在建钢结构的三种失稳破坏（视频记录倒塌全过程）

钢结构的建筑越来越多，近年来也发生了不少重大的工程事故。   事故的原因有管理上的问题，有技术上的不足。   我们这里主要讨论技术方面的问题，希望能够帮助大家更好地了解   钢结构的特点和风险   。

自建房的现状

实际工程中，自建房通常是没有请设计院的，工程量小，设计院也不情愿接。所以经常是拿个“参考图”，讲究点，请个设计师帮忙，就开始搞建设了。

但如果把自建的砖混房子的那种“经验”认识，也套用到了钢结构上了。这就会把我们这些稍微懂行的吓到。   钢结构和砖混结构有非常大的不同。

钢结构和混凝土结构的区别

混凝土结构为什么不那么容易出问题呢？这就要说一说和钢结构的区别：

混凝土结构	钢结构
经验丰富，普及程度高、较简单	经验不足，普及程度低，设计复杂
现场浇筑，连续性好，节点简单	预制安装，连接节点复杂
施工临时支撑较多	施工临时支撑很少
自重大，不容易失稳	自重轻，容易失稳
施工误差影响较小	对施工误差较敏感
质量好坏较易判断	质量参差不齐，需要专业检测
问题较易修补、调整	问题影响面大，后果较严重

混凝土结构的事故经常是出现在模板支撑、脚手架等方面。

失稳的问题

以上表格的内容，最大的不同是“失稳”。有些设计不当的钢结构会因为“失稳”而倒塌，即使设计好了，施工工序不当也会引起失稳倒塌。

失稳也分不同的情况，通过下面几个例子，聊聊失稳的类型。我们常说的“失稳”，大体上可以分为三类：

1. 整体失稳

整栋房屋的水平方向位移过大，引起结构的不稳定而破坏。

结构专业通常的控制指标有：刚重比、屈曲因子、P-Δ等等。（就不深入了，   稳定性问题研究深 了，就变成   数学微分方程求解 的问题了。）

如果发生整体失稳破坏，就像下面这个事故案例。

截取动图的   视频 来源于网络

在钢结构安装过程中，如果工序没有安排好，没有形成阶段性的稳定体系，风一吹或者受到一点扰动，就会发生下面这种倾倒情况。

截取   动图的   视频 来源于网络

2. 构件失稳

结构设计，总是要先整体再构件到钢柱、钢梁。

常规钢结构采用较多的构件类型是H型钢，经济性很好，但这种钢截面两个方向的受力性能差别很大，达二、三十倍，所以使用不当，就很容易在弱轴方向发生失稳。我们看下面这个事故，钢梁弱轴方向就已经变形严重，直接导致大面积连续倒塌。

钢梁侧向失稳，   截取   动图的   视频 来源于网络

钢柱失稳试验，   截取   动图的   视频 来源于网络

3. 局部失稳

这是钢构件独有的特性，构件由钢板组成，钢板本身也有失稳（屈曲）的问题，所以设计要控制钢板的宽厚比。

钢板屈曲，   截取   动图的   视频 来源于网络

通常失稳的概念会更加广泛，屈曲和失稳有时候很容易混淆，简单用一句话区分，屈曲时，不一定失稳，失稳肯定是屈曲了。也可以这样理解，   屈曲为小变形，失稳是大位移 。

从下图倒塌案例可以看出屈曲和失稳的先后发生，现场发现钢梁屈曲变形后，上面的安装工人迅速紧急撤离，才没有造成人员伤亡。

钢梁屈曲在先，失稳在后

 

小结

小规模的项目，也很少有设计院愿意接，是事实。但   钢和混有很大的不同，钢结构自建房，要确保安全，还是要请设计师。 当然也可以选择厂家已经成熟的钢结构建筑产品。

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