某钢结构房屋倒塌事故分析及思考.pdf

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1、工程设计某钢结构房屋倒塌事故分析及思考韩建强谢俐陈刚。(1_广卅I市设计院，广州510620；2广卅I市第四建筑公司，广州510220)摘要：分析了桌二层钢结构房屋倒塌的过程与现状，指出结构设计缺陷是该钢结构房屋倒塌的主要原因。在此基础上，研究消除这些结构设计缺陷对结构性能的改善，并提出柱下梁无支承加劲肋时，梁翼缘最小厚度的计算方法及公式。关键词：房屋倒塌；柱长细比；上下柱不贯通；梁翼缘厚度；梁支承加劲肋；纵向框架梁；结构侧向刚度；施工顺序DOI：l0．13206i／j．gJg201402011ANALY

2、SISANDINVESTIGATIoNoNTHECoLLAPSEoFASTEELFRAMINGSTRUCTUREHandianqiangXieLiChenGang(1．GuangzhouDesignInstitute，Guangzhou510620，China；2．GuangzhouFourthConstructionCompany，Guangzhou510220，China)ABSTRACT：Thispaperanalyzedthecollapseprocedureandpresentsituation

3、ofatwo—storysteelframe，itwasalsopointedoutthatthestructuralcollapseresultedfromtheimproperstructuraldesign．Basedontheanalysis，improvementsonthefailuredesignwereinvestigated，andthecalculationmethodandformulaoftheminimumflangethicknessofthesteelbeamsupporti

4、ngcolumnwithoutstiffernerwereproposed．KEYWORDS：collapseofbuilding；slendernessratioofcolumn；discontinuouscolumn；flangethickness；stiffernerofbeam；longitudinalframebeam；lateralstiffness；constructionsequence1工程概况及材质如表I所示。倒塌的钢结构房屋位于广州市海珠区，为三溜Z925Ug村自建消防站。由于没有结

5、构图纸，所提供的建筑方案图又与现场情况相差甚远，建筑及结构的实际情况只能通过询问当事人及现场实际查勘获得。哲鬲主=；＼a82925fl墨磊．—．GL2图1钢柱平面布置示意三涪村自建消防站为二层钢框架结构，采用压型钢板组合楼板。经专家组现场实测，纵向总长度注：GL为钢梁编号，GL1尺寸为H250×I20×5X8，为29．4m，分为7跨，北端第一跨为4．95m，其余跨GL2尺寸为H200×100×4．5×6。均为4．05m；横向宽度为8．2m，分为2跨，柱距a一二层；b一屋面层3．4m，二层和屋面层端部悬挑1

6、．2rn。首层高度图2结构平面布置示意4．75m，二层高度3．5m，首层面积为205．8m，二层及屋面面积为241．08IT1。。基础采用条形基础。第一作者：韩建强，男，I959年出生，工学博士，教授级高级工程师。钢柱平面布置见图1，二层与屋面层的结构布置见Ernai[；hjq333@21en．com收稿日期：2013—1I一07图2，剖面见图3，柱脚大样见图4。主要构件截面48钢结构2014年第2期第29卷总第182期工程设计较大。增设纵向框架梁后，结构顶部纵向位移由72．5mm下降到57．2mm，降幅

7、达28，且小于无纵向框架梁时的二层楼面纵向位移59．8mm；层间位移角方面，首层纵向层间位移角由]／78减小到1／91，降幅达17，仍不满足文献[1]的1／25o要求；二层纵向层间位移角由1／264减小到1／550，降幅达112。以上数据说明，增设纵向框架梁后，首层沿纵向的层间刚度有所改善，二层沿纵向的层间刚度成倍增加，原因在于二层及屋面的梁与柱形成了完整的纵向框架。3．1．2上、下层柱不贯通由图7可看出，二层柱与一层柱在二层楼面节点a一纵向．b～横向处不是通常的柱连续、梁断开的情况，而是柱断开、梁图9风

8、荷载下钢框架侧移连续，即上、下层柱不贯通。而建筑结构的合理传力对其横向抗侧刚度没有影响，对纵向抗侧刚度影响途径是上部结构传递到下部结构，再传递到基础I2]。表2风荷载下框架侧移对比注：横向位移指在横向风荷载作用下，框架沿横向产生的位移；纵向位移指在纵向风荷载作用下，框架沿纵向产生的位移。从结构构造上来说，当柱断开、梁连续时，梁相侧移框架柱的计算长度系数”可知，当柱底铰支当于上层柱的支座。这种情况对于钢筋}昆凝土结构时，柱下端的