1.工程事故概述
美國肯帕體育館建於1974年,承重結構為三個立體鋼框架,屋蓋鋼所架懸掛在立體框架梁上,每個懸掛節點用4個A490高強螺栓連接。1979年6月4日晚。高強螺栓斷裂,屋蓋中心部分突然塌落。
2.事故原因
懸掛節點按靜載條件設計,設計恆載1.27N/m2,活載1.22N/m2,每個螺栓設計受荷238.1kN,而每個螺栓的設計承載力為362.8kN,破壞荷載為725.6kN。按照屋面發生破壞時的荷載,每個蜾栓實際受力136~18IkN。因此,在靜載條件下,高強螺栓不會發生破壞。
在風荷載作用下,屋蓋桁架與立體框架梁間產生相對移動,使吊管式懸掛節點連接中產生彎矩,從而使高強螺栓承受了反覆荷載。而高強螺栓受拉勞強度僅為其初始最大承載力的20%,對A490高強螺栓在松、緊五次後,其強度僅為原有承載力的1/3。另外,螺栓在安裝時沒擰緊，連接件中各鋼板沒有緊密接觸。綜上分析該體育館倒塌的主要原因為:高強螺在風荷載作用下,塑料墊層的徐變使螺栓預拉力受到損失,從而加劇了螺栓的疲勞破壞。
3.處理方法
體育館主要承重結構立體框架完好、正常。由於屋頂懸掛設計成吊管連接不適宜,因此,屋頂應重新設計,更換所有的吊管連接件。
4.事故教訓
設計人員常常忽視將風荷載看成動荷藏。這一事故告誡我們,螺栓作為純拉構件,並且這些螺栓只承受由風載產生的動荷載就必須嚴肅地考慮螺栓可能存在的疲勞。
鋼結構建築事故分析（A）材料事故案例（某車間吊車梁鋼材先天性裂縫）
鋼結構建築事故分析（B）變形事故案例（30m跨鋼架扭曲事故）
鋼結構建築事故分析（C）脆性斷裂事故案例（某車間屋蓋因冷脆而倒塌）
鋼結構建築事故分析（D）疲勞破壞案例（體育館因高強螺栓疲勞而塌落）
鋼結構建築事故分析（E）失穩事故案例
鋼結構建築事故分析（F）鏽蝕事故案例