鋼結構失穩破壞的主要原因和防範措施

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，並且存在強度重於穩定的錯誤思想。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、製作缺陷

製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餘變形等。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。

在吊裝中由於吊點位置的不同，桁架或網架的桿件受力可能變化，造成失穩。

5、使用不當

結構竣工投人使用後，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；意外的衝擊荷載等等。

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於規範限值。

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，製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範

當鋼結構發生整體失穩事故而倒塌後，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；但對於局部失穩事故可以採取加固或更換板件的做法。鋼結構失穩事故應以防範為主，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、製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、殘餘應力對穩定承載力影響最大，因此，製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，採用合理的吊裝方案，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築物

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。

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