痛定思痛|宿州市立医院新区钢结构连廊坍塌事故的思考

2021-01-22 16:10来源：网络作者：永仁加固网址：http://www.cqyrjg.cn浏览数:23次

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痛定思痛|宿州市立医院新区钢结构连廊坍塌事故的思考

永仁加固加固技术2021-01-04

创新技术铸就精品护航安全

2020年11月27日宿州市立医院新区钢结构连廊坍塌事故虽然已经过去了一个月，但事故的危害仍历历在目，事故的警示仍铭记于心。

事故分析及解决方案

“知其然知其所以然”，才能更好地解决问题！图片中我们可以清楚地看见坍塌散落的钢梁的跨中和两个端部均没有明显的变形，翼缘板和腹板也没有明显的翘曲，也就是说钢梁结构自身并没有发生塑性变形—即钢梁没有达到承载力极限。那么，结构破坏极大概率就是因为连廊钢梁与混凝土主楼结构的连接节点遭到了极限荷载的破坏，从而丧失了承载力。

那么，当已建成或在建的钢结构遇到了因上部荷载陡增而导致钢结构各构件的承载力不足或失效时，有没有办法可以解决此问题呢?

答案就是，在基于工程造价最优的考虑下和保证建筑物结构安全的前提下，由建设方、检测单位及相关部门讨论、决议，并进行合规的局部（整体）钢结构加固。

钢结构加固改造设计流程

钢结构加固改造设计的基本流程图

常用加固方法

钢结构加固的主要方法有：改变结构计算图形、加大原结构构件截面和连接强度、阻止裂纹扩展等。

一、改变结构计算图形
改变结构计算图形的加固方法是指采用改变荷载分布状况、传力途径、节点性质和边界条件，增设附加杆件和支撑、施加预应力、考虑空间协同工作等措施对结构进行加固的方法。

改变结构计算图形的一般加固方法：

1.对结构可采用下列增加结构或构件的刚度的方法进行加固：
A、增加支撑形成空间结构并按空间结构验算；
B、加设支撑增加结构刚度，或者调整结构的自振频率等以提高结构承载力和改善结构动力特性；
C、增设支撑或辅助杆件使结构的长细比减少以提高其稳定性；
D、在排架结构中重点加强某一列柱的刚度，使之承受大部分水平力，以减轻其它柱列负荷；
E、在塔架等结构中设置拉杆或适度张紧的拉索以加强结构的刚度。

2.对受弯杆件可采用下列改变其截面内力的方法进行加固：
A、改变荷载的分布，例如将一个集中荷载转化为多个集中荷载；
B、改变端部支承情况，例如变铰接为刚结；
C、增加中间支座或将简支结构端部连接成为连续结构；
D、调整连续结构的支座位置；
E、将结构变为撑杆式结构；
F、施加预应力。

3.对桁架可采取下列改变其杆件内力的方法进行加固：
A、增设撑杆变桁架为撑杆式结构；
B、加设预应力拉杆。

二、加大构件截面的加固

采用加大截面加固钢构件时，所选截面形式应有利于加固技术要求并考虑已有缺陷和损伤的状况。加固后构件需满足现行设计标准的安全性、适用性及耐久性。以受弯构件为例，平面内受弯的加固构件，抗弯强度应满足以下公式：

其中，f为钢材的抗弯强度设计值(MPa)，取截面中最低强度级别钢材的抗弯强度设计值；

ηm为弯构件加固强度修正系数，对双侧加固按下表取值，对单侧加固按下表0.9倍取值。

三、连接的加固与加固件的连接

钢结构连接方法，即焊缝、铆钉、普通螺栓和高强度螺栓连接方法的选择，应根据结构需要加固的原因、目的、受力状况、构造及施工条件，并考虑结构原有的连接方法确定。

钢结构加固一般宜采用焊缝连接、摩擦型高强度螺栓连接，有依据时亦可采用焊缝和摩擦型高强度螺栓的混合连接。当采用焊缝连接时，应采用经评定认可的焊接工艺及连接材料。

四、裂纹的修复与加固
结构因荷载反复作用及材料选择、构造、制造、施工安装不当等产生具有扩展性或脆断倾向性裂纹损伤时，应设法修复。在修复前，必须分析产生裂纹的原因及其影响的严重性，有针对性地采取改善结构实际工作或进行加固的措施，对不宜采用修复加固的构件，应予拆除更换。

钢结构加固方案需要综合考量

钢结构加固设计所面临的不确定因素远比新建工程多而复杂，需要设计人员根据专家鉴定结论、相关规范标准（《钢结构加固设计标准》（GB51367-2019））及业主要求综合考量。

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