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钢结构工程事故的原因之一——失稳

2023-01-06 16:13:07

  钢结构工程事故的原因之一——失稳
  建筑工程中钢结构的事故按失效形式可分为:钢结构失稳、钢结构脆性断裂、钢结构承载力和刚度失效、钢结构疲劳失效和钢结构腐蚀失效。有些属于突发性脆性破坏,有些属于可以提前发现的延性破坏。
  不稳定故障
  钢结构的失稳主要发生在轴心受压、压弯和受弯构件中。可分为局部稳定性丧失和整体稳定性丧失两类。钢结构一旦失稳破坏,破坏速度快,来不及采取补救措施。后果很严重。
  钢结构的脆性断裂
  钢结构发生脆性破坏时,应力通常远小于钢材的屈服强度,破坏前无明显变形,吸能很小,破坏发生突然,无事故征兆,断口平整光亮。

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  钢结构的承载力和刚度失效
  钢结构承载能力失效是指在正常使用情况下,由于超过材料强度而导致结构构件或连接失效。主要原因通常有:(1)超载或改变加载方式,超过了结构构件的设计应力强度。(2)连接件损坏等。
  钢结构的疲劳破坏
  钢结构的疲劳破坏是指钢材或构件在反复交变载荷作用下,拉力远小于抗拉强度甚至屈服点时发生的破坏。疲劳失效经历了裂纹萌生、扩展和断裂的漫长过程。
  疲劳断裂一般包括疲劳区和瞬时断裂区,疲劳区记录了裂纹扩展和闭合的过程。瞬时断裂区的反作用力表现出脆性断裂的特征。
  钢结构的腐蚀破坏
  锈蚀会使构件的截面减小,降低承载力。腐蚀产生的锈斑会增加钢结构脆性破坏的可能性。
  在各种钢结构失效中,钢结构的失效是常见的一种。比如上半年泉州某酒店整体倒塌。倒塌原因是原四层楼违章加夹层,达到承载力,处于倒塌临界状态。此外,事发前底部支撑钢柱违规加固焊接导致钢柱失稳失效,导致建筑物整体倒塌。
  简而言之,事故原因是超载,导致钢结构立柱稳定承载力问题,房屋整体倒塌。通常,钢结构建筑不同于混凝土结构建筑。钢结构柱失稳破坏时,通常表现出“破坏迅速”、“反应强烈”的特点。写这篇文章的主要目的是为初入结构设计圈或钢结构设计的建筑师和新人普及钢结构稳定的概念,警惕钢结构住宅容易出现的破坏形式“失稳破坏”。普及钢结构失稳的一些基本概念,尤其是竖向构件的失稳。让每个人在追求组件纤细的同时,也有一个安全的底线。
  不稳定是指结构由于微小的干扰而失去原有的平衡状态,移动到另一个新的平衡状态。这是我老师在学校教我的。失稳不同于强度失效。例如,你可以很容易地区分强度失效和稳定性失效。让我们在桌子上立一根吸管,用手压住吸管。吸管容易弯曲吗?这时候吸管就不稳了。如果不按,而是用两只手拉吸管,一般人应该拉不动。如果可以,那么稻草就是力量衰竭。

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