關于鋼結構的事故分析和處理

摘 要：在工程施工過程中，安全問題是頭等問題。而工程中發生的大部分事故都是由于鋼結構失穩造成的。本文首先分析了造成鋼結構失穩事故的原因，并就其處理策略進行了探討。

關鍵詞：鋼結構事故；造成的原因；處理策略

鋼結構相對于混凝土來說，其優勢相對較多，所以鋼結構的應用較為廣泛。而失穩是指鋼結構的承受能力達到極限狀態從而失去穩定性。由鋼結構失穩而導致的事故在工程中比較多。而想要從根本上控制鋼結構失穩事故的發生，首先需要了解導致鋼結構失穩的原因。

1 鋼結構的失穩類型和特點

從總體來說，鋼結構失穩大體分為整體和局部的失穩。從性質上講，鋼結構失穩又分為三類。

（1）平衡分岔失穩。平衡失穩的問題主要是完整的軸心以及中面受外力的作用從而導致失穩。平衡分岔失穩還被稱為分支點失穩，是鋼結構穩定問題中的首要問題，平衡失穩還包括受壓的圓柱殼等。在穩定問題中又有穩定分岔失穩和不穩定分岔失穩之分。

首先，穩定分叉失穩指的是處于穩定平衡狀態的鋼結構，在接近臨界狀態時，其屈曲平衡位形出現得微變。而其在發生變形后會增加荷載；其次，不穩定分岔失穩。如同綴條柱、承受均勻外壓力的全球殼等屈曲就屬于不穩定分岔失穩，也叫“有限干擾屈曲”，是因為其都是在有限干擾的作用下，由半屈曲平衡位形向非鄰近的屈曲平衡位形轉移。

（2）極值點的失穩。在鋼結構失穩問題中，極值點失穩是第二個問題。其是指鋼結構的偏心受壓構件的塑形在達到一定得程度時無法承受其穩定性。極值點失穩還包括雙向受彎構件等。極值點失穩的現象是比較常見的，例如一些軸壓構件由于初彎曲或初偏心等問題而出現失穩情況。

（3）躍越失穩。對于躍越失穩來說，其沒有平衡分岔點，也沒有極值點，但也有失穩問題。該類結構主要是一個平衡位形突然向另一個平衡位形跳躍，這樣會導致一些很大的變形出現。在實際的工程中，要確保不能出現這樣的變形，因為較大的變形會破壞鋼結構。

2 鋼結構事故的因素

在鋼結構中，最大的問題就是穩定問題。在一些工程中由于鋼結構不穩定，造成了一系列失穩事故的發生，付出了慘重的代價。鋼結構失穩事故可為整體失穩和局部失穩，下面就從這兩個方面的出現因素進行具體分析。

（1） 整體失穩事故的因素。1）設計上的失誤。設計人員的水平與設計質量好壞有直接關系。一些設計人員缺乏實際的經驗和穩定的概念，對于穩定的計算公式不是很熟悉，或者只計算基本構件的穩定，而將整體結構的穩定忽略不計，從而導致設計錯誤，最終導致鋼結構失穩事故的發生；2）制作問題。制作的問題主要是構件的初彎曲、初偏心和焊接產生的殘余變形等，這種制作中出現的問題很大程度上影響了鋼結構的穩定承受能力；3）臨時的支撐力不夠。在鋼結構進行安裝的過程中，沒成型的鋼結構是可變得，此時鋼結構還不具備穩定性。在安裝時必須要設置臨時的支撐點來支撐整體的穩定，如果臨時的支撐點設置不當過支撐力不夠，會導致構件失去穩定性，從而使整個結構倒塌，出現鋼結構失穩事故。

（2）局部失穩事故的因素。局部失穩的后果對于整體失穩的后果來說要相對小一些，但是也不能被忽視，否則也會造成事故的發生。局部失穩的原因主要有以下幾個方面。

1）設計不合理。設計人員的計算方法不正確可能會導致構件的寬厚比和高厚比與規范值有偏差，從而會導致局部失穩。

2）構造不合理。在局部構件的構造中，對于集中力較大的部位應設置加勁肋。并且，為了讓構件在運行過程中不變形，應在構件中設置橫隔等。而在一些工程中，比較常見的問題是加勁肋的數量偏少和構造不合理的問題。

3）吊點的位置問題。在進行鋼結構構件吊裝時，選擇合適的吊點位置對整個構件的穩定有很重要的作用，構件的受力狀態是由吊點位置來決定的，構件的內部受力太大會導致構件局部失穩。

3 處理鋼結構事故的措施

在工程建筑中，如果鋼結構發生失穩現象，則可能會導致整個結構坍塌而造成嚴重的失穩事故。在事故發生后，通常做的最多的處理是追究責任，這其實并沒有太多的意義。因此，為了避免鋼結構失穩造成事故的發生，整個工程都應該做好防范工作，加固或換板件來固定構件，使其更具有穩定性，以此減少失穩事故的發生。

（1）提高設計人員的專業素質。出現鋼結構失穩事故，設計人員的責任應該是比較大的。因此，工程單位有必要提高設計人員的專業素質，而要提高設計人員的設計理念要從幾個負面入手。第一，設計人員要具有整體意識，在結構的整體布置設計時要從全方位考慮影響其穩定性的因素，特別是支撐點的設計；第二，在鋼結構穩定性的設計中，會涉及到相關計算公式，因此設計人員在計算鋼結構穩定時，要充分考慮其實際的承受能力，尤其要注意對支座約束的影響；第三，在考慮穩定性問題時，不僅要考慮整體穩定因素，還要考慮局部影響因素，并將兩者相結合來考慮計算，從而降低鋼結構失穩事故的發生。

（2） 減少鋼結構中的缺陷。在鋼結構失穩的影響因素中，初彎曲、初偏心等問題是比較常見，也是影響較大的因素，所以相關單位必須要在源頭上控制這些缺陷，采用合理的工藝保證鋼結構的質量從而降低失穩事故。

（3）施工單位應注意安全。安全問題是所有人都應該關心的問題。在施工過程中，施工單位必須要有合理的吊裝方案，對整個施工進行精心設計，注意整體的安全；對臨時支撐點的設置要科學合理，并確保鋼結構安裝過程中的安全，做好鋼結構失穩防范措施，進而減少鋼結構失穩事故的發生。

（4）正確使用鋼結構。鋼結構在儲存過程中難免會有一些損壞，因此工程單位要定期對鋼結構進行檢查和維修，避免一些損壞的鋼結構被用于建筑中，從而發生鋼結構失穩事故。同時，在改造鋼結構時不能自行更改構件的承受能力，必須要和專業人士進行討論后，才能進行適當地更改。

4 結束語

通過上文的分析可知，要想從根本上控制失穩事故的發生，就必須做好鋼結構的失穩防范工作，設置合理的支撐點，提高穩定性，從而減少事故的發生。

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