關(guān)于鋼結(jié)構(gòu)的事故分析和處理

摘 要：在工程施工過程中，安全問題是頭等問題。而工程中發(fā)生的大部分事故都是由于鋼結(jié)構(gòu)失穩(wěn)造成的。本文首先分析了造成鋼結(jié)構(gòu)失穩(wěn)事故的原因，并就其處理策略進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：鋼結(jié)構(gòu)事故；造成的原因；處理策略

鋼結(jié)構(gòu)相對(duì)于混凝土來說，其優(yōu)勢(shì)相對(duì)較多，所以鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用較為廣泛。而失穩(wěn)是指鋼結(jié)構(gòu)的承受能力達(dá)到極限狀態(tài)從而失去穩(wěn)定性。由鋼結(jié)構(gòu)失穩(wěn)而導(dǎo)致的事故在工程中比較多。而想要從根本上控制鋼結(jié)構(gòu)失穩(wěn)事故的發(fā)生，首先需要了解導(dǎo)致鋼結(jié)構(gòu)失穩(wěn)的原因。

1 鋼結(jié)構(gòu)的失穩(wěn)類型和特點(diǎn)

從總體來說，鋼結(jié)構(gòu)失穩(wěn)大體分為整體和局部的失穩(wěn)。從性質(zhì)上講，鋼結(jié)構(gòu)失穩(wěn)又分為三類。

（1）平衡分岔失穩(wěn)。平衡失穩(wěn)的問題主要是完整的軸心以及中面受外力的作用從而導(dǎo)致失穩(wěn)。平衡分岔失穩(wěn)還被稱為分支點(diǎn)失穩(wěn)，是鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定問題中的首要問題，平衡失穩(wěn)還包括受壓的圓柱殼等。在穩(wěn)定問題中又有穩(wěn)定分岔失穩(wěn)和不穩(wěn)定分岔失穩(wěn)之分。

首先，穩(wěn)定分叉失穩(wěn)指的是處于穩(wěn)定平衡狀態(tài)的鋼結(jié)構(gòu)，在接近臨界狀態(tài)時(shí)，其屈曲平衡位形出現(xiàn)得微變。而其在發(fā)生變形后會(huì)增加荷載；其次，不穩(wěn)定分岔失穩(wěn)。如同綴條柱、承受均勻外壓力的全球殼等屈曲就屬于不穩(wěn)定分岔失穩(wěn)，也叫“有限干擾屈曲”，是因?yàn)槠涠际窃谟邢薷蓴_的作用下，由半屈曲平衡位形向非鄰近的屈曲平衡位形轉(zhuǎn)移。

（2）極值點(diǎn)的失穩(wěn)。在鋼結(jié)構(gòu)失穩(wěn)問題中，極值點(diǎn)失穩(wěn)是第二個(gè)問題。其是指鋼結(jié)構(gòu)的偏心受壓構(gòu)件的塑形在達(dá)到一定得程度時(shí)無法承受其穩(wěn)定性。極值點(diǎn)失穩(wěn)還包括雙向受彎構(gòu)件等。極值點(diǎn)失穩(wěn)的現(xiàn)象是比較常見的，例如一些軸壓構(gòu)件由于初彎曲或初偏心等問題而出現(xiàn)失穩(wěn)情況。

（3）躍越失穩(wěn)。對(duì)于躍越失穩(wěn)來說，其沒有平衡分岔點(diǎn)，也沒有極值點(diǎn)，但也有失穩(wěn)問題。該類結(jié)構(gòu)主要是一個(gè)平衡位形突然向另一個(gè)平衡位形跳躍，這樣會(huì)導(dǎo)致一些很大的變形出現(xiàn)。在實(shí)際的工程中，要確保不能出現(xiàn)這樣的變形，因?yàn)檩^大的變形會(huì)破壞鋼結(jié)構(gòu)。

2 鋼結(jié)構(gòu)事故的因素

在鋼結(jié)構(gòu)中，最大的問題就是穩(wěn)定問題。在一些工程中由于鋼結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，造成了一系列失穩(wěn)事故的發(fā)生，付出了慘重的代價(jià)。鋼結(jié)構(gòu)失穩(wěn)事故可為整體失穩(wěn)和局部失穩(wěn)，下面就從這兩個(gè)方面的出現(xiàn)因素進(jìn)行具體分析。

（1） 整體失穩(wěn)事故的因素。1）設(shè)計(jì)上的失誤。設(shè)計(jì)人員的水平與設(shè)計(jì)質(zhì)量好壞有直接關(guān)系。一些設(shè)計(jì)人員缺乏實(shí)際的經(jīng)驗(yàn)和穩(wěn)定的概念，對(duì)于穩(wěn)定的計(jì)算公式不是很熟悉，或者只計(jì)算基本構(gòu)件的穩(wěn)定，而將整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定忽略不計(jì)，從而導(dǎo)致設(shè)計(jì)錯(cuò)誤，最終導(dǎo)致鋼結(jié)構(gòu)失穩(wěn)事故的發(fā)生；2）制作問題。制作的問題主要是構(gòu)件的初彎曲、初偏心和焊接產(chǎn)生的殘余變形等，這種制作中出現(xiàn)的問題很大程度上影響了鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定承受能力；3）臨時(shí)的支撐力不夠。在鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行安裝的過程中，沒成型的鋼結(jié)構(gòu)是可變得，此時(shí)鋼結(jié)構(gòu)還不具備穩(wěn)定性。在安裝時(shí)必須要設(shè)置臨時(shí)的支撐點(diǎn)來支撐整體的穩(wěn)定，如果臨時(shí)的支撐點(diǎn)設(shè)置不當(dāng)過支撐力不夠，會(huì)導(dǎo)致構(gòu)件失去穩(wěn)定性，從而使整個(gè)結(jié)構(gòu)倒塌，出現(xiàn)鋼結(jié)構(gòu)失穩(wěn)事故。

（2）局部失穩(wěn)事故的因素。局部失穩(wěn)的后果對(duì)于整體失穩(wěn)的后果來說要相對(duì)小一些，但是也不能被忽視，否則也會(huì)造成事故的發(fā)生。局部失穩(wěn)的原因主要有以下幾個(gè)方面。

1）設(shè)計(jì)不合理。設(shè)計(jì)人員的計(jì)算方法不正確可能會(huì)導(dǎo)致構(gòu)件的寬厚比和高厚比與規(guī)范值有偏差，從而會(huì)導(dǎo)致局部失穩(wěn)。

2）構(gòu)造不合理。在局部構(gòu)件的構(gòu)造中，對(duì)于集中力較大的部位應(yīng)設(shè)置加勁肋。并且，為了讓構(gòu)件在運(yùn)行過程中不變形，應(yīng)在構(gòu)件中設(shè)置橫隔等。而在一些工程中，比較常見的問題是加勁肋的數(shù)量偏少和構(gòu)造不合理的問題。

3）吊點(diǎn)的位置問題。在進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件吊裝時(shí)，選擇合適的吊點(diǎn)位置對(duì)整個(gè)構(gòu)件的穩(wěn)定有很重要的作用，構(gòu)件的受力狀態(tài)是由吊點(diǎn)位置來決定的，構(gòu)件的內(nèi)部受力太大會(huì)導(dǎo)致構(gòu)件局部失穩(wěn)。

3 處理鋼結(jié)構(gòu)事故的措施

在工程建筑中，如果鋼結(jié)構(gòu)發(fā)生失穩(wěn)現(xiàn)象，則可能會(huì)導(dǎo)致整個(gè)結(jié)構(gòu)坍塌而造成嚴(yán)重的失穩(wěn)事故。在事故發(fā)生后，通常做的最多的處理是追究責(zé)任，這其實(shí)并沒有太多的意義。因此，為了避免鋼結(jié)構(gòu)失穩(wěn)造成事故的發(fā)生，整個(gè)工程都應(yīng)該做好防范工作，加固或換板件來固定構(gòu)件，使其更具有穩(wěn)定性，以此減少失穩(wěn)事故的發(fā)生。

（1）提高設(shè)計(jì)人員的專業(yè)素質(zhì)。出現(xiàn)鋼結(jié)構(gòu)失穩(wěn)事故，設(shè)計(jì)人員的責(zé)任應(yīng)該是比較大的。因此，工程單位有必要提高設(shè)計(jì)人員的專業(yè)素質(zhì)，而要提高設(shè)計(jì)人員的設(shè)計(jì)理念要從幾個(gè)負(fù)面入手。第一，設(shè)計(jì)人員要具有整體意識(shí)，在結(jié)構(gòu)的整體布置設(shè)計(jì)時(shí)要從全方位考慮影響其穩(wěn)定性的因素，特別是支撐點(diǎn)的設(shè)計(jì)；第二，在鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的設(shè)計(jì)中，會(huì)涉及到相關(guān)計(jì)算公式，因此設(shè)計(jì)人員在計(jì)算鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定時(shí)，要充分考慮其實(shí)際的承受能力，尤其要注意對(duì)支座約束的影響；第三，在考慮穩(wěn)定性問題時(shí)，不僅要考慮整體穩(wěn)定因素，還要考慮局部影響因素，并將兩者相結(jié)合來考慮計(jì)算，從而降低鋼結(jié)構(gòu)失穩(wěn)事故的發(fā)生。

（2） 減少鋼結(jié)構(gòu)中的缺陷。在鋼結(jié)構(gòu)失穩(wěn)的影響因素中，初彎曲、初偏心等問題是比較常見，也是影響較大的因素，所以相關(guān)單位必須要在源頭上控制這些缺陷，采用合理的工藝保證鋼結(jié)構(gòu)的質(zhì)量從而降低失穩(wěn)事故。

（3）施工單位應(yīng)注意安全。安全問題是所有人都應(yīng)該關(guān)心的問題。在施工過程中，施工單位必須要有合理的吊裝方案，對(duì)整個(gè)施工進(jìn)行精心設(shè)計(jì)，注意整體的安全；對(duì)臨時(shí)支撐點(diǎn)的設(shè)置要科學(xué)合理，并確保鋼結(jié)構(gòu)安裝過程中的安全，做好鋼結(jié)構(gòu)失穩(wěn)防范措施，進(jìn)而減少鋼結(jié)構(gòu)失穩(wěn)事故的發(fā)生。

（4）正確使用鋼結(jié)構(gòu)。鋼結(jié)構(gòu)在儲(chǔ)存過程中難免會(huì)有一些損壞，因此工程單位要定期對(duì)鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢查和維修，避免一些損壞的鋼結(jié)構(gòu)被用于建筑中，從而發(fā)生鋼結(jié)構(gòu)失穩(wěn)事故。同時(shí)，在改造鋼結(jié)構(gòu)時(shí)不能自行更改構(gòu)件的承受能力，必須要和專業(yè)人士進(jìn)行討論后，才能進(jìn)行適當(dāng)?shù)馗摹?/p>

4 結(jié)束語

通過上文的分析可知，要想從根本上控制失穩(wěn)事故的發(fā)生，就必須做好鋼結(jié)構(gòu)的失穩(wěn)防范工作，設(shè)置合理的支撐點(diǎn)，提高穩(wěn)定性，從而減少事故的發(fā)生。

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