建筑工程寧夏鋼結(jié)構(gòu)工程事故可分為:鋼結(jié)構(gòu)失穩(wěn)、鋼結(jié)構(gòu)脆性斷裂、鋼結(jié)構(gòu)承載力和剛度失效、鋼結(jié)構(gòu)疲勞損傷和鋼結(jié)構(gòu)腐蝕損傷。他們中的一些是突然的脆性破壞，一些是可以提前發(fā)現(xiàn)的延性破壞。

失穩(wěn)破壞

鋼結(jié)構(gòu)的失穩(wěn)主要發(fā)生在軸壓、壓彎和受彎構(gòu)件。它可分為兩類：局部失穩(wěn)和總體失穩(wěn)、局部失穩(wěn)和總體失穩(wěn)、總體失穩(wěn)、局部失穩(wěn)和總體失穩(wěn)。鋼結(jié)構(gòu)發(fā)生不穩(wěn)定破壞，破壞速度極快，無法采取補(bǔ)救措施。后果較嚴(yán)重。

鋼結(jié)構(gòu)的脆性斷裂

鋼結(jié)構(gòu)脆性破壞發(fā)生時，應(yīng)力通常遠(yuǎn)小于鋼材的屈服強(qiáng)度，破壞前無明顯變形，吸收能量小，破壞突然發(fā)生，無事故跡象，斷口光滑。

鋼結(jié)構(gòu)的承載力和剛性故障。

鋼結(jié)構(gòu)承載力故障是指在正常使用狀態(tài)下結(jié)構(gòu)部件或連接因材料強(qiáng)度超過而破壞。主要原因通常有以下幾種：

(1)超負(fù)荷或負(fù)荷方式發(fā)生變化，超過結(jié)構(gòu)部件的設(shè)計應(yīng)力強(qiáng)度。

(2)連接構(gòu)件發(fā)生破壞等

鋼結(jié)構(gòu)疲勞破壞

鋼結(jié)構(gòu)疲勞破壞是指鋼材和部件在反復(fù)交變負(fù)荷下拉伸力遠(yuǎn)小于拉伸極限強(qiáng)度和屈服點(diǎn)時發(fā)生的破壞。疲勞破壞經(jīng)歷了開裂、擴(kuò)展和斷裂的漫長過程。

疲勞破壞切口一般有疲勞區(qū)和瞬間切斷區(qū)，疲勞區(qū)記錄了裂縫的擴(kuò)展和閉合過程的瞬間切斷區(qū)反應(yīng)力具有脆性切斷的特征。

鋼結(jié)構(gòu)的腐蝕破壞

銹蝕會導(dǎo)致構(gòu)件截面減小，承載力降低，腐蝕引起的銹坑會增加鋼結(jié)構(gòu)脆性破壞的幾率。

在各種鋼結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞的種類中，鋼結(jié)構(gòu)失穩(wěn)破壞是zui常見的一種。比如今年上半年，泉州某處賓館發(fā)生整體坍塌，坍塌原因是建筑物由原四層非法增加的夾層改為七層，達(dá)到極限承載能力，處于臨界坍塌狀態(tài)，加上建筑施工中違規(guī)對底層支撐鋼柱進(jìn)行焊接加固，導(dǎo)致建筑物整體坍塌。

事故原因簡而言之超載導(dǎo)致鋼結(jié)構(gòu)柱的穩(wěn)定承載力出現(xiàn)了問題，造成房屋的整體垮塌。通常鋼結(jié)構(gòu)建筑不同混凝土結(jié)構(gòu)建筑，當(dāng)鋼結(jié)構(gòu)柱子發(fā)生失穩(wěn)破壞時，通常的表現(xiàn)出來“破壞迅速”、“反應(yīng)強(qiáng)烈”的特別，小編寫這篇文章的主要目的是給建筑師以及初涉結(jié)構(gòu)設(shè)計圈子或者初涉鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計的新人普及一下鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的概念，警惕鋼結(jié)構(gòu)房屋zui容易發(fā)生的一種破壞形式——“失穩(wěn)破壞”。普及一些zui基本的鋼結(jié)構(gòu)失穩(wěn)概念，特別是豎向構(gòu)件的失穩(wěn)。讓大家在追求極致細(xì)長、苗條的構(gòu)件的同時，心中能有一個安全底線。

不穩(wěn)定是指由于輕微的干擾，結(jié)構(gòu)失去原有的平衡狀態(tài)，轉(zhuǎn)移到另一個新的平衡狀態(tài)。這是上學(xué)時，老師教我的。不穩(wěn)定性不同于強(qiáng)度破壞，例如，很容易區(qū)分強(qiáng)度破壞和穩(wěn)定破壞。大家拿個吸管立在桌上，用手壓一下吸管，是不是吸管很容易就被壓彎了，此時吸管發(fā)生的就是穩(wěn)定破壞，如果你不壓，而是兩個手拉吸管，一般人應(yīng)該是拉不壞的，如果你可以，那么此時吸管發(fā)生的就是強(qiáng)度破壞。

說到穩(wěn)定承載力，就不得不提經(jīng)典的歐拉公式：

對于矩形或者工字型截面，存在著強(qiáng)軸和弱軸之分，例如下圖的構(gòu)件受到軸壓力，那么構(gòu)件會往哪個方向失穩(wěn)呢?顯然會往弱軸方向失穩(wěn)。因此，對于承載力控制穩(wěn)定的豎向構(gòu)件，shou選圓管和方鋼管截面。前者可以在所有方向相等，后者可以在XY兩個方向相等。

這個概念很重要。l是軸向壓桿的實際幾何長度。在計算方向上，通過長度是從橫向約束點(diǎn)的距離。所以下圖中，左杠的幾何長度是右杠的兩倍，所以左側(cè)只有右杠的1/4。由于屈曲承載力對應(yīng)于桿件長度的平方，增加側(cè)向約束是提高構(gòu)件屈曲承載力的有效手段。

但是在計算屈曲承載力的時候用的是μL，就是相當(dāng)長度，簡單理解μ就是考慮外界對受力構(gòu)件的約束。外界約束越強(qiáng)，那么μ就越小，構(gòu)件的屈曲承載力就越大。

給出典型的受壓桿件μ的取值如下表，此參數(shù)表達(dá)的意思是外界約束的不同，桿件的失穩(wěn)模態(tài)就會不一樣，因此造成承載力的差別。

所以有人說泉州酒店梁柱節(jié)點(diǎn)損壞，導(dǎo)致鋼梁對鋼柱側(cè)向約束減小，鋼柱穩(wěn)定計算長度增加，鋼柱失效。大家應(yīng)該就明白是什么原理了吧。

那么大家該有疑問了，如果在設(shè)計梁柱結(jié)構(gòu)體系，梁對柱的約束并不是典型的鉸接或者剛接，那么計算長度系數(shù)μ該怎么取呢。其實也很簡單，大家可以用SAP2000對結(jié)構(gòu)進(jìn)行建模，然后對你感興趣的穿層柱或者細(xì)長柱進(jìn)行buckling分析，得到屈曲因子，那么就可以得到該桿件的Pcr，再利用下圖中的公式，反算出μ即可。

歐拉公式講解的差不多了，接下來我們談?wù)勲p非線性的問題，即材料非線性和幾何非線性。所謂材料非線性一般長度，是指材料的本構(gòu)關(guān)系不是一條直線，鋼材的典型本構(gòu)關(guān)系如下圖所示。由于我們?nèi)粘ＴO(shè)計中的構(gòu)件通常都處于彈性階段，所以就不說材料非線性了。

當(dāng)結(jié)構(gòu)的變位使體系的受力發(fā)生了顯著的變化，以至不能采用線性體系的分析方法時就稱為幾何非線性。說到這個就不得不提初始缺陷的問題。

當(dāng)桿件沒有初始缺陷時，其荷載位移曲線是下圖這樣的，到達(dá)臨界荷載前，結(jié)構(gòu)是沒有變形的，達(dá)到臨界屈曲荷載時，有概率往任何一個方向失穩(wěn)。

任何桿件加工時一定都是有一定的初始缺陷的，如果桿件有個初始的彎曲度，那結(jié)構(gòu)的荷載位移曲線就變成這樣了，這個才是更加符合實際。即該桿件由于幾何初始缺陷的影響造成桿件的變形隨著荷載的增加越來越大，桿件zui終的承載力實際是達(dá)不到臨界屈曲荷載值的。

既然結(jié)構(gòu)初始缺陷肯定存在，那我們可以利用他嗎，答案是可以的，大家可以在我之前寫的文章“ABAQUS在設(shè)計院能做什么呢?(上)”中找到下面算例，此框架初始缺陷我們在構(gòu)件加工時可以人為引導(dǎo)，當(dāng)桿件發(fā)生屈曲失穩(wěn)時，右偏心發(fā)生了屈曲后承載力下降，如果外荷載卸載不掉，構(gòu)件會發(fā)生大變形破壞。而左偏心雖然構(gòu)件也發(fā)生了屈曲失穩(wěn)，但其可以繼續(xù)承擔(dān)外荷載，同時發(fā)生大變形。這樣就給人員一定的警示和逃生時間。

因此做為寧夏鋼結(jié)構(gòu)工程師在進(jìn)行上面的結(jié)構(gòu)的設(shè)計時，可以將它做成向左有一定初始偏心的機(jī)構(gòu)，這樣子它的后屈曲性能是穩(wěn)定的，結(jié)構(gòu)比較安全。對于初學(xué)者來說，可以用ABAQUS模擬上述結(jié)構(gòu)的荷載-位移曲線，看看能否計算出結(jié)構(gòu)的下降段，有助于加深對穩(wěn)定性的理解。