摘 要：随着空间网架结构的大量应用，发生了一些大小不同的事故。大多数事故是责任事故，设计、制作、运输、安装和管理等方面都曾发生过，发生事故后如何处理是一个值得探讨的问题。
关键词：空间网架;事故;原因;处理
空间网架结构有其优越的力学性能、经济性、安全性与适用性。使其在我国空间结构中应用最广，在近年来兴建的大型公共建筑特别是体育建筑中，大多数都采用了网架结构。但是，随着网架大量应用的同时，也发生了一些大小不同的事故。大多数事故是责任事故，设计、制作、运输、安装和管理等方面都曾发生过，发生事故后如何处理值得探讨。
1.钢网架结构事故原因
1.1设计原因
(1)结构型式选择不合理，支撑体系或再分杆体系设计不周，网架尺寸不合理。如当采用正交正放网架时，未沿周边网格上弦或下弦设置封闭的水平支撑，致使网架不能有效传递水平荷载。
(2)力学模型、计算简图与实际不符。如网架支座构造属于两向约束时，计算时按三向约束考虑。
(3)计算方法的选择、假设条件、电算程序、近似计算法使用的图表有错误，未能发现。
(4)杆件截面匹配不合理，忽视杆件初弯曲、初偏心和次应力的影响。
(5)荷载低算和漏算，或由于网架工况复杂，荷载组合不当。对自然灾害(如地震、风振、温度变化、积水积雪、火灾、大气或有害气体及物质的腐蚀性等)估计不足或处置不当，或对一些大中型网架结构应该进行的非线性分析，稳定性分析，支座不均匀沉降、不均匀侧移，重型桥式吊车对网架的影响，中、重级悬挂吊车对网架的疲劳验算等，没有进行验算和分析。
(6)材料(包括钢材、焊条等)选择不合理。
(7)网架结构设计计算后，不经复核就增设杆件或大面积的代换杆件，从而导致超强度设计值杆件的出现。
(8)设计图纸错误或不完备。如几何尺寸标注不清或矛盾，对材料、加工工艺要求、施工方法及特殊节点的特殊要求有遗漏或交代不清等。
(9)节点型式及构造错误、节点细部考虑不周全。
(1)材料验收及管理混乱，不同钢号、规格材料混杂使用，特别是混用了可焊性差的高碳钢，钢管管径与壁厚有较大的负偏差，拼装前杆件有初弯曲而不调直。
(2)杆件下料尺寸不准，特别是压杆超长、拉杆超短。
(3)不按规范规定对钢管剖口，对接焊缝焊接时不加衬管或不按对接焊缝要求焊接。
(4)高强螺栓材料有杂质，热处理时淬火不透，有微裂缝。
(5)球体或螺栓的机加工有缺陷，球孔角度偏差过大。
(6)螺栓未拧紧，网架在使用期间在接缝处出现缝隙，螺栓受水气侵入而锈蚀。
(7)支座底板与底板连接或肋板采用氧气切割而不将其端面刨平，组装时不能紧密顶紧，支座受力时产生应力集中或改变了传力路线。
(8)焊缝质量差，焊缝高度不足，未达到设计要求。
1.3拼装和吊装原因
(1)胎具或拼装平台不合规格即进行网架拼装，使单元体产生偏差，最后导致整个网架的累积误差很大。
(2)焊接工艺、焊接顺序错误，产生很大的焊接应力，造成杆件或整个网架变形。
(3)杆件或单元或整个网架拼装后有较大的偏差而不修正，强行就位，造成杆件弯曲或产生很大的次应力。
(4)网架施工阶段的吊点反力、杆件内力、挠度等不进行验算，也不采取必要的加固措施。
(5)施工方案选择错误，分条分块施工时，不采取正确的临时加固措施，使此局部网架为几何可变体系。
(6)网架整体吊装时采用多台起重机或拔杆，各吊点起升或下降时不同步，用滑移法施工时，牵引力和牵引速度不同步，使部分杆件弯曲。
(7)支座预埋钢板、锚栓位置偏差较大，造成网架就位困难，为图省事而强迫就位或预埋板与支座底板焊死，从而改变了支承的约束条件。
(8)看图有误或粗心，导致杆件位置放错。
(9)不经计算校核，随意增加杆件或网架支承点。
1.4使用原因
(1)使用荷载超过设计荷载。如屋面排水不畅，积灰不及时清扫，积雪严重及屋面上随意堆料、堆物等，都会导致网架超载。
(2)使用环境的变化(包括温度、湿度、腐蚀性介质的变化)，以及使用用途的改变。
(3)基础的不均匀沉降。
(4)地震作用。
2.钢网架结构质量事故处理方法
2.1网架杆件承载力不足的处理
(1)增设杆件，改变原网架的受力状态
对设计计算边界条件与实际不符、荷载低估、施工时网架尺寸搞错等原因，致使网架的许多杆件承载力不足，采用这种方法处理既方便经济效果又好。其增设杆件的数量和位置，应根据网架的型式和处理杆件的位置来合理决定，尽可能用增设最少的杆件达到减小承载力不足杆件内力的目的。一种是在网架高度内增设杆件;一种是在网架高度外增设杆件，从而将原网架全部或局部加层改为三层网架。增设杆件后，应注意原满足承载力要求的杆件内力的变化。采用此种方法加固处理时，应设置可靠的支撑，使网架卸载。
(2)减轻屋面重量
由于设计、施工等原因，使网架许多杆件承载力不足时，在工程许可的情况下，减轻屋面重量是处理这类事故最简便的方法。如取消吊顶，特别是原来为重型屋面(如钢筋混凝土板)改为轻型屋面(如夹芯彩钢板)的，效果更为明显。
(3)更换刚度不足或损坏的杆件
对网架中个别不满足设计强度、弯曲大且又无法调直的杆件，以及错焊的杆件等，可采用调换杆件的方法来处理。换杆时，要配置一些专用工具，采用有效的措施将杆件卸载，如在更换杆件的两侧安装两根可随意装卸和调整长度的固定杆，要保证需要取下需更换的杆件时，不使网架发生变形，否则不允许施工。 (4)增大杆件截面
在承载力不足的杆件上附加上钢管、角钢、槽钢、钢筋等以增大杆件截面和提高承载能力。杆件为钢管时，通常在杆件上直接焊接角钢，当网架在使用中不允许采用明火焊接加固时，可在被加固杆件上包角钢加固套，用螺栓拧紧，可取得与焊接角钢加固法同样的效果。
2.2预埋件与支座误差的处理
(1)加过渡钢板
将原预埋的螺栓割除，增加一块过渡钢板，螺栓焊在过渡钢板上，然后过渡钢板与原预埋螺栓焊牢。该法一般用于误差较小和反力较小的压力支座。
(2)加钢板套
加层结构中原来未埋预埋件，或预埋件误差很大以及埋错位置等，可采用加钢板套方法。此方法简单易行。
(3)重新预埋
预埋件位置埋错或者根本就没有预埋，以及规格尺寸有了变化，可采用重新预埋的方法。预埋件有两种，一种是有螺栓的，一种是无螺栓的。有螺栓预埋可采用以下方法：①采用过渡钢板方法，即在过渡钢板上焊螺栓，过渡钢板下焊上锚筋，在支承构件上钻孔进行预埋。②直接将螺栓埋入梁中，在钢板上钻孔，螺栓与钢板焊住。无螺栓预埋件可用膨胀螺栓固定。
2.3支座腹杆与支承结构相碰的处理
(1)在支承结构允许的情况下，可将支承结构削去一角，但绝不能损伤柱和梁中的受力钢筋，特别是梁中的钢筋，并将凿毛面用有效材料封闭起来。
(2)提高支座支承件的高度，但是必须注意支承件的稳定。支承件长度不宜过长，一般控制在500～600mm。
(3)在支座底板上加钢板盒或混凝土墩，这种方法一般用于以上两种方法不能实现时。
2.4杆件相碰处理
在网架安装中，常常由于节点钢球设计过小(或杆件间夹角太小)，导致杆件在节点处相碰，使安装不能顺利进行。
解决的最好办法是将小球换成大球，杆件改制。但有时无条件做到这一点。对螺栓球节点，可将相碰杆件中的一根的部分锥头和杆件的一部分切去，然后按切去部分的外廓形状，制作一块比管壁厚$ ’*)) 的钢板，补焊在切去的孔洞处。注意锥头与钢管切去部位的开口边缘及补焊钢板应开坡口(用手持砂轮)，补焊后，焊缝处应用手持砂轮磨平，清除锈污后补刷防锈漆$道。
应用上述方法时，应查清各杆件的受力状态，遵循以下原则：
(1)在应力相近的情况下，宜对压杆进行切除、补焊。因为对压杆而言，由于杆件初弯曲对杆件稳定承载力的影响，杆件中央截面承载力折减较多，杆件由中央截面控制，对铰支的两端不存在上述问题，其承载力相当富裕。
(2)当相碰两杆均为拉杆或压杆时，宜对应力较小者杆件进行处理。
(3)对应力相近且同为拉杆或压杆，则宜对截面较大者杆件进行处理。因为在切除相同截面下，截面较大杆件被削弱的百分比较小。
(4)对应力都比较大的相碰杆件，宜都切除一小部分，然后再补强，这样可减少杆件截面被削弱的百分比。
对焊接球节点，可采用上述方法，也可用加补偿板的办法来解决。主要受力杆与球直接汇交，次要受力杆剖口后直接焊在补偿板上;同时，直接与球对焊的杆也剖口和补偿板焊在一起，以便提高补偿板的侧向刚度，补偿板与节点球焊接。
2.5焊缝缺陷处理
对焊缝缺焊、凹陷不饱满，可在原焊缝上继续补焊。补焊工作一般在工厂或工地安装前进行;对于已经安装的网架，也可在网架自重作用下进行;对屋盖静荷载已上满的网架，特别是对于满应力状态小的网架杆件，则应采用适当的支撑或采取间隔一定时间分段焊接，避免杆件全截面处于高温状态。
当对接焊缝存在严重气孔、夹渣或焊缝底部未焊透时，可采用补强焊接。对钢板和钢管的补强焊接进行的试验表明，模拟夹渣率或未焊透率(夹渣面积占钢管截面积的百分比)在低于75的情况下都是可行的。
参考文献
[2] 戴国欣.钢结构.武汉.武汉理工大学出版社，2007
[3] GJG99-1998.高层民用建筑钢结构技术规程.北京.中国建筑出版社，1998
