钢结构为什么怕扭我们举个例子就是最怕“扭”的

建筑形状的“扭曲”创造了一个新的符号。 但对于钢结构本身来说，最怕的就是“扭”。

钢结构为什么怕扭曲？

举个例子就很容易理解原因了。 为了评价部件的抗扭能力，扭转常数J是一个非常重要的参数。 现在我们找一组高度、截面积相同的H型钢和箱型钢进行比较。 根据美标公式计算结果如下：

H型

盒子

比率

5.74×105

2.71×108

1:472

计算出的应力比约为30倍。

如果是500x250的矩形截面怎么办？ 这个数值是1.8×10^9，是H型的3000多倍。 压力为 1:184。

数值对比可见H型钢的抗扭能力有多么弱。

因此，尽管已经有了抗扭转的设计方法，但仍然需要尽量避免扭转。 我们来看看一些扭曲的钢结构。

102大道桥

2015年，加拿大格罗特路第102大道大桥在施工过程中出现三根梁扭曲变形。 结果工期推迟了一年，每天损失约1.2万美元。 事故原因是分包商高钢对工程图纸上所需支撑的标准理解错误，在吊车起吊前未安装足够的永久支撑，导致钢梁承受过大的自重而发生扭转屈曲。

69 号公路大桥

1995年，美国田纳西州69号公路大桥施工过程中发生重大事故。 两根竖立的钢梁突然倒塌，落入田纳西河中。 当时，三名工人正在钢梁上作业，他们也落入水中。

对田纳西河上 69 号公路大桥倒塌的调查显示，倒塌是在一根横梁被拆除时开始的。 事故原因是分包商未按照设计图纸要求正确安装钢梁支撑系统，导致钢梁承受过大的自重而发生扭转屈曲。 分包商是一家名为匹兹堡-得梅因钢铁公司的公司，负责制造和安装钢梁。 但事故发生前，钢梁检测不充分，存在不少加工质量问题。

A&M 大学马术中心的谷仓

2013 年，德克萨斯农工大学耗资 8000 万美元建造一座马术中心。 距离主校区约一英里，一座约 300 英尺长的谷仓框架突然倒塌，造成四名工人受伤。 OSHA 确定当时正在建设的谷仓因结构稳定性问题而倒塌。

概括

具有开口截面的构件抗扭能力较弱，扭转变形难以控制。 设计和施工不当很容易引发安全事故。 因此，现行的钢结构设计标准最终没有包含这部分理论计算也是可以理解的（草案中关于扭转设计有大量的空间征求意见，但在正式草案中被删除）。

但在实际项目中，我们仍然很难完全避免抗扭设计。 后面我们会花时间讲一下如何进行钢梁的抗扭设计。

参考：

•

•

•