攀枝花市钢结构厂房竣工验收检测中心
钢结构的破坏形式
多层钢结构房屋具有很多优点,它受到震害的影响要比混凝土结构的房屋要小很多,但设计和施工的要求却同样重要,如果连接、冷加工、焊接不合理,后期维护不当以及受到外部环境、工艺技术的不良影响,很可能会造成钢结构的破坏。根据多层钢结构房屋在历次地震中的破坏形式可以归纳为以下几类。
1、框架节点区的梁柱焊接连接破坏:竖向支撑的整体失稳和局部失稳,柱脚焊缝破坏及锚栓失效。
2、构件的破坏:翼缘的屈曲、拼接处的裂缝、节点焊缝处裂缝引起的柱翼缘层状撕裂、框架柱的脆性断裂、腹板屈曲和截面扭转屈曲。
3、构件的局部屈曲破坏:框架梁或柱的局部屈曲是因为梁或柱在地震作用下反复受弯,以及构件的截面尺寸和局部构造如细长比、板件宽厚比设计不合理造成的,柱的水平断裂是因为地震造成的倾覆拉力较大、动应变速率较高、材性变脆引起的。
支撑的破坏:支撑构件为钢结构提供了较大的侧向刚度,当地震强度较大时,承受的轴向力(反复拉压)增加,如果支撑的长度、局部加劲板构造与主体结构的连接构造等出现问题,就会出现钢结构的破坏或失稳。
结构布置是否合理,支撑系统是否完整、支撑系统长细比是否满足规范要求,因为这些都涉及到结构的稳定性问题。而结构稳定性一直是钢结构的**问题,一旦出现钢结构的失稳事故,不但会遭受巨大的经济损失,而且*造成严重的人员伤亡。所以我们必须了解结构稳定性的基本概念,只有这样我们才能在钢结构厂房*鉴定工作中更好的发现和处理钢结构失稳问题。钢结构的稳定可分为结构整体的稳定和构件本身的稳定两种情况。结构整体的稳定,在结构的纵向,主要依靠结构的支撑系统来保证,如钢柱的柱间支撑,钢屋架的上、下弦水平支撑和垂直支撑等。支撑系统能否可靠地传递结构纵向的水平荷载(风荷载、地震荷载、厂房吊车荷载等)。横向,依靠结构自身(框架或排架)的刚度来保证,主要要考虑结构自身能可靠地传递结构横向的水平荷载。而构件本身的稳定主要由构件组成部分的自身刚度来保证,要保证构件本身及其组成部份(杆件或板件)在荷载作用下不发生屈曲而丧失稳定(这种情况主要发生在受压或压弯构件上)。因此,构件本身的稳定因素主要是构件的计算长度和截面特性,包括平面内和平面外的两个方向,当然,还应该包括材料的强度和应力的大小。它主要是找出外荷载与结构内部抵抗力间的不稳定平衡状态,即变形开始急剧增长的状态,从而设法避免进入该状态。因此,它是一个变形问题。如轴压柱,由于失稳,侧向挠度使柱中弯矩大量增加,因而柱子的破坏荷载可以远远低于它的轴压强度。显然,轴压强度不是柱子破坏的主要原因
根据鉴定要求及现场情况,对该钢网架工程的结构布置、周边环境等进行了相关调查、检测,具体情况如下。
2)周边环境调查该馆地势为北低南高,南侧地面与场馆二层室内地面基本持平,北侧为田径场,田径场的地坪标高比馆的一层室内地坪低2.4m左右。田径场与其看台在馆的北边形成“凹”字形的山谷口状地形。在田径场的北边距馆约200m处为一个深沟,深约为40m,宽约为30—40m,并向东北方向延伸,馆向北方视野范围内基本无高大建筑物或山体。在田径场北侧深沟处原设置有钢丝网围栏,在经历该次大风后,钢丝网围栏大面积向南倾斜,检测时部分围栏已经伏倒至地面。因此,从周边环境看,该馆所处地形使得其承受了较大的风荷载,而且从周边围栏的倒伏情况看,当日风荷载确实较大。在调查中还了解到,该馆北侧大门在事故当天被风吹开,形成了“穿堂风”,进一步增大了钢网架承受的风荷载。