网架结构事故的分类及原因

2014-08-30李计方

中国科技纵横 2014年11期

关键词：网架杆件网格

李计方

(保定天威保变电气股份有限公司,河北保定 071056)

网架结构事故的分类及原因

李计方

(保定天威保变电气股份有限公司,河北保定 071056)

本文主要从网架结构事故分类、网架结构事故及缺陷分析、导致网架结构事故的设计原因分析、经验教训等方面进行了探讨。

网架结构事故原因

1 引言

随着科技的不断发展，网架结构的应用越来越广泛，但是网架结构时常发生事故，本文就其分类及发生事故的原因进行了分析。

2 网架结构事故分类

2.1 事故造成的危害和损失程度分类

(1)恶性事故：网架结构整体或部分塌落,造成了生命和财产的重大损失。(2)严重事故：网架结构虽未塌落但它已丧失了承载能力不能正常使用,不得不报废或重建,造成了财产和经济的重大损失。(3)重大事故：事故发生后,网架整体或较多的杆件、节点经过处理或加固后仍可继续使用,但造成了较大的经济损失。(4)小事故：网架结构在制造或安装或使用初期发现了局部存在问题和隐患,但允许或可能以较少的时间和资金予以解决,不影响以后正常使用。

2.2 事故存在的范围分类

(1)整体事故：网架结构整体塌落或局部有严重缺陷,影响了结构的完整性,使结构丧失了承载能力不能正常使用。(2)局部事故：网架结构局部有缺陷或严重缺陷(如强度不够、变形过大、裂缝过大、连接破坏、材料使用不当、稳定不足等等),可以及早发现并有可能及时处理。

2.3 造成事故因素的多少分类

(1)单一因素事故：由于一种因素所造成的事故。(2)多种因素事故：由于多种因素组合所造成的事故,但其中可以找出最主要的因素。(3)复杂因素事故：造成事故的因素很多,且一时难以确切断定何者为主要因素。

3 网架结构质量事故及缺陷分析

(1)处理结构设计，安装文件的数据访问。访问网格结构和下部结构的相关图纸，计算数据和修改设计，保证在其支持和负载的条件下，工作条件和必要的计算是正确的；质量检验记录证书，材料的生产和试验报告，访问网格结构零件产品证书和检验报告，焊缝质量检验数据，要按照国家相关标准执行；参考栅极结构的施工记录和验收文件的安装，包括在纵向和横向的长度偏差的地方网络，支撑点中心偏移，高度偏差和偏差记录；对网格结构的实际情况进行全面的调查，实际测量网格，包括总平面尺寸，网格大小，网格高度，支承条件，荷载，抗震设防烈度，土壤类型和使用环境。(2)必要的检查和复查的网络结构。在原始设计条件的基础上对原设计进行审查。当原设计无安全杆，支撑条件，根据实际负载和使用条件，进行强度设计规范允许值检查，看其是否安全。原设计时有变化，如有额外的棒材和型材的替代，增加大孔的数量，应根据结构的实际情况进行检查。

4 网架结构事故原因分析

大量的事实证明,凡是认真按照国家现行的网架及有关的设计、施工规范、规程进行设计、施工和使用,并使设计与施工实际情况紧密配合,考虑施工过程中能出现的最不利条件与问题,是不会发生事故的，特别是倒塌这类恶性事故。

网架是一种空间结构,设计时应考虑网架与下部支承结构协同工作,既考虑下部结构对网架的作用,同时又考虑网架对下部结构的作用。大部分情况下,下部支承结构直接对网架产生的影响不是很大,为了简化计算,往往将网架与其下部支承结构分开计算,不考虑它们的空间工作，采用这种计算方法未发生严重事故,这是由于网架结构是高次超静定结固定的。有的施工人员为了安装方便或处理支座的过大偏差而将支座焊死在梁或柱上而忽视了下部结构的弹性变形,更没有考虑这种支座设计如何释放由于网架对下部结构产生的水平推力和附加弯矩；有的人总认为固定约束最安全可靠,而不加具体分析,从而扩大了结构的承载力,使结构偏于不安全。将网架与下部支承结构作为一个整体直接计算分析,目前对多数单位来说还有一定的困难,但考虑到网架实际上经常是座落在弹性支承上,将边界条件作为弹性约束,即根据网架下部支承形式、数量、支承点处沿坐标系三个方向的弹性刚度确定边界条件,这样可以近似地看作考虑了网架与下部结构之间的共同工作。这样处理不但不会增加很多计算工作量,而且计算结果比较符合实际。

5 经验教训

设计是网架施工过程中一项极为重要的工作,由于设计方面的失误很难被事先发现,在施工过程中也无法弥补。因此避免设计出现失误是避免网架工程事故的第一个重要因素。综合网架事故的情况,从设计方面讲,避免网架事故主要应从以下几个方面着手：(1)网架结构的机动性分析：由于网架结构的空间构造复杂,杆件和节点数量多,网架通常被认为是高次超静定结构而忽视网架的机动分析。正确的做法是机动分析应当在网架结构内力分析之前完成。网架结构的机动分析包括网架本身几何不变的必要条件和充分条件,以及网架内部可变性分析,还有外部支承约束的充分必要条件。(2)网架分析的计算模型与网架实际状况之间的差异以及由这种差异引起的结构内力的变化。由于计算机的普遍应用和计算机性能的不断加强,采用精确方法分析网架结构已经十分普遍。然而,精确的计算方法所采用的计算模型与实际结构之间也还是有差异的。例如,现有的分析方法对于网架杆件与节点之间的连接均采用铰节点假定,但目前常用的焊接球节点网架的节点与杆件全部采用焊接连接,这种连接方式按铰节点假定是有较大的差异的,只不过当网架杆件全部为轴力受力构件时,铰节点假定与实际结构固定连接之间的差异造成的结构分析的误差就大大地缩小了。网架内力分析时,仅仅应用某一个分析软件进行分析是不够的。首先,应对分析程序所采用的计算模型,计算方法有所了解；其次,对计算模型与实际结构之间的差异应充分了解,并将由此差异而引起的结构内力的变化考虑到设计中去；最后,在网架的构造设计中应当特别注意,使网架的实际结构尽量满足计算模型中各种假定的要求。