风行天下两个钢结构网架事故鉴定与分析—警钟长鸣啊！-钢结构技术资讯

时间：2018年04月28日 | 作者 : admin | 分类 : 全部文章 | 浏览: 692次

两个钢结构网架事故鉴定与分析—警钟长鸣啊！-钢结构技术资讯

一、体育馆网壳倒塌事故典例
某国一体育馆屋盖由四角锥网壳构成，网壳厚度3m 、网格尺寸为4mX4.3m 。屋盖横向跨度为110m 西部锦龟，由三心圆组成拱形曲面，见(图3) ;纵向长128m,中间60m部分由混凝土柱支承，两端各悬挑出34m。网壳下有两道纵向马道，有助于支承悬挑的屋盖。此外中间有一部分网壳是三层宜都二中，可用作天窗，同时也增强了网壳的刚度。屋面采用镀锌板，并带一层特制的保温隔音层。该体育馆可容纳35000人。1994年，建成后没有使用几次就发生整体倒塌。倒塌时正下小雨、风不大，幸亏没有人身伤亡。

该网壳共有10000多根圆管杆件，杆件端部连接方式可以分为三类：外D76.2-D888.9的圆钢乐动圈圈，其端部冷加工压扁，形成板状以供连接用；外径D101.6-D218.1的钢管，端部有焊接板；外径D323.8 的钢管，端部有加强外环肋与焊接板。网壳节点采用焊接十字形钢板，与杆件采用螺栓连接。网壳支座为铰接，在横向可自由转动，支承在混凝土柱上。钢材采用ASTMA36号钢，其额定屈服应力与受拉强度相应为250MPa及400MPa.

网壳原设计是将其作为铰接空间桁架按弹性理论分析的。活荷载为0.25Kn/m2,并考虑了作用在四个不同方向的风荷载。为了寻求网壳破坏的原因，进行了更为细致的理论与试验校核。
首先用大变形的二阶理论对该网壳进行分析，结果是不论变形或杆件内力都与弹性理论差别不大（最大3%）。然后又以刚接的空间刚架模型分析，考虑杆件为变惯性矩、端部有弯矩。与铰接模型相比，两者变形的最大差别大约为15%，大部分杆件轴向力相差不大。但是按刚接模型考虑时，在节点板中发现有相当大的弯矩，在一些情况下会产生100MPa的应力。另外还发现，支座上弦杆对支座产生偏心，对连接下弦杆的节点板产生很大的弯矩，因而很容易对支座节点板形成塑性铰。

从破坏现场来看，网壳的倒塌是由于支座节点板失稳引起。在结构一侧6 根混凝土柱上的支座钢板破坏后，网壳就从支点松动，并形成三个塑性铰张梓诺，两个靠近天窗一个在另一边支座。塑性铰是由于节点板的特大变形而形成.
根据上述情况，可以分析出引起网壳倒塌的原因，首先是支座上连接下弦杆的钢板厚度不足，其次是上弦杆对支座产生偏心。此外，原设计的节点连接方式，使杆件为变惯性矩，因而大大增加了杆件的计算长度。虽然在该网壳破坏中肯定不是由于风振或地震的动力效应，但在结构设计中还应进行动力分析。对结构分析来说，刚接的空间刚架计算模型更为适宜。这样能更好地确定网壳的结构性状，也能正确地设计节点板、连接板与支座。

二、球面网架杆件弯曲鉴定
某公建大厅采光顶网架，是一球冠切四边的球面网架，于1994年建成并投入使用。该网架结构为下弦周边支承于混凝土梁上的斜放四角锥螺栓球节点网架，平面投影尺寸为22.8mX22.8m，见 (图1) , 球冠矢高为3m.下弦无吊挂荷载，上弦铺5+5+5的中空加胶玻璃。原设计屋面恒荷载标准值为1.5Kn/m2,活荷载标准值为0.5Kn/m2上海中博学院。该网架杆件截面共有D48X3.5,D60X3.5,D75.5X3.75三种规格；螺栓球有D110、D150、D200三种规格，螺栓球总数为307个。业主在使用过程中，最近几年发现有多块玻璃破裂黄燕铭，2002年底再次出现玻璃破裂现象，并且发现多根下弦杆出现弯曲变形现象，其中有两根杆件严重弯曲。由于该网架为火车站进站大厅的屋面结构，大厅内客流量众多，为了车站的安全和正常使用，业主要求对该球面网架进行检测鉴定。

1、检测鉴定。
调查检测经现场检测，发现共有32根下弦杆存在超限弯曲变形，最大横向弯曲变形约300mm岩鸽,见（图2）。弯曲杆件的平面分布无明显规律。弯曲杆件大部分是D48x3.5的杆件，其计算长细比在167--179之间砂纸画。另外，杆件也存在一定的锈蚀问题。

利用水准仪和毫米刻度水准尺，检测了网架周边支座的相对标高，发现最高与最低支座的高差为28.4mm.，未超过《网架结构设计与施工规程》的限值规定。但是检测发现，网架支座下的混凝土梁有一定的挠曲变形，风行天下根据《网架结构设计与施工规程》的规定：对周边支承的网架相邻支座之间，高差应不超过相邻支座间距的1/400, 且不应大于15mm。该网架有20%的相邻支座的相对高差不满足要求，其中有4组支座的高差较大，达到了规程允许值的二倍或二倍以上。根据网架支座的相对位置，经分析，冷雨萱造成上述相邻支座高差较大的原因，主要是安装误差，支座梁的挠曲变形有一定影响九岁皇妃，但不是主要原因。

2、计算分析
利用空间网架结构设计计算程序，根据原设计施工图及作用在网架上的荷载，对整个网架结构进行计算分析。当不考虑混凝土梁对网架支座的y向水平约束作用时，下弦杆件多数受拉水象分期，现有网架杆件截面满足要求；但如果考虑y向水平约束作用，网架下弦基本上全是受压杆件，且部分压杆的内力增加较多，部分杆件的截面不满足稳定承载力要求。
虽然网架支座在y向的实际约束不是刚性而是弹性，但在此弹性约束条件下，网架下弦中受压杆件数量增多，有些压杆的内力有所增加蒋业华，由于下弦杆件长细比偏大，杆件受力性质变号或压力增大，都是引起杆件发生弯曲的主要原因。
3、结论
网架下弦杆出现弯曲变形是由于杆件承受的压力超过其受压稳定时的极限承载力所致，造成下弦杆压力过大的原因主要有：网架支座的高差偏大，使杆件内力与计算值产生一定的差异；原设计未考虑支座的水平约束，这是与网架的实际约束条件不相符的；下弦杆件直径偏小，长细比较大，容易出现弯曲变形现象。
由于该网架下弦出现弯曲变形的杆件太多，其内力重分布的结果，将会导致更多的杆件出现弯曲变形焦瑞霞，最后可能导致整个网架丧失承载能力，而且该网架位于交通要道的上部，若出现垮塌事故，将会造成极其严重的后果。因此，建议建设单位尽快采取加固处理或防护措施，对所有出现弯曲变形的网架杆件进行更换处理雅高e卡，同时进行防锈处理。
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