網架結構事故的分類及原因

李計方

(保定天威保變電氣股份有限公司,河北保定 071056)

網架結構事故的分類及原因

李計方

(保定天威保變電氣股份有限公司,河北保定 071056)

本文主要從網架結構事故分類、網架結構事故及缺陷分析、導致網架結構事故的設計原因分析、經驗教訓等方面進行了探討。

網架結構 事故 原因

1 引言

隨著科技的不斷發展，網架結構的應用越來越廣泛，但是網架結構時常發生事故，本文就其分類及發生事故的原因進行了分析。

2 網架結構事故分類

2.1 事故造成的危害和損失程度分類

(1)惡性事故：網架結構整體或部分塌落,造成了生命和財產的重大損失。(2)嚴重事故：網架結構雖未塌落但它已喪失了承載能力不能正常使用,不得不報廢或重建,造成了財產和經濟的重大損失。(3)重大事故：事故發生后,網架整體或較多的桿件、節點經過處理或加固后仍可繼續使用,但造成了較大的經濟損失。(4)小事故：網架結構在制造或安裝或使用初期發現了局部存在問題和隱患,但允許或可能以較少的時間和資金予以解決,不影響以后正常使用。

2.2 事故存在的范圍分類

(1)整體事故：網架結構整體塌落或局部有嚴重缺陷,影響了結構的完整性,使結構喪失了承載能力不能正常使用。(2)局部事故：網架結構局部有缺陷或嚴重缺陷(如強度不夠、變形過大、裂縫過大、連接破壞、材料使用不當、穩定不足等等),可以及早發現并有可能及時處理。

2.3 造成事故因素的多少分類

(1)單一因素事故：由于一種因素所造成的事故。(2)多種因素事故：由于多種因素組合所造成的事故,但其中可以找出最主要的因素。(3)復雜因素事故：造成事故的因素很多,且一時難以確切斷定何者為主要因素。

3 網架結構質量事故及缺陷分析

(1)處理結構設計，安裝文件的數據訪問。訪問網格結構和下部結構的相關圖紙，計算數據和修改設計，保證在其支持和負載的條件下，工作條件和必要的計算是正確的；質量檢驗記錄證書，材料的生產和試驗報告，訪問網格結構零件產品證書和檢驗報告，焊縫質量檢驗數據，要按照國家相關標準執行；參考柵極結構的施工記錄和驗收文件的安裝，包括在縱向和橫向的長度偏差的地方網絡，支撐點中心偏移，高度偏差和偏差記錄；對網格結構的實際情況進行全面的調查，實際測量網格，包括總平面尺寸，網格大小，網格高度，支承條件，荷載，抗震設防烈度，土壤類型和使用環境。(2)必要的檢查和復查的網絡結構。在原始設計條件的基礎上對原設計進行審查。當原設計無安全桿，支撐條件，根據實際負載和使用條件，進行強度設計規范允許值檢查，看其是否安全。原設計時有變化，如有額外的棒材和型材的替代，增加大孔的數量，應根據結構的實際情況進行檢查。

4 網架結構事故原因分析

大量的事實證明,凡是認真按照國家現行的網架及有關的設計、施工規范、規程進行設計、施工和使用,并使設計與施工實際情況緊密配合,考慮施工過程中能出現的最不利條件與問題,是不會發生事故的，特別是倒塌這類惡性事故。

網架是一種空間結構,設計時應考慮網架與下部支承結構協同工作,既考慮下部結構對網架的作用,同時又考慮網架對下部結構的作用。大部分情況下,下部支承結構直接對網架產生的影響不是很大,為了簡化計算,往往將網架與其下部支承結構分開計算,不考慮它們的空間工作，采用這種計算方法未發生嚴重事故,這是由于網架結構是高次超靜定結固定的。有的施工人員為了安裝方便或處理支座的過大偏差而將支座焊死在梁或柱上而忽視了下部結構的彈性變形,更沒有考慮這種支座設計如何釋放由于網架對下部結構產生的水平推力和附加彎矩；有的人總認為固定約束最安全可靠,而不加具體分析,從而擴大了結構的承載力,使結構偏于不安全。將網架與下部支承結構作為一個整體直接計算分析,目前對多數單位來說還有一定的困難,但考慮到網架實際上經常是座落在彈性支承上,將邊界條件作為彈性約束,即根據網架下部支承形式、數量、支承點處沿坐標系三個方向的彈性剛度確定邊界條件,這樣可以近似地看作考慮了網架與下部結構之間的共同工作。這樣處理不但不會增加很多計算工作量,而且計算結果比較符合實際。

5 經驗教訓

設計是網架施工過程中一項極為重要的工作,由于設計方面的失誤很難被事先發現,在施工過程中也無法彌補。因此避免設計出現失誤是避免網架工程事故的第一個重要因素。綜合網架事故的情況,從設計方面講,避免網架事故主要應從以下幾個方面著手：(1)網架結構的機動性分析：由于網架結構的空間構造復雜,桿件和節點數量多,網架通常被認為是高次超靜定結構而忽視網架的機動分析。正確的做法是機動分析應當在網架結構內力分析之前完成。網架結構的機動分析包括網架本身幾何不變的必要條件和充分條件,以及網架內部可變性分析,還有外部支承約束的充分必要條件。(2)網架分析的計算模型與網架實際狀況之間的差異以及由這種差異引起的結構內力的變化。由于計算機的普遍應用和計算機性能的不斷加強,采用精確方法分析網架結構已經十分普遍。然而,精確的計算方法所采用的計算模型與實際結構之間也還是有差異的。例如,現有的分析方法對于網架桿件與節點之間的連接均采用鉸節點假定,但目前常用的焊接球節點網架的節點與桿件全部采用焊接連接,這種連接方式按鉸節點假定是有較大的差異的,只不過當網架桿件全部為軸力受力構件時,鉸節點假定與實際結構固定連接之間的差異造成的結構分析的誤差就大大地縮小了。網架內力分析時,僅僅應用某一個分析軟件進行分析是不夠的。首先,應對分析程序所采用的計算模型,計算方法有所了解；其次,對計算模型與實際結構之間的差異應充分了解,并將由此差異而引起的結構內力的變化考慮到設計中去；最后,在網架的構造設計中應當特別注意,使網架的實際結構盡量滿足計算模型中各種假定的要求。

6 結語

加強對網架結構的研究是非常有必要的，也是具有實際意義的，首先對網架結構事故進行預防，在設計及應用過程中進行良好的監測，保證網架施工正常安全的進行。

[1]竺士北.網架結構桿件置換裝置的設計.科學之友(學術版),2013年3月，第2期,166-168.

[2]汪菊.基于頻響函數的網架結構損傷診斷方法研究.河北科技大學,2012年4月,第4期,243-247.

[3]楊彥芳.網格結構健康監測關鍵技術研究.河北科技大學,2013年10月，第9期,110-115.