在我國(guó)工業(yè)與民用建筑設(shè)計(jì)中，鋼結(jié)構(gòu)有著十分廣泛的應(yīng)用。相比傳統(tǒng)混凝土結(jié)構(gòu)，鋼結(jié)構(gòu)雖具有諸多優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)，但是影響其安全的因素卻也有很多，其中穩(wěn)定性、鋼材銹蝕以及耐火性差等都是影響其安全不容忽視的重要因素。下面本章就來(lái)重點(diǎn)探討下對(duì)鋼結(jié)構(gòu)建筑安全影響比較大的三大隱患——失穩(wěn)、腐蝕、火災(zāi)。

▌隱患之一——失穩(wěn)：

鋼結(jié)構(gòu)的失穩(wěn)分兩類：整體失穩(wěn)和局部失穩(wěn)。整體失穩(wěn)大多數(shù)是由局部失穩(wěn)造成的，當(dāng)受壓部位或受彎部位的長(zhǎng)細(xì)比超過(guò)允許值時(shí)，會(huì)失去穩(wěn)定。它受很多客觀因素影響，如荷載變化、鋼材的初始缺陷、支承情況的不同等。支撐往往被設(shè)計(jì)者或施工者所忽視，這也是造成整體失穩(wěn)的原因之一。在吊裝中由于吊點(diǎn)位置的不同，桁架或網(wǎng)架的桿件受力可能變號(hào)，造成失穩(wěn)；腳手架傾覆、坍塌或變形大多是因?yàn)檫B桿不足、沒(méi)有支撐造成的。

很多可能發(fā)生荷載變化的重要結(jié)構(gòu)如橋梁、桁架、水工閘門、導(dǎo)彈發(fā)射架等，多采用超靜定結(jié)構(gòu)，因它有贅余杄件，可預(yù)防因一個(gè)杄件失穩(wěn)而造成整體失穩(wěn)。又如鋼組合梁中由于腹板髙而薄或翼緣寬而薄也會(huì)造成局部失穩(wěn)。回顧歷史，值得我們警惕的是，隨著鋼結(jié)構(gòu)的岀現(xiàn)，就伴隨著失穩(wěn)事故的發(fā)生，所以無(wú)論設(shè)計(jì)或施工，保障結(jié)構(gòu)穩(wěn)定應(yīng)銘刻在心。

▌隱患之二——腐蝕：

如果失穩(wěn)是急性病的話，腐蝕則是鋼結(jié)構(gòu)慢性病。普通鋼材的抗腐蝕性能較差，尤其是處于濕度較大、有侵蝕性介質(zhì)的環(huán)境中，會(huì)較快地生銹腐蝕，削弱了構(gòu)件的承載力。例如轉(zhuǎn)爐車間的鋼屋架，平均腐蝕速度為每年0.10-0.16mm。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全世界每年鋼鐵年產(chǎn)量的30%~40%因腐蝕而失效，凈損失約10%。我國(guó)在一次鋼筋混凝土屋架、木屋架、鋼木屋架和鋼屋架等的事故統(tǒng)計(jì)中發(fā)現(xiàn)，鋼屋架岀現(xiàn)倒塌事故占38.62%，而由于腐蝕并缺乏維修的原因占比重很大。過(guò)去對(duì)于外露鋼材僅僅是噴涂(刷)兩道防銹漆，實(shí)踐證明，由于施工中不可能用涂料把空氣完全隔絕，在使用時(shí)也缺乏定期維護(hù)措施，所以這種作法效果并不顯著。用鍍鋅、噴鋁等作法，其成本和效果也不太理想。近年來(lái)冶金行業(yè)采用在冶煉中加入適量的磷、銅、鉻和鎳，形成耐腐蝕的合金鋼，能在鋼結(jié)構(gòu)表面上形成致密防銹層，起到隔離覆蓋作用，不失為一種積極作法。

▌隱患之三——火災(zāi)：

鋼材的耐溫性較差，其許多性能隨溫度升降而變化，當(dāng)溫度達(dá)到430-540℃之間時(shí)，鋼材的屈服點(diǎn)、抗拉強(qiáng)度和彈性模量將急劇下降失去承載能力。用耐火材料對(duì)鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行必要的維護(hù)，是鋼結(jié)構(gòu)硏究的個(gè)重要課原地垂直塌落，形成扁餅效應(yīng)。這起震驚世界的事故，其直接原因是火災(zāi)。當(dāng)然，排除這類事件的發(fā)生，還涉及方方面面，在這種情況下，噴涂防火涂料或?yàn)⑺疁缁鹣到y(tǒng)均顯得無(wú)能為力。

需要特別指出的是，就鋼結(jié)構(gòu)而言，其穩(wěn)定問(wèn)題很大程度上區(qū)別于強(qiáng)度問(wèn)題，故而在實(shí)際設(shè)計(jì)的過(guò)程中，相關(guān)設(shè)計(jì)人員應(yīng)該明確知道鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的穩(wěn)定性能，以免在設(shè)計(jì)過(guò)程中發(fā)生不必要的失穩(wěn)損失。

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