[摘要]：隨著國民經(jīng)濟和科學技術(shù)的發(fā)展，鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用范圍日趨廣泛。由于鋼結(jié)構(gòu)具有強度高、自重輕、整體剛性好、變形能力強等優(yōu)點，故用于建造大跨度和超高、超重型的建筑物特別適宜。雖然鋼結(jié)構(gòu)有以上許多優(yōu)點，但也存在這穩(wěn)定性差、脆性斷裂、耐火性能不理想、不具耐腐蝕性等缺點。本文對鋼結(jié)構(gòu)常見的幾種事故進行了分析。
關(guān)鍵詞：鋼結(jié)構(gòu)、事故分析、脆性斷裂、失穩(wěn)
一. 造成鋼結(jié)構(gòu)事故的原因分析：
1.鋼結(jié)構(gòu)的脆性斷裂：
鋼結(jié)構(gòu)脆性斷裂是其極限狀態(tài)中最危險的破壞形式之一。它發(fā)生往往很突然，沒有明顯
的塑性變形，而破壞時構(gòu)件的名義應(yīng)力很低，有時只有其屈服強度的0.2倍。影響鋼結(jié)構(gòu)脆性斷裂的原因主要有：
（1）構(gòu)件制作加工缺陷
構(gòu)件的高應(yīng)力集中會使構(gòu)件在局部產(chǎn)生復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)，它們也將影響構(gòu)件局部的塑性和
韌性，限制其塑性變形，從而提高構(gòu)件脆性斷裂的可能。
�。�2）鋼材抗脆性斷裂性能差
鋼材的塑性、韌性和對裂紋的敏感性都影響其抗脆性斷裂性能，其中沖擊韌性起決定作用。低合金鋼材的抗脆性斷裂性能比普通碳素鋼優(yōu)越；普通碳素鋼中鎮(zhèn)靜鋼、半鎮(zhèn)靜鋼和沸
騰鋼的抗脆性斷裂性能依次降低。
�。�3）低溫和動載隨著溫度降低，鋼材的屈服強度fy和抗拉強度fu會有所升高，而鋼材的塑性指標截面收縮率山卻有所降低，即鋼材會變脆。動載對鋼結(jié)構(gòu)的破壞，往往是很突然的，無明顯塑性變形，呈現(xiàn)脆性破壞特征。
2.鋼結(jié)構(gòu)失穩(wěn)
鋼結(jié)構(gòu)失穩(wěn)分為整體失穩(wěn)和局部失穩(wěn)，但就性質(zhì)而言，可以分為三類：
�、�.平衡分岔失穩(wěn)：
一般結(jié)構(gòu)的平衡分岔失穩(wěn)分為兩類：穩(wěn)定平衡失穩(wěn)和不穩(wěn)定平衡失穩(wěn)。
不穩(wěn)定分岔屈曲是指在結(jié)構(gòu)屈曲以后只能在比屈曲荷載小很多的條件下維持平衡狀態(tài)
的分岔屈曲。穩(wěn)定的分岔屈曲則是指結(jié)構(gòu)屈曲以后荷載仍可以增加的分岔屈曲。這兩種屈曲形式的本質(zhì)是相同的，都是理想的構(gòu)件平衡狀態(tài)的改變，即系統(tǒng)的向著 另一個容易發(fā)生，所需能量最低的方向改變，只不過前者在平衡狀態(tài)改變后，荷載會 下降；后者在平衡狀態(tài)改變后，荷載不會下降。
�、�.極值點失穩(wěn)
極值點失穩(wěn)也稱為第二類穩(wěn)定問題。具有極值點失穩(wěn)的偏心受壓構(gòu)件的荷載撓度曲線只有極值點B，沒有出現(xiàn)如理想軸壓構(gòu)件那樣在同一點存在兩種不同變形狀態(tài)的分岔點，構(gòu)件彎曲變形的性質(zhì)沒有改變，故此失穩(wěn)稱為極值點失穩(wěn)。
⑶.躍越失穩(wěn)
此類屈曲的特點是：既無平衡分岔點，又無極值點，但和不穩(wěn)定分岔失穩(wěn)又有一些相似。結(jié)構(gòu)由一個平衡位形突然跳到另一個平衡位形，其間出現(xiàn)很大的變形，都是從喪失穩(wěn)定平衡后經(jīng)歷一段不穩(wěn)定平衡，然后重新獲得穩(wěn)定平衡。屬于此類失穩(wěn)的有鉸接坦拱、扁殼、扁平的網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)等。此類屈曲雖然在發(fā)生躍越后荷載可以大于臨界值，但實際工程中不允許出現(xiàn)這樣大的變形，由于過大的變形會導(dǎo)致結(jié)構(gòu)破壞，故應(yīng)該以臨界荷載作為承載的極限。
3、鋼結(jié)構(gòu)承載力和剛度失效
�。�1）鋼結(jié)構(gòu)剛度失效
鋼結(jié)構(gòu)剛度失效指產(chǎn)生影響其繼續(xù)承載或正常使用的塑性變形或振動。其主要原因為：①結(jié)構(gòu)支撐體系不夠 支撐體系是保證結(jié)構(gòu)整體和局部剛度的重要組成部分。它不僅對抵制水平荷載和抗地震作用、抗振動有利，而且直接影響結(jié)構(gòu)正常使用。 ②結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的剛度不滿足設(shè)計要求： 如軸壓構(gòu)件不滿足長細比要求：受彎構(gòu)件不滿足充許撓度要求：壓彎構(gòu)件不滿足上述兩方面要求等。
（2）鋼結(jié)構(gòu)承載力失效
鋼結(jié)構(gòu)承載力失效指正常使用狀態(tài)下結(jié)構(gòu)構(gòu)件或連接因材料強度被超越而導(dǎo)致破壞。其主要原因為： ①連接件強度不滿足要求 焊接連接件的強度取決于焊接材料強度及其與母材的匹配、焊接工藝、焊縫質(zhì)量和缺陷及其檢查和控制、焊接對母材熱影響區(qū)強度的影響等；焊栓連接強度的影響原因為：螺栓及其附件材料的質(zhì)量以及熱得理效果、螺栓連接的施工技術(shù)工藝的控制，特別是高強螺栓預(yù)應(yīng)力和摩擦面的處理、螺栓孔引起被連接構(gòu)件截面的削弱和應(yīng)力集中等。②使用荷載和條件的改變 包括計算荷載的超越、部分構(gòu)件退出工作引起其他構(gòu)件增載、意外沖擊荷載、溫度變化引起的附加應(yīng)力、基礎(chǔ)不均勻沉降引起的附加應(yīng)力等。 ③鋼材的強度強度指標不合格 在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計中有兩個強度指標：屈服強度fy和抗拉強度fu；另外，當結(jié)構(gòu)構(gòu)件承受較大剪力或扭矩時，鋼材抗剪強度fv也是重要指標。
4、鋼結(jié)構(gòu)疲勞破壞
鋼結(jié)構(gòu)疲勞分析時，習慣上當循環(huán)次數(shù)N<105時稱為低周疲勞：N>105時稱為高周疲勞。如果鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的實際循環(huán)應(yīng)力特征和實際循環(huán)次數(shù)超過設(shè)計時所采取的參數(shù)，就可能發(fā)生疲勞破壞。此外影響鋼結(jié)構(gòu)疲勞破壞的原因還有：結(jié)構(gòu)構(gòu)件中有較大應(yīng)力集中區(qū)域；所用鋼材的抗疲勞性能差；鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件加工制作時有缺陷其中裂紋缺陷對鋼材疲勞強度的影響比較大；鋼材的冷熱加工、焊接工藝所產(chǎn)生的殘余應(yīng)力和殘余變形對鋼材疲勞強度也會產(chǎn)生較大影響。
5、鋼結(jié)構(gòu)腐蝕破壞
普通鋼材的抗腐蝕能力比較差，這一直是工程上關(guān)注的重要問題。腐蝕使鋼結(jié)構(gòu)桿件凈截面面積減損，降低結(jié)構(gòu)承載力和可靠度，腐蝕形成的“銹坑”使鋼結(jié)構(gòu)脆性破壞的可能性增大，尤其是抗冷脆性能下降。一般來說鋼結(jié)構(gòu)下列部位容易發(fā)生銹蝕：經(jīng)常干濕交替又未包混凝土的構(gòu)件：埋入地下的地面附近部位，如柱腳等；可能存積水或遭受水蒸汽侵蝕部位：組合截面凈空小于12mm，難于涂刷油漆的部位；屋蓋結(jié)構(gòu)、柱與屋架節(jié)點、吊車梁與柱節(jié)點部位；易積灰又濕度大的構(gòu)件部位等。
綜上所述，鋼結(jié)構(gòu)本身的優(yōu)點與缺點同樣突出，正是這些缺陷導(dǎo)致鋼結(jié)構(gòu)工程事故頻繁發(fā)生。為盡可能減少鋼結(jié)構(gòu)工程領(lǐng)域各類事故的發(fā)生，必須從設(shè)計、施工、使用等環(huán)節(jié)入手，全面客觀地認識、分析、解決鋼結(jié)構(gòu)工程在各環(huán)節(jié)存在的問題。
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