土木吧钢结构设计分会剖析某钢结构或垮塌原因，速来探讨

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某钢结构可能垮塌原因分析

2021.2.7

依据网络可获取的公开资料进行剖析，并与业界同仁就技术问题进行深入交流，具体原因将在后续的官方通告中详细说明。

1、该工程为4层结构，结构体系可能为：

(A)强、弱轴均为框架形式，节点刚接；

(B)强轴与梁拉结、节点铰接，弱轴带支撑排架；

(C)强、弱轴均通过钢梁或系杆拉结，节点处铰接。

2、根据节点照片：

该节点的腹板是利用螺栓进行固定的，而节点板则是通过焊接与柱子的腹板相连，观察发现，该节点的螺栓以及腹板的焊接处均未出现任何异常情况。

然而，上下翼缘尚未进行焊接处理，导致强轴方向的梁无法对柱子施加有效约束，因此可以排除体系A。

强轴节点连接处     弱轴节点连接处

依据节点照片显示，该节点处的弱轴向与其对应的上翼缘之间并未发现焊接的痕迹，这进一步排除了体系(A)的可能性。

节点中心部位所遗留的垂直钢板可能是纵向斜支撑与连接板的结合处，也可能是钢梁的腹板与连接板的交汇点，还可能是纵向刚性系杆与节点板的连接部分。

残留的钢板构成了斜撑节点的连接板，该板与强轴的梁通过拉结和节点铰接相连，而在弱轴上则配有支撑排架。

若弱轴方向设有支撑，则整体结构刚度较强；而在强轴楼层，梁与铰接部分刚度较低，导致名义上的弱轴实际上成为了强轴，反之亦然。这就像两个并排而立的澳门大三巴牌坊通过系杆相连，若发生失稳坍塌，其方向应为面外方向；相应地，在本工程中，坍塌的方向则应沿着名义强轴的方向。柱根的实际弯曲趋势是朝向其较弱的轴线方向弯曲，这一现象使得我们可以排除节点板（a）作为倾覆原因的可能性，从而进一步排除了整个体系（B）作为倾覆原因的嫌疑。

(b)残留钢板为纵向钢梁腹板连接板？

依据节点图所示，观察发现，剩余的钢板厚度不足，其倾斜角度较大，并非垂直安装，且钢板的上部部分并未与上翼缘实现连接。据此，我们可以从节点形态的角度，排除选项(b)的可能性。

弱轴向残留钢板     柱根节点向弱轴弯折

(c)残留钢板为纵向刚性系杆节点板？

残留的钢板很可能构成了纵向的刚性系杆节点板，而其中一些节点在纵向并未安装拉结构件。

弱轴方向未见强连接痕迹(摘自建筑结构)

综上预估：

H型钢柱的根部进行固结处理，其强轴方向与楼层梁进行铰接连接，而在弱轴方向则布置了系杆并与柱子进行铰接（需要注意的是，部分节点的弱轴方向可能并未配置系杆）。

悬臂柱的细长比较高，当各楼层梁传递的集中力作用于其上时，会导致其受压失稳，进而向较弱的轴向倾覆。

可简化理解为悬臂立柱在竖向集中力作用下朝弱轴失稳破坏。

勘察设计大师、规范主编

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