李計方

(保定天威保變電氣股份有限公司,河北保定 071056)

網(wǎng)架結(jié)構(gòu)事故的分類及原因

李計方

(保定天威保變電氣股份有限公司,河北保定 071056)

本文主要從網(wǎng)架結(jié)構(gòu)事故分類、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)事故及缺陷分析、導(dǎo)致網(wǎng)架結(jié)構(gòu)事故的設(shè)計原因分析、經(jīng)驗教訓(xùn)等方面進(jìn)行了探討。

網(wǎng)架結(jié)構(gòu) 事故 原因

1 引言

隨著科技的不斷發(fā)展，網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的應(yīng)用越來越廣泛，但是網(wǎng)架結(jié)構(gòu)時常發(fā)生事故，本文就其分類及發(fā)生事故的原因進(jìn)行了分析。

2 網(wǎng)架結(jié)構(gòu)事故分類

2.1 事故造成的危害和損失程度分類

(1)惡性事故：網(wǎng)架結(jié)構(gòu)整體或部分塌落,造成了生命和財產(chǎn)的重大損失。(2)嚴(yán)重事故：網(wǎng)架結(jié)構(gòu)雖未塌落但它已喪失了承載能力不能正常使用,不得不報廢或重建,造成了財產(chǎn)和經(jīng)濟的重大損失。(3)重大事故：事故發(fā)生后,網(wǎng)架整體或較多的桿件、節(jié)點經(jīng)過處理或加固后仍可繼續(xù)使用,但造成了較大的經(jīng)濟損失。(4)小事故：網(wǎng)架結(jié)構(gòu)在制造或安裝或使用初期發(fā)現(xiàn)了局部存在問題和隱患,但允許或可能以較少的時間和資金予以解決,不影響以后正常使用。

2.2 事故存在的范圍分類

(1)整體事故：網(wǎng)架結(jié)構(gòu)整體塌落或局部有嚴(yán)重缺陷,影響了結(jié)構(gòu)的完整性,使結(jié)構(gòu)喪失了承載能力不能正常使用。(2)局部事故：網(wǎng)架結(jié)構(gòu)局部有缺陷或嚴(yán)重缺陷(如強度不夠、變形過大、裂縫過大、連接破壞、材料使用不當(dāng)、穩(wěn)定不足等等),可以及早發(fā)現(xiàn)并有可能及時處理。

2.3 造成事故因素的多少分類

(1)單一因素事故：由于一種因素所造成的事故。(2)多種因素事故：由于多種因素組合所造成的事故,但其中可以找出最主要的因素。(3)復(fù)雜因素事故：造成事故的因素很多,且一時難以確切斷定何者為主要因素。

3 網(wǎng)架結(jié)構(gòu)質(zhì)量事故及缺陷分析

(1)處理結(jié)構(gòu)設(shè)計，安裝文件的數(shù)據(jù)訪問。訪問網(wǎng)格結(jié)構(gòu)和下部結(jié)構(gòu)的相關(guān)圖紙，計算數(shù)據(jù)和修改設(shè)計，保證在其支持和負(fù)載的條件下，工作條件和必要的計算是正確的；質(zhì)量檢驗記錄證書，材料的生產(chǎn)和試驗報告，訪問網(wǎng)格結(jié)構(gòu)零件產(chǎn)品證書和檢驗報告，焊縫質(zhì)量檢驗數(shù)據(jù)，要按照國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行；參考柵極結(jié)構(gòu)的施工記錄和驗收文件的安裝，包括在縱向和橫向的長度偏差的地方網(wǎng)絡(luò)，支撐點中心偏移，高度偏差和偏差記錄；對網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的實際情況進(jìn)行全面的調(diào)查，實際測量網(wǎng)格，包括總平面尺寸，網(wǎng)格大小，網(wǎng)格高度，支承條件，荷載，抗震設(shè)防烈度，土壤類型和使用環(huán)境。(2)必要的檢查和復(fù)查的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。在原始設(shè)計條件的基礎(chǔ)上對原設(shè)計進(jìn)行審查。當(dāng)原設(shè)計無安全桿，支撐條件，根據(jù)實際負(fù)載和使用條件，進(jìn)行強度設(shè)計規(guī)范允許值檢查，看其是否安全。原設(shè)計時有變化，如有額外的棒材和型材的替代，增加大孔的數(shù)量，應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)的實際情況進(jìn)行檢查。

4 網(wǎng)架結(jié)構(gòu)事故原因分析

大量的事實證明,凡是認(rèn)真按照國家現(xiàn)行的網(wǎng)架及有關(guān)的設(shè)計、施工規(guī)范、規(guī)程進(jìn)行設(shè)計、施工和使用,并使設(shè)計與施工實際情況緊密配合,考慮施工過程中能出現(xiàn)的最不利條件與問題,是不會發(fā)生事故的，特別是倒塌這類惡性事故。

網(wǎng)架是一種空間結(jié)構(gòu),設(shè)計時應(yīng)考慮網(wǎng)架與下部支承結(jié)構(gòu)協(xié)同工作,既考慮下部結(jié)構(gòu)對網(wǎng)架的作用,同時又考慮網(wǎng)架對下部結(jié)構(gòu)的作用。大部分情況下,下部支承結(jié)構(gòu)直接對網(wǎng)架產(chǎn)生的影響不是很大,為了簡化計算,往往將網(wǎng)架與其下部支承結(jié)構(gòu)分開計算,不考慮它們的空間工作，采用這種計算方法未發(fā)生嚴(yán)重事故,這是由于網(wǎng)架結(jié)構(gòu)是高次超靜定結(jié)固定的。有的施工人員為了安裝方便或處理支座的過大偏差而將支座焊死在梁或柱上而忽視了下部結(jié)構(gòu)的彈性變形,更沒有考慮這種支座設(shè)計如何釋放由于網(wǎng)架對下部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的水平推力和附加彎矩；有的人總認(rèn)為固定約束最安全可靠,而不加具體分析,從而擴大了結(jié)構(gòu)的承載力,使結(jié)構(gòu)偏于不安全。將網(wǎng)架與下部支承結(jié)構(gòu)作為一個整體直接計算分析,目前對多數(shù)單位來說還有一定的困難,但考慮到網(wǎng)架實際上經(jīng)常是座落在彈性支承上,將邊界條件作為彈性約束,即根據(jù)網(wǎng)架下部支承形式、數(shù)量、支承點處沿坐標(biāo)系三個方向的彈性剛度確定邊界條件,這樣可以近似地看作考慮了網(wǎng)架與下部結(jié)構(gòu)之間的共同工作。這樣處理不但不會增加很多計算工作量,而且計算結(jié)果比較符合實際。

5 經(jīng)驗教訓(xùn)

設(shè)計是網(wǎng)架施工過程中一項極為重要的工作,由于設(shè)計方面的失誤很難被事先發(fā)現(xiàn),在施工過程中也無法彌補。因此避免設(shè)計出現(xiàn)失誤是避免網(wǎng)架工程事故的第一個重要因素。綜合網(wǎng)架事故的情況,從設(shè)計方面講,避免網(wǎng)架事故主要應(yīng)從以下幾個方面著手：(1)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的機動性分析：由于網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的空間構(gòu)造復(fù)雜,桿件和節(jié)點數(shù)量多,網(wǎng)架通常被認(rèn)為是高次超靜定結(jié)構(gòu)而忽視網(wǎng)架的機動分析。正確的做法是機動分析應(yīng)當(dāng)在網(wǎng)架結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析之前完成。網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的機動分析包括網(wǎng)架本身幾何不變的必要條件和充分條件,以及網(wǎng)架內(nèi)部可變性分析,還有外部支承約束的充分必要條件。(2)網(wǎng)架分析的計算模型與網(wǎng)架實際狀況之間的差異以及由這種差異引起的結(jié)構(gòu)內(nèi)力的變化。由于計算機的普遍應(yīng)用和計算機性能的不斷加強,采用精確方法分析網(wǎng)架結(jié)構(gòu)已經(jīng)十分普遍。然而,精確的計算方法所采用的計算模型與實際結(jié)構(gòu)之間也還是有差異的。例如,現(xiàn)有的分析方法對于網(wǎng)架桿件與節(jié)點之間的連接均采用鉸節(jié)點假定,但目前常用的焊接球節(jié)點網(wǎng)架的節(jié)點與桿件全部采用焊接連接,這種連接方式按鉸節(jié)點假定是有較大的差異的,只不過當(dāng)網(wǎng)架桿件全部為軸力受力構(gòu)件時,鉸節(jié)點假定與實際結(jié)構(gòu)固定連接之間的差異造成的結(jié)構(gòu)分析的誤差就大大地縮小了。網(wǎng)架內(nèi)力分析時,僅僅應(yīng)用某一個分析軟件進(jìn)行分析是不夠的。首先,應(yīng)對分析程序所采用的計算模型,計算方法有所了解；其次,對計算模型與實際結(jié)構(gòu)之間的差異應(yīng)充分了解,并將由此差異而引起的結(jié)構(gòu)內(nèi)力的變化考慮到設(shè)計中去；最后,在網(wǎng)架的構(gòu)造設(shè)計中應(yīng)當(dāng)特別注意,使網(wǎng)架的實際結(jié)構(gòu)盡量滿足計算模型中各種假定的要求。

6 結(jié)語

加強對網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的研究是非常有必要的，也是具有實際意義的，首先對網(wǎng)架結(jié)構(gòu)事故進(jìn)行預(yù)防，在設(shè)計及應(yīng)用過程中進(jìn)行良好的監(jiān)測，保證網(wǎng)架施工正常安全的進(jìn)行。

[1]竺士北.網(wǎng)架結(jié)構(gòu)桿件置換裝置的設(shè)計.科學(xué)之友(學(xué)術(shù)版),2013年3月，第2期,166-168.

[2]汪菊.基于頻響函數(shù)的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)損傷診斷方法研究.河北科技大學(xué),2012年4月,第4期,243-247.

[3]楊彥芳.網(wǎng)格結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測關(guān)鍵技術(shù)研究.河北科技大學(xué),2013年10月，第9期,110-115.