建筑工程技术毕业论文-暴雪中破坏的结构案例研究.doc

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暴雪中破坏的结构案例研究

一、引言

现行可靠度设计统一标准在分析轻钢结构构件可靠度时，对荷载效应比值的取值范围考虑不够充分。针对此不足，提出了1种基于应力的荷载效应比值计算方法，解决了在构件失效是由多种形式内力引发的情形下选择何种荷载效应来计算荷载效应比值的问题。以多个轻钢结构构件为例，采用该方法分析了轻钢结构中荷载效应比值的取值范围。揭示了雪荷载不利布置下，轻钢结构的荷载效应比值将会非常高的现象。接着对按现行分项系数设计的轻钢结构进行了可靠度校核，表明轻钢结构的可靠性处于较低的水平。最后分析了雪荷载超过设计标准时轻钢结构可靠度随不同荷载效应比值的变化规律。结果表明当雪荷载超载较大时，荷载效应比值越大的结构可靠性越低。这从可靠性的角度为近年雪灾中轻钢结构大面积破坏的现象提供了补充解释。

二、临沂市雪后受灾情况简述

2015年11月23日夜间到24日，临沂迎来今年入冬以来的首场降雪。但却越下越大！演变成雪灾！市气象台24日04时38分发布暴雪黄色预警信号，9时40分升级为暴雪红色预警信号，同时继续发布寒潮蓝色预警信号。临沂机场、高速、公交以及公路交通等各方面都受到不同程度的影响。这是有记录以来近50年来临沂最大降雪，城区已达雪深20厘米，费县达到24厘米。据民政部门统计，受强降雪影响造成临沂市兰山、罗庄、沂南、兰陵、费县、平邑、莒南、蒙阴、高新区、经济区等10个县区受灾。截至25日8时，全市受灾人口36286人，经济作物受灾面积594公顷，成灾面积464公顷，倒塌房屋11间，直接经济损失2.4亿元。其中农业损失11565万元（农业大棚及经济作物为主），工矿企业损失9903万元（多处厂房坍塌），基础设施损失786万元（2处农贸市场坍塌）。其中比较严重的就是临沂市兰田二手车市场，隆达市场，罗庄菜市场、县区蔬菜大棚等多处钢架结构类建筑受损。从所调查的受损工程情况看出，其结构形式几乎全是门式刚架轻型钢结构或压型钢板轻型屋面结构，门式刚架厂房跨度多为18米、20米、24米、30米,大多数是2~5连跨，柱距为8米、9米、10米;柃条采用C型或Z型冷弯薄壁型钢,冷弯薄壁型钢高度200~300mm，壁厚2mm左右，柃距1.5米左右；屋面均为单层压型钢板或双层压型钢板中间设保温棉的轻型屋面，压型钢板几乎全部是YX51-380-760咬合式压型钢板，板厚0.4~0.5mm，屋面坡度较小;多数厂房设有1.5米高的女儿墙，也有2.0米、3.6米高的。其中受损严重的厂房多集中在设有女儿墙、髙低跨、屋面有高差的工程,以及厂房南侧有相距较近的高层建筑物的工程。拱形压型钢板结构工程屋面受损也较严重。基于此本次调研主要是对临时性刚架构房屋倒塌情况进行调研和分析。

图1.隆达市场内一处大棚坍塌

图2.临沂一农贸市场坍塌

三、钢构结构倒塌原因分析

暴风雪中轻型钢结构厂房损坏首先是从厂房南坡屋面、南侧或东南角的女儿墙、高低跨的积雪堆积处的屋面压型钢板开始，受损最轻的仅是屋面压型钢板局部压折、C型冷弯薄壁型钢柃条变形，保温屋面底板压型钢板压屈或接缝处拉开；受%考试|大|损较严重的是屋面压型钢板凹陷，C型冷弯薄壁型钢柃条侧向弯折，门式刚架横梁严重变形；受损最严重的是大面积屋面压型钢板和柃条塌陷，把门型刚架梁柱拉倒，柱脚螺栓拔断，整个厂房倒塌。这次暴风雪灾中绝大部分轻型钢结构厂房和压型钢板轻型屋面还是好的，临沂是这次雪灾最严重的地区，但是据会员单位介绍临沂受损倒塌的厂房较少，压型钢板屋面损坏也轻，例如鞍钢厂房的压型钢板屋面几乎没有损坏。据了介地区轻钢厂房也只是屋面局部压型钢板被吹掉，厂房没有大面积倒塌。对于多雪或强风地区要增强轻型屋面的抗风抗雪灾的能力，除了设计计算之外，在屋面构造上应给予补强，例如合理选择屋面压型钢板的板型、增加板厚;对于高度250mm以上的C型冷弯薄壁型钢柃条，型钢截面应设加劲以提高强度和侧向刚度，壁厚也应适当增大,也可以采用高频焊接H型钢;檐口及山墙处不宜设女儿墙，一定要设置时必须限制女儿墙高度并采取加强措施。屋面结构安全度大一些,对门式刚架承重结构也是有利的。来源:考试大-结构工程师考试

（一）雪荷载过大，超过规范值。雪灾中，轻钢结构破坏的首要原因是雪荷载严重地超过了规范所规定的数值。例如：我国《建筑结构荷载规范》(GB50009-2012)规定临沂市雪荷载为0.4kN/m2。根据气象部门发布的资料，临沂城区雪深达到20厘米，费县达到24厘米，都出现了雪荷载超出荷载规范设计值的情况。另外，这些雪灾中都伴随着大风的出现，暴雪加上风，使雪在厂房女儿墙、高低跨、雨篷等部位大量堆积，导致厂房屋面荷载分布不均匀，这是造成结构破坏的主要原因。

（二）结构自身的缺陷。除了由于雪荷载超过规范值这一不可抗力因素外，门式刚架轻钢结构自身在结构体系上也