1.工程事故概述

美国肯帕体育馆建于1974年,承重结构为三个立体钢框架,屋盖钢所架悬挂在立体框架梁上,每个悬挂节点用4个A490高强螺栓连接。1979年6月4日晚。高强螺栓断裂,屋盖中心部分突然塌落。

2.事故原因

悬挂节点按静载条件设计,设计恒载1.27N/m2,活载1.22N/m2,每个螺栓设计受荷238.1kN,而每个螺栓的设计承载力为362.8kN,破坏荷载为725.6kN。按照屋面发生破坏时的荷载,每个蜾栓实际受力136~18IkN。因此,在静载条件下,高强螺栓不会发生破坏。

在风荷载作用下,屋盖桁架与立体框架梁间产生相对移动,使吊管式悬挂节点连接中产生弯矩,从而使高强螺栓承受了反复荷载。而高强螺栓受拉劳强度仅为其初始最大承载力的20%,对A490高强螺栓在松、紧五次后,其强度仅为原有承载力的1/3。另外,螺栓在安装时没拧紧，连接件中各钢板没有紧密接触。综上分析该体育馆倒塌的主要原因为:高强螺在风荷载作用下,塑料垫层的徐变使螺栓预拉力受到损失,从而加剧了螺栓的疲劳破坏。

3.处理方法

体育馆主要承重结构立体框架完好、正常。由于屋顶悬挂设计成吊管连接不适宜,因此,屋顶应重新设计,更换所有的吊管连接件。

4.事故教训

设计人员常常忽视将风荷载看成动荷藏。这一事故告诫我们,螺栓作为纯拉构件,并且这些螺栓只承受由风载产生的动荷载就必須严肃地考虑螺栓可能存在的疲劳。

转自：钢结构技术