某車間跨度30m,長224m，柱距8m. 簷口高度12m。主體結構為單跨門式剛架，柱腳鉸接，柱下混凝土獨立基礎，鋼柱與基礎間採用4個M20錨栓連接，材質Q235。2003年9月，主體結構在安裝過程中突然發生連鎖倒塌，造成了巨大的經濟損失。
1、調查檢測經現場觀察，剛架倒塌範圍為1-16 軸，共120m長，全部剛架的倒塌方向一致，鋼構件有不同程度的扭曲，柱腳錨栓全部彎曲或斷裂，(見圖1)。屋面檁條、水平支撐與剛架的連接螺栓也有斷裂現象，1-16軸的柱間支撐、屋面檁條、系杆和水平支撐已基本安裝完畢，現場有風纜繩；屋面板和牆板均未安裝；柱底鋼板與混凝土基礎間的後澆層尚未澆築，但未見任何鋼楔或相應維護措施。
2、計算分析
經對施工圖的計算校核，主體結構的承載力、剛度和穩定性均滿足規範要求，支撐佈置合理，不足之處是，對施工的技術要求未進行詳細說明。
從現場情況看，由於柱底板和混凝土基礎間有80mm的空隙且在主體結構安裝過程中未及時採取保護措施，在施工階段組合荷載作用下柱腳錨栓很可能首先發生壓彎破壞，導致剛架發生崴腳，又因剛架間的支撐體系尚未全部安裝到位，從而引起連鎖倒塌效應。
根據統計，施工中剛架安裝完畢後的柱腳荷載為：軸壓Nc=40kN，水平力Vc=11 kN，上述荷載主要由結構自重、施工荷載和風荷載產生。鋼柱就位後二次澆注混凝土前，柱腳錨栓可以看成懸臂壓彎構件（圖2） 懸臂長度L即為二次澆築厚度，單個錨栓承受的軸壓力N=10 kN剪力V=2.75 kN ，則錨栓承受的彎矩為M=VL=0.22Vc=11 Kn.m。錨栓的截面特性分別為：毛截面面積A=314.2mm2,淨截面面積An=244.8mm2，毛截面抵抗矩W=539.8mm3，回轉半徑i=5mm, 長細比32. 將上述參數代人壓彎構件的強度和穩定驗算公式計算出的結果分別為380.5kN/mm2和270.8kN/mm2 ，顯然均遠大於設計強度210kN/mm2。即錨栓的強度和穩定都不滿足要求，特別是壓彎強度，接近極限值，錨栓發生破壞是必然的。
（3）結 論
錨栓率先破壞是造成此次倒塌事故的直接原因。由於施工中的風纜繩僅對剛架平面外穩定起支撐作用，當柱腳錨栓不滿足強度和穩定要求時，在二次澆築層的混凝土強度達到設計值之前應對錨栓採取必要的保護措施，如放置穩定可靠的鋼楔等，以防止因錨栓失穩或強度破壞而導致剛架發生平面內崴腳側傾。
二次澆築應在剛架及支撐等配件安裝就位，並經檢測和校正幾何尺寸無誤後進行。澆築層厚度根據螺栓直徑、位置及施工要求等確定，對於鉸接柱腳，一般不超過 ，剛接柱腳不超過 。灌漿料可採用無收縮細石混凝土，其強度應比基礎高一個等級，澆築時要採取必要措施防止出現漏澆或不密實現象。
閱讀更多 鋼結構技術 的文章
