钢结构事故分析论文

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1、钢结构事故分析论文　　钢结构事故分析与预防　　摘要：建筑工程中钢结构的事故按破坏形式可分为：钢结构失稳，钢结构的脆性断裂，钢结构承载力和刚度失效，钢结构疲劳破坏和钢结构的腐蚀破坏等几种。本文首先论述了钢结构的优点和应用前景，继而分析了产生事故的原因并提出了预防措施。　　关键词：钢结构；事故；稳定；断裂；缺陷　　一．钢结构的前景　　钢结构与混凝土结构相比，具有强度高、自重轻、塑性和韧性好、装配化程度高、施工周期短、建筑垃圾少、环境污染小等优点．因此，在经济发达国家的应用比较普遍，不仅大跨度桥梁和建筑、高层建筑等基本上都采用钢结构或钢一混组合结构，中小跨度桥梁

2、和普通建筑也有许多采用钢结构，甚至民用住宅也采用装配式的钢结构。国内过去由于钢产量低，钢材品种少，价格偏高，而劳动力相对便宜，因此钢结构在经济上缺乏竞争力。只有那些混凝土不能胜任的大跨度或高耸结构，才采用钢结构和钢～混组合结构。近二十多年来，我国钢结构在工程建设中得到了更为广泛的应用，在材料、加工工艺、施工技术、理论分析和设计方法等诸方面都有了飞速发展和进步，应用钢结构已成为当前的一大“热点”，展现了其广阔的、具有强大生命力的前景。实际上，钢结构的形式与应用范围是非常广泛的，在形式上有普钢结构、轻钢结构、空间结构、张拉结构等；应用范围，既有民用建筑钢结构、

3、公共建筑钢结构、工业厂房钢结构、桥梁钢结构，又有特种构筑物(塔桅、储藏库、管道支架、栈桥等)钢结构等，既可应用于高度达400多米以上的高层建筑，跨度达200多米的空间结构，又可应用于几米跨度的建筑结构。但钢结构在具体应用中，也会存在一些质量问题，会发生一些工程事故，所以应采取一些积极措施加以预防。　　　　二．钢结构的事故与分析　　建筑工程中钢结构的事故按破坏形式可分为：钢结构失稳，钢结构的脆性断裂，钢结构承载力和刚度失效，钢结构疲劳破坏和钢结构的腐蚀破坏等几种。　　1、钢结构失稳　　钢结构的失稳主要发生在轴压、压弯和受弯构件。它可分为两类．丧失局部稳定和丧

4、失整体稳定性。　　(1)影响结构构件局部稳定性的主要原因有：　　①局部受力部位加劲肋构造措施　　不合理当在构件的局部受力部位，如支座、较大集中荷载作用点，没有设支承加劲肋，使外力直接传给较薄的腹扳而产生局部失稳。构件运输单元的两端以及较长要件的中间如没有设置横隔，截面的几何形状不变难以保证且易丧局部稳定性。　　②吊装时吊点位置选择不当　　在吊装过程中，由于吊点位置选择不当，会造成构件局部较大的压应力，从而导致局部失稳。所以钢结构在设计时，图纸应详细说明正确的起吊方法和吊点位置。　　③构件局部稳定不满足要求　　如构件I字形、槽形截面翼缘的宽厚比和腹扳的离厚比

5、大于限值时，易发生局部失稳现象；在组合截面构件设计中尤应注意。　　(2)影响结构构件整体稳定性的主要原因有：　　①构件有各类初始缺陷在构件的稳定性分析中，各类初始缺陷对其极限承载力的影响比较显著。　　②施工临时支撑体系不够在结构的安装过程中，由于结构并未完全形成一个设计要求的受力整体或其整体刚度较弱，因而需要设置一些临时支撑体系来维持结构或构件的整体稳定。　　③构件受力条件的改变钢结构使用荷载和使用条件的改变，如超载、节点的破坏、温度的变化、基础的不均匀沉降、意外的冲击荷载、结构加固过程中计算简图的改变等，引起受压构件应力增加，或使受拉构件转变为受压构件，

6、从而导致构件整体失稳。　　④构件整体稳定不满足要求影响　　它的主要参数为长细比。应注意载面两个主轴方向的计算长度可能有所不同，以及构件两端实际支承情况与计算支承间的区别。　　案例：世界上曾经有过不少桥梁失稳事故．俄罗斯的克夫达敞开式桥，于1875年因上弦杆压杆失稳而引起全桥破坏；加拿大的魁北克桥于1907年在架设过程中由于悬臂端下弦杆的腹板翘曲而引起严重破坏事故；苏联的莫兹尔桥，于1925年试车时由于压杆失稳而发生事故；澳大利亚墨尔本附近的西门桥，于1970年在架设拼拢整孔左右两半(截面)钢箱梁时，上翼板在跨中央失稳，导致112m的整跨倒塌．现在，尽管各国

7、的桥梁设计规范中对钢桥稳定(包括整体稳定和局部稳定)问题的检算都有所规定，但钢桥失稳问题还偶有所闻。　　2、钢结构的脆性断裂　　钢结构脆性断裂是其极限状态中最危险的破坏形式之一。它发生往往很突然，没有明显的塑性变形，而破坏时构件的名义应力很低，有时只有其屈服强度的倍。影响钢结构脆性断裂的原因主要有：　　(1)构件制作加工缺陷　　构件的高应力集中会使构件在局部产生复杂应力状态，它们也将影响构件局部的塑性和韧性，限制其塑性变形，从而提高构件脆性断裂的可能。　　(2)钢材抗脆性断裂性能差　　钢材的塑性、韧性和对裂纹的敏感性都影响其抗脆性断裂性能，其中冲击韧性起决

8、定作用。低合金钢材的抗脆性断裂性能比普通碳素钢优越；普通碳素钢中镇