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技術(shù)||大跨度螺栓球鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)典型缺陷與損傷

 周軍杰cv 2023-06-29 發(fā)布于湖北
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前言

近年來,大跨度鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)因其具有結(jié)構(gòu)受力均勻、整體性能好、結(jié)構(gòu)自重輕、現(xiàn)場安裝方便等優(yōu)點(diǎn),不僅廣泛應(yīng)用于冶金、電力、建材、煤炭等行業(yè)大跨度、大空間的工業(yè)建筑中,也越來越多的應(yīng)用于機(jī)場航站樓、體育館、展覽館等民用建筑中。

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某料棚內(nèi)部實景

然而,螺栓球鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)在使用過程中存在各種各樣的問題,有些情況已經(jīng)影響到了建筑的正常使用,甚至危及結(jié)構(gòu)的安全性,造成安全性事故,近年來國內(nèi)部分鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)工程安全事故實例見表1:

表1 部分鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)工程安全事故

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某游泳館屋蓋坍塌事故現(xiàn)場

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某辦公樓屋頂網(wǎng)架坍塌

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某網(wǎng)架雪災(zāi)后坍塌

造成鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)發(fā)生安全事故的原因有設(shè)計、構(gòu)件加工質(zhì)量、施工質(zhì)量、后期使用以及結(jié)構(gòu)所處環(huán)境等幾個方面。為了避免安全事故的發(fā)生,應(yīng)對既有鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)是否存在影響結(jié)構(gòu)安全的的缺陷與損傷進(jìn)行檢查和判定。

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螺栓球鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)損傷分類

螺栓球鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的損傷與缺陷主要包括支座傾斜變形、支座偏心、支座脫開未焊接、桿件缺失、桿件彎曲變形、桿件開裂、桿件銹蝕、桿件連接節(jié)點(diǎn)脫開與松動、檁條變形、檁托斷開、檁條連接節(jié)點(diǎn)、維護(hù)板破損等。

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支座傾斜變形

鋼筒殼結(jié)構(gòu)在使用過程中,支座位置承受巨大的水平推力,考慮施工質(zhì)量原始缺陷的影響,在水平推力作用下支座發(fā)生傾斜變形,隨著使用時間的增加,支座傾斜問題愈發(fā)嚴(yán)重,最終將導(dǎo)致安全生產(chǎn)事故的發(fā)生。
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支座傾斜變形

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支座螺栓松動缺失

鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)支座預(yù)留螺栓存在螺栓松動、缺失、螺帽未擰緊或缺失等問題,對支座無法提供有效約束從而導(dǎo)致支座變形,影響結(jié)構(gòu)安全。
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支座螺栓缺失

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支座螺栓松動,螺帽未擰緊

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支座螺栓螺帽缺失

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支座安裝缺陷

鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)支座安裝時存在支座底板與預(yù)留螺栓無法就位、支座底板現(xiàn)場擴(kuò)孔、球節(jié)點(diǎn)與支座脫開未焊接、支座安裝偏心、支座塞鋼板墊高等問題,影響鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的正常使用。
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支座底板擴(kuò)孔

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球節(jié)點(diǎn)與支座脫開未焊接

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支座偏心

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支座塞鋼板墊高

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桿件缺失

鋼網(wǎng)架桿件數(shù)量和種類繁多、加工質(zhì)量要求嚴(yán)格、現(xiàn)場安裝水平要求較高,安裝過程中,缺桿、抽桿等問題時有發(fā)生,這將導(dǎo)致桿件受力發(fā)生改變,甚至造成結(jié)構(gòu)整體受力發(fā)生改變
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桿件缺失

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桿件彎曲變形

鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)在使用過程中,由于桿件截面尺寸不滿足要求或外部荷載過大等多種因素,受壓桿件出現(xiàn)彎曲變形的損傷。
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桿件變形

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桿件凹陷變形

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桿件截面破損與斷開

鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)在使用過程中,桿件存在局部破損、開洞、開裂,甚至斷開等損傷,導(dǎo)致桿件有效截面削弱,降低桿件的承載能力。
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桿件破損開洞

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桿件開裂

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桿件斷開

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桿件銹蝕

鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)在使用過程中受到環(huán)境影響,會存在銹蝕情況,導(dǎo)致桿件有效截面削弱,桿件受力性能發(fā)生變化。
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桿件銹蝕

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連接節(jié)點(diǎn)問題

鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)在安裝與使用過程中,球節(jié)點(diǎn)與桿件的連接主要存在套筒未擰緊、套筒松動、套筒缺失、桿件被拔出等問題。
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套筒松動

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套筒未擰緊

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套筒缺失

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桿件與球節(jié)點(diǎn)脫開

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維護(hù)系統(tǒng)問題

大跨度鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)維護(hù)系統(tǒng)主要包括檁條和屋面板,在大風(fēng)、積雪、積水、積灰等荷載作用下,維護(hù)系統(tǒng)存在檁條桿件變形、連接節(jié)點(diǎn)失效、屋面板破損乃至整體滑落等問題。
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檁條變形

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檁托處開裂

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檁條連接節(jié)點(diǎn)螺栓缺失、松動

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檁托節(jié)點(diǎn)板斷開

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屋面板破損

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結(jié)語

自2000年后,大跨度空間網(wǎng)架結(jié)構(gòu)項目多采用EPC總承包模式,為了降低造價節(jié)省成本,通常進(jìn)行桿件滿應(yīng)力優(yōu)化設(shè)計,以節(jié)省鋼材,結(jié)構(gòu)的安全儲備較低。而大跨度鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)在施工和使用過程中會出現(xiàn)各種缺陷和損傷,如若構(gòu)件損傷達(dá)到一定程度,就將引起鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的受力發(fā)生改變,甚至?xí)?dǎo)致安全事故的發(fā)生,造成巨大的人員傷亡和財產(chǎn)損失。相關(guān)單位需要嚴(yán)格按照規(guī)范要求做好各項檢測鑒定工作,及時發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)中的損傷和缺陷,對大跨度鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的安全性進(jìn)行鑒定,為后期結(jié)構(gòu)的加固處理提供技術(shù)依據(jù),避免事故的發(fā)生。

撰稿|董詩遠(yuǎn)

編輯|于英俊

校對|王    玲

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