某钢结构厂房事故分析与处理

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1、第七届全国现代结构T程学术研讨会某钢结构厂房事故分析与处理胡晓光花定兴(珠海正青建筑勘褰设计咨淘商限公司，5190∞)(深圳市三鑫特种玻璃技术股份有限公司，5L8054)摘要：本文通过某钢结构厂房事故的原因分析及加固处理，对此类钢结构厂房的工程设计要点进行了总结，剥其中的关键问题进行了探讨，井提出了工程教训和经验。关键词：钢结构．事故分析，加固处理lf一、工程简介及事故概况某钢结构厂房由高低二跨框架组成。、高跨共五层、跨度9米，高26米，低跨单层、跨度2l米，高10米，柱距8米。根据工艺设备要求，高跨在5Ⅲ、10．3m、16．15m及20．7m处设置了检修平台钢粱，其中5．O

2、m处钢梁需在设备安装就位后再装配完成。原设计将所有检修平台钢梁与钢柱的连接做成铰接，高跨柱脚为刚接，低跨柱脚为铰接，钢结构计算简图和粱柱节点连接见图1。图1钢结构计算简图和梁柱节点连接图●在钢结构厂房施工完成尚未进行设备安装期间，遇强台风袭击后，发现高跨地脚锚栓出现明显拉松，相应部位的外瓷砖也出现明显裂纹，经工程质检部门对拉松的锚栓进行“金属结构超声波探伤”检测，发现部分锚栓已产生屈服破坏。二、事故原因分析根据原设计图纸，按!耍际情况，我们对该工程进行了分析计算，弯距包络图及构件应力比如图2和图3所示，由于此工程风荷载计算不符合《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》”。的取用范围

3、，风荷载接《建筑结构荷载规范》”伯规定计算，经计算分析及校核设计图纸后发现问题如下：1)、柱顶位移偏大，达522m，超出规范允许值。2)、部分构件应力比较大，远大于1．最大应力达89lMp(Q345)，如图2所示，超过允许设计值。1484工业建蟪2007增刊第七届全国现代结构工程学术研讨会3)、柱底固接锚栓规格太小，锚栓应力超过允许设计值。4)、原设计柱脚锚栓采用了M22规格，施工时为^i20规格。5)、柱脚底板与混凝土柱之间没有采用二次灌浆的方法。柱底板与混凝士柱之间不能紧密接触，各锚栓的受力不均匀。6)、柱脚底板未设置抗剪连接件。由于本工程高度达26米，由风荷载产生的柱底

4、剪力较大，造成锚栓除需承受柱底弯矩产生的拉力外，还需承受柱底剪力作用。7)、柱脚未采取双螺帽防松措施。我们将原设计计算简图中所有检修平台钢粱与钢柱连接由铰接改为刚接重新分析计算，改为刚接后的结构弯矩图如图4所示，比较图2和图4可见，钢梁与铡柱铰接时的柱底最大弯矩是刚接时的二倍以上。因此，原设计所采用的地脚锚栓规格太小，检修平台钢梁与钢柱做成铰接，造成柱底弯矩增大较多是地脚锚栓产生屈服破坏的主要原因‘柱脚的处理未按规范要求的构造进行，未采用二次灌浆，未设置抗剪连接件等也是锚栓屈服的原因之一。、工业建筑2007增刊田2原结构方案下结构弯矩图图3原结构方案下构件应力比1485．嚣=

5、嚣暮兰第七届全国现代结构工程学术研讨会三、加固处理方法图4改进方案结构弯矩图根据现场检测报告，本工程在遭受强台风袭击后，除了地脚锚栓产生屈服破坏外，其余构件均无损伤。综合以上分析中发现的问题，对本工程做如下加固处理。1)、检修平台钢粱与钢柱接头均改为刚性连接．加强月q性节点构造处理2)、恢复5．Om处检修平台钢梁，二边段采用H800—600—800}300丰8}10与钢柱刚接，中段采用6．0Ⅲ长H600}300}8}10与边段钢梁刚性拼接，设备安装时可拆卸，待设备就位后再及时重新拼接。3)、为解决部分检修平台钢梁整体稳定及上、下翼缘受拉时应力比偏大(1．02～l，03之间)问

6、题，加固时在钢粱二边段均加设钢腋，由于设备是隔跨布置，在未布置设备的跨内每二根钢梁之间加设二根H300x200×6×8次粱。4)、为减小柱顶位移，在16．15m及20．7Ⅲ钢梁之间采用中140×7钢管加设一道反人型柱撑。5)、对高跨刚架柱脚，采用刚性固定脚式柱脚进行加固，加固时，将所有未屈服的柱脚锚栓拧紧．采用压力灌浆填缝。使钢板与混凝土柱面结合紧密，短柱的纵向钢筋按承受刚架柱底弯矩、剪力作用由计算确定，柱纵向钢筋采用植筋法植入承台内。．‘加固整改简图见图5，加固处理后的构件应力比如图6所示。本工程经加固改造后，已投入使用多年，经历了数次台风考验，使用正常，用户反映良好。14

7、86工业建筑2eo，增刊苎主旦全里望垡堕垫三堡兰查堡望垒四、结论图5加固整改简图图6改进方案构件应力比通过对本工程钢结构事故的分析和处理，取得下列经验教训：1．钢结构的连接节点设计正确台理是保证建筑物受力合理、安全可靠的前提，本工程错误地将钢粱与钢工业建筑2007增砘t487第七屑全国现代结构工程学术研讨会柱的连接做成铰接后．不仅使桂底弯矩及柱顶位移成倍增大，还使得许多构件的应力超过设计强度。2．柱脚的锚栓数量及直径应通过计算确定，并应严格按舰范要求的构造进行设计及施工，避免锚栓承受柱底水平剪力作用。本