受弯构件整体失稳原因及解决办法（排架钢梁扭转失稳事故分析与鉴定）

​某工厂仓库，长121m ，宽36m。下部柱下部为钢筋混凝土排架柱，柱顶标高12m.柱 距6m ；屋面结构采用变截面H形焊接钢梁，共分6段。端板螺栓连接，钢梁两端支座采用两个锚栓与混凝土柱铰接连接，见(图1a.b) .仓库设计屋面为夹芯保温板，卷边C形檩。 2004年10月在14榀钢梁吊装就位后，安装屋面檩条期间，钢梁突然侧向扭转 失稳，幸好支撑体系和梁端支座的约束作用，没有使钢梁塌落，未造成人员伤亡。

1、调查检测现场发现，已吊装就位的14 榀钢梁中有 11榀发生弯扭屈曲，最严重的接近扭转60°。 部分檩条已被扭曲拉断，非常危险。因下部是混凝土柱，钢梁与柱铰接连接，合理的变截面设计应该是跨中梁高大，两端梁高小，即使按梁高是跨度的1/30左右。跨中梁高也应该为1200mm,而现场的情况正好相反，屋脊处梁高800mm ，端部支座处梁高为1200mm ，见(图1a) 。因此，现 场的第一感觉是加工组装有问题，可能是将梁的大小头加工或安装反了。经过调查，发现 加工安装无误，均与设计图纸一致。

2、计算分析通过建模分析发现，在相同荷载条件和相同翼缘宽度、厚度的条件下，跨中梁高至少 1600mm以上才能满足规范要求，梁端高度需要800 mm左右，而原设计图纸怎么能够出现这么大的差距呢？令调查人员疑惑不解。

经过与设计人员的交谈得知，设计时为了保证檐口标高，梁两端设有高1400mm 的短钢 柱，所以该工程是按照门式刚架结构设计的，简化计算模型见(图1c) 混凝土柱铰接，钢梁与钢柱刚接，采用国内某商业设计软件，根据(图1c) 的梁截面就是图纸截面，设计人员当场还演示了一遍。

实际上由于该钢柱的长度太短，仅1400mm ，下部比梁端截面仅多出200mm图1 ，而且下部铰接于混凝土柱顶（钢柱柱脚实际是弹性支座），相对于跨度36m的梁来说，只能提供竖向约束作用，无法提供转动约束，该短柱的作用类似于梁端突缘座，正确的计算简图应该是(图1d ）

3、结 论

设计人员基本概念不清，经验不足，计算模型错误，加上商业软件的不完善，导致出 现严重的设计失误。