施工注意事项:桁架失效

文章和图片由Gregory Havel

当桁架倒塌时,通常是由于上弦(受压,除非是悬臂)或下弦(受拉,除非是悬臂)的失效。如果桁架弯曲或倾覆,通常是由于相邻桁架或其支撑失效。钢桁架在火灾中可能会因膨胀或受热减弱而弯曲和倾覆。

大多数桁架的失效是由于连接断裂造成的。图1显示一组平行弦木桁架支撑胶合板地板甲板。请注意,所有这些桁架的底部弦是由两片木材用扣板拼接在一起。桁架的底弦(除非它是悬臂的)处于受拉状态。如果由于火灾、腐烂、腐蚀或安装不当,其中一个连接处的连接器出现松动,这个桁架将变得不稳定,并因其承载的活载荷和死载荷而倒塌。

桁架的上弦和下弦由它的腹板构件分开。Struts是压缩中的web成员。关系网成员关系紧张。桁架弦与杆或杆系之间的连接称为面板点。在图1的桁架中,大多数的web成员是在压缩,面板点连接是扣板。


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桁架的上弦是受压的(除非它是悬臂的),并且在荷载下表现得像一个柱,即使它不是垂直的。(一根在中点被牢固支撑的柱子所能承受的荷载是未被支撑时的四倍。将柱子的中间部分的刚性支撑拆除,使柱子的长度增加一倍,柱子的承载力就会减少到原来的1/4。当上弦板节点因火灾、腐蚀、腐蚀、安装不当等原因导致连接失效时,柱截面长度增加一倍,容量减少3/4。由于大多数桁架的安全系数不为4:1,这种削弱的桁架很可能会因为它所承载的活载荷和死载荷而失效。

其中一榀桁架的下垂或倒塌会引起相邻桁架的连续倒塌,因为支撑和架桥将偏心荷载传递给相邻桁架。这种支撑和桥接作为桁架-甲板系统的一部分进行安装,以保证横向稳定性,将荷载从一个桁架转移到另一个桁架,并防止桁架在荷载作用下屈曲和倾覆。

桁架的失效并不能给消防员太多的警告。从第一个即将倒塌的迹象(建筑物发出的奇怪声音,地板或屋顶开始下沉)到建筑物倒塌之间的时间可能不够长,即使这些迹象被识别并采取了行动,疏散人员也可能不够长。

在过去,我们表现得好像我们脚下的屋顶或地板会保持稳定。我们必须开始假设,我们只能工作很短的一段时间,因为我们工作的表面已经不稳定,或即将变得不稳定。即使建筑物和它的空间被自动消防喷淋系统完全保护,我们也不能保证桁架在事故发生前的连接状况。

Gregory Havel是(WI)消防部门的成员;退役副局长、培训官;而且是30岁的消防老兵。他是威斯康辛州认证的二级消防指导员和二级消防官员,是Gateway技术学院消防服务项目的兼职指导员,也是Scherrer建筑公司的安全主管。他拥有圣诺伯特学院的学士学位。他拥有超过30年的设施管理和建筑施工经验。

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