在鋼結(jié)構(gòu)屋架安裝過(guò)程中，由于施工質(zhì)量、設(shè)計(jì)缺陷或材料問(wèn)題等導(dǎo)致結(jié)構(gòu)失穩(wěn)坍塌的事件屢見(jiàn)不鮮。這些事故不僅造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失，還對(duì)人員安全構(gòu)成了嚴(yán)重威脅。分析失穩(wěn)坍塌的常見(jiàn)原因，包括施工不當(dāng)如支撐系統(tǒng)設(shè)置不合理、連接件強(qiáng)度不足以及安裝過(guò)程中的誤差累積等。設(shè)計(jì)缺陷也是導(dǎo)致結(jié)構(gòu)失穩(wěn)的重要原因，如計(jì)算錯(cuò)誤導(dǎo)致的梁柱尺寸不符、荷載分配不均等問(wèn)題。針對(duì)這些問(wèn)題，提出了一系列預(yù)防措施和改進(jìn)建議，包括加強(qiáng)施工過(guò)程的質(zhì)量控制、嚴(yán)格遵循設(shè)計(jì)規(guī)范、優(yōu)化施工方案和提高施工人員的技術(shù)能力等。通過(guò)這些措施的實(shí)施，可以有效降低鋼結(jié)構(gòu)屋架安裝過(guò)程中的失穩(wěn)風(fēng)險(xiǎn)，確保建筑的安全和穩(wěn)定。

一、鋼結(jié)構(gòu)屋架安裝時(shí)失穩(wěn)坍塌的原因

1. 支撐安裝不及時(shí)或缺失
   • 在安裝過(guò)程中，如果各類(lèi)支撐沒(méi)有及時(shí)安裝，單個(gè)構(gòu)件缺少約束，結(jié)構(gòu)就極不穩(wěn)定。例如門(mén)式剛架輕鋼結(jié)構(gòu)在安裝時(shí)，若處于施工第一階段各類(lèi)支撐尚未安裝，此時(shí)為獨(dú)立一榀無(wú)支撐剛架，在風(fēng)荷載作用下容易失穩(wěn)。像屋蓋梁受風(fēng)荷載產(chǎn)生側(cè)向彎矩等情況，可能使構(gòu)件應(yīng)力達(dá)到危險(xiǎn)程度，有倒塌危險(xiǎn)。
2. 風(fēng)荷載影響
   • 正在安裝的鋼結(jié)構(gòu)屋架，尤其是輕型結(jié)構(gòu)，在安裝過(guò)程中整體穩(wěn)定性差，風(fēng)荷載可能是導(dǎo)致失穩(wěn)坍塌的重要因素。例如某門(mén)式剛架輕鋼結(jié)構(gòu)廠房，在施工時(shí)若沒(méi)有考慮風(fēng)荷載的影響或者臨時(shí)風(fēng)纜繩設(shè)置不正確，就容易被風(fēng)側(cè)向吹倒（面外倒塌）。在風(fēng)荷載作用下，構(gòu)件會(huì)產(chǎn)生側(cè)向彎矩、軸向壓力等，如果超過(guò)構(gòu)件承載能力就會(huì)失穩(wěn)坍塌。
3. 施工方案不合理
   • 缺乏施工驗(yàn)算：施工是一項(xiàng)技術(shù)性很強(qiáng)、精度要求高的工作，如果沒(méi)有制定合理的施工方案，沒(méi)有進(jìn)行必要的施工階段驗(yàn)算，特別是針對(duì)安裝方法和吊裝機(jī)械特點(diǎn)的吊裝驗(yàn)算，容易出現(xiàn)問(wèn)題。例如鋼網(wǎng)格工程安裝，沒(méi)有施工驗(yàn)算時(shí)，在安裝過(guò)程中可能無(wú)法準(zhǔn)確判斷結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)，從而導(dǎo)致失穩(wěn)坍塌。
   • 結(jié)構(gòu)安裝狀態(tài)與設(shè)計(jì)不符：安裝階段結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)與設(shè)計(jì)成型狀態(tài)不一致。如鋼網(wǎng)格結(jié)構(gòu)安裝時(shí)，除采用滿(mǎn)堂腳手架外，采用其他安裝方法時(shí)結(jié)構(gòu)安裝階段受力狀態(tài)與使用階段有較大差別，特別是安裝階段鋼桁架之間的連系撐和剪刀撐對(duì)大跨度鋼桁架的平面外穩(wěn)定性影響很大，如果沒(méi)有足夠的計(jì)算復(fù)核，就可能失穩(wěn)。例如南京浦口鋼結(jié)構(gòu)安裝事故，由于屋蓋部分鋼桁架間僅安裝了縱向系桿和檁條，未安裝上下弦間的水平剪刀撐，未形成穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)區(qū)格單元，導(dǎo)致60m跨鋼桁架發(fā)生平面外失穩(wěn)而整體坍塌。
4. 不按設(shè)計(jì)圖紙和要求施工
   • 施工單位擅自修改圖紙或不按圖施工會(huì)改變結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)和約束條件。例如有的單位采用滑移法安裝網(wǎng)架時(shí)，為了方便滑移，將支座預(yù)埋錨栓切掉，滑移結(jié)束后將支座底板與柱（梁）上的預(yù)埋板焊死，從而改變了邊界條件，可能導(dǎo)致個(gè)別桿件彎曲，進(jìn)而影響整體穩(wěn)定性，甚至失穩(wěn)坍塌。
5. 拼裝時(shí)偏差過(guò)大
   • 胎架或拼裝平臺(tái)不合格：使用不合格的胎架或拼裝平臺(tái)進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)拼裝，會(huì)使單元體產(chǎn)生偏差，最終整個(gè)結(jié)構(gòu)累積誤差很大，影響結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。例如匯交于同一個(gè)節(jié)點(diǎn)的諸桿件，如果不是先就位再固定，而是安裝一根就焊死（或擰緊）一根，會(huì)導(dǎo)致誤差集中在某一根桿件上，最后累積誤差很大，可能造成桿件彎曲或產(chǎn)生很大的次應(yīng)力，導(dǎo)致失穩(wěn)坍塌。
   • 強(qiáng)行就位或吊裝：桿件或單元體和整個(gè)鋼結(jié)構(gòu)拼裝后有較大偏差而不修正，強(qiáng)行就位或強(qiáng)行吊裝，這種情況下桿件可能會(huì)彎曲或產(chǎn)生很大的次應(yīng)力，影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致失穩(wěn)坍塌。
6. 對(duì)焊縫收縮和焊接次應(yīng)力關(guān)注不夠
   • 焊條不符合規(guī)定、不考慮溫度及溫度變形或者焊接工藝、焊接順序錯(cuò)誤，產(chǎn)生焊接封閉圈時(shí)，會(huì)造成焊接應(yīng)力很大，導(dǎo)致桿件或整個(gè)網(wǎng)架變形，影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，有可能造成失穩(wěn)坍塌。
7. 支撐胎架設(shè)計(jì)不合理，安全措施不力
   • 在網(wǎng)架結(jié)構(gòu)整體吊裝、采用滑移法施工或高空散裝法時(shí)，若支撐胎架設(shè)計(jì)不合理，例如各吊點(diǎn)起升或下降不同步、牽引力和牽引速度不同步等情況，會(huì)使部分桿件彎曲，甚至出現(xiàn)整體結(jié)構(gòu)扭曲現(xiàn)象，影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致失穩(wěn)坍塌。

二、鋼結(jié)構(gòu)屋架安裝時(shí)失穩(wěn)坍塌的預(yù)防措施

1. 及時(shí)安裝支撐構(gòu)件
   • 在鋼結(jié)構(gòu)屋架安裝過(guò)程中，按照施工流程及時(shí)安裝各類(lèi)支撐構(gòu)件，使結(jié)構(gòu)盡快形成空間穩(wěn)定體系，增強(qiáng)整體穩(wěn)定性，減少單個(gè)構(gòu)件的不穩(wěn)定因素。
2. 正確考慮和應(yīng)對(duì)風(fēng)荷載
   • 設(shè)置臨時(shí)風(fēng)纜繩：根據(jù)假定的風(fēng)荷載計(jì)算并設(shè)置臨時(shí)風(fēng)纜繩，確定風(fēng)纜繩數(shù)量及正確布置方式。如在門(mén)式剛架輕鋼結(jié)構(gòu)安裝時(shí)，可設(shè)置臨時(shí)風(fēng)纜繩承擔(dān)風(fēng)荷載，保證結(jié)構(gòu)安全，但要注意風(fēng)纜繩設(shè)置不當(dāng)仍會(huì)有安全問(wèn)題，需正確設(shè)置，例如交叉設(shè)置風(fēng)纜繩時(shí)應(yīng)對(duì)稱(chēng)布置。
   • 按照規(guī)范設(shè)計(jì)：在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段，按照相關(guān)規(guī)范充分考慮風(fēng)荷載對(duì)安裝過(guò)程的影響，合理確定結(jié)構(gòu)形式、構(gòu)件尺寸等，確保結(jié)構(gòu)在風(fēng)荷載作用下的穩(wěn)定性。
3. 制定合理施工方案并嚴(yán)格執(zhí)行
   • 施工驗(yàn)算：制定詳細(xì)合理的施工方案并進(jìn)行完備的施工組織設(shè)計(jì)，特別要進(jìn)行必要的施工階段驗(yàn)算，如結(jié)合安裝方法和吊裝機(jī)械特點(diǎn)的吊裝驗(yàn)算，確保結(jié)構(gòu)在安裝過(guò)程中的安全性。
   • 確保安裝狀態(tài)與設(shè)計(jì)一致：保證結(jié)構(gòu)安裝階段的受力狀態(tài)與設(shè)計(jì)成型狀態(tài)盡可能一致。根據(jù)不同的結(jié)構(gòu)、不同的施工方法，對(duì)安裝單元、機(jī)具及施工相關(guān)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行驗(yàn)算和設(shè)計(jì)，例如確定鋼桁架之間連系撐和剪刀撐等支撐結(jié)構(gòu)的安裝數(shù)量時(shí)，要經(jīng)過(guò)必要的計(jì)算復(fù)核。
4. 嚴(yán)格按設(shè)計(jì)圖紙施工
   • 施工單位應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙和要求進(jìn)行施工，如有不同意見(jiàn)或建議應(yīng)及時(shí)會(huì)同設(shè)計(jì)部門(mén)協(xié)商修改，避免擅自修改圖紙或不按圖施工而改變結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)和約束條件，確保結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。
5. 控制拼裝質(zhì)量
   • 合格的拼裝平臺(tái)和胎架：使用合格的胎架和拼裝平臺(tái)進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)拼裝，減少單元體的偏差，避免累積誤差過(guò)大影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。
   • 正確的拼裝順序和修正偏差：遵循正確的拼裝順序，如匯交于同一個(gè)節(jié)點(diǎn)的諸桿件先就位再固定。對(duì)于拼裝后出現(xiàn)的偏差，及時(shí)修正，避免強(qiáng)行就位或吊裝，防止桿件彎曲或產(chǎn)生次應(yīng)力影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。
6. 重視焊縫和焊接應(yīng)力
   • 選用符合規(guī)定的焊條，考慮溫度及溫度變形，制定正確的焊接工藝、確定合理的焊接順序，避免產(chǎn)生焊接封閉圈，減少焊接應(yīng)力，防止桿件或整個(gè)網(wǎng)架變形影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。
7. 優(yōu)化支撐胎架設(shè)計(jì)并加強(qiáng)安全措施
   • 在網(wǎng)架結(jié)構(gòu)吊裝、滑移或高空散裝等施工過(guò)程中，優(yōu)化支撐胎架設(shè)計(jì)，確保各吊點(diǎn)起升或下降同步、牽引力和牽引速度同步等，避免桿件彎曲或結(jié)構(gòu)扭曲，保證結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。

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