此,制作單位應通過合理的工藝和質量控制措施將缺陷減低到最小程度。
3、施工單位應確保安裝過程中的安全
施工單位只有制定科學的施工組織設計,采用合理的吊裝方案,精心布置臨時支撐,才能防止鋼結構安裝過程中失穩,確保結構安全。
4、使用單位應正常使用鋼結構建筑物
一方面,使用單位要注意對已建鋼結構的定期檢查和維護;另一方面,當需要進行工藝流程和使用功能改造時,必須與設計單位或有關專業人士協商,不得擅自增加負荷或改變構件受力。