某工廠倉庫,長121m ,寬36m。下部柱下部為鋼筋混凝土排架柱,柱頂标高12m.柱 距6m ;屋面結構采用變截面H形焊接鋼梁,共分6段。端闆螺栓連接,鋼梁兩端支座采用兩個錨栓與混凝土柱鉸接連接,見(圖1a.b) .倉庫設計屋面為夾芯保溫闆,卷邊C形檩。 2004年10月在14榀鋼梁吊裝就位後,安裝屋面檩條期間,鋼梁突然側向扭轉 失穩,幸好支撐體系和梁端支座的約束作用,沒有使鋼梁塌落,未造成人員傷亡。
1、調查檢測現場發現,已吊裝就位的14 榀鋼梁中有 11榀發生彎扭屈曲,最嚴重的接近扭轉60°。 部分檩條已被扭曲拉斷,非常危險。因下部是混凝土柱,鋼梁與柱鉸接連接,合理的變截面設計應該是跨中梁高大,兩端梁高小,即使按梁高是跨度的1/30左右。跨中梁高也應該為1200mm,而現場的情況正好相反,屋脊處梁高800mm ,端部支座處梁高為1200mm ,見(圖1a) 。因此,現 場的第一感覺是加工組裝有問題,可能是将梁的大小頭加工或安裝反了。經過調查,發現 加工安裝無誤,均與設計圖紙一緻。
2、計算分析通過建模分析發現,在相同荷載條件和相同翼緣寬度、厚度的條件下,跨中梁高至少 1600mm以上才能滿足規範要求,梁端高度需要800 mm左右,而原設計圖紙怎麼能夠出現這麼大的差距呢?令調查人員疑惑不解。
經過與設計人員的交談得知,設計時為了保證檐口标高,梁兩端設有高1400mm 的短鋼 柱,所以該工程是按照門式剛架結構設計的,簡化計算模型見(圖1c) 混凝土柱鉸接,鋼梁與鋼柱剛接,采用國内某商業設計軟件,根據(圖1c) 的梁截面就是圖紙截面,設計人員當場還演示了一遍。
實際上由于該鋼柱的長度太短,僅1400mm ,下部比梁端截面僅多出200mm圖1 ,而且下部鉸接于混凝土柱頂(鋼柱柱腳實際是彈性支座),相對于跨度36m的梁來說,隻能提供豎向約束作用,無法提供轉動約束,該短柱的作用類似于梁端突緣座,正确的計算簡圖應該是(圖1d )
3、結 論
設計人員基本概念不清,經驗不足,計算模型錯誤,加上商業軟件的不完善,導緻出 現嚴重的設計失誤。
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