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背景
魔幻2020又双叒出事了，3月7日，福建泉州欣佳酒店倒塌，有71人被困。据官方消息，截至目前，消防部已经救出受困人员70人，其中死亡28人，而还有一人仍未找到。更令人心痛的是，这其中还有一家五口全部遇难，他们因为疫情在此酒店隔离，最小的年仅2岁半……
不知道这糟糕的2020何时能过去呢？
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坍塌危险源分析
据了解，该酒店所在整栋楼共有7层，酒店结构为六层钢结构，1层有很多店面，2~6层用于经营足浴和酒店，7层以上被酒店改成了员工宿舍。
据泉州市政府，欣佳酒店在建设改造审批方面存在严重问题。并且据新京报报道：欣佳酒店所在的楼层原为一整个大厅，后加砌多道墙隔出客房。
所以我们推测，此次酒店坍塌的原因有很大的可能性是为开发酒店徒然增加的地板、墙面，进而增加了很多重量，导致钢结构无法承受，酿成事故。
通俗点讲就是先盖了外面的“壳子”，再贸然地往里面加“东西”，能不倒塌吗？那么如何计算钢框架结构的整体稳定性呢？这里我们使用数值法中的有限单元法。
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有限元模型分析结构稳定性
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模型建立
屈曲分析是用于确定结构开始变得不稳定时的极值荷载和屈曲模态形状的技术，分为特征值屈曲分析与非线性屈曲分析。
特征值屈曲分析用于预测结构发生第一类失稳时分岔点的临界荷载，通过荷载与位移的关系式，对线弹性荷载状态进行求解；非线性屈曲分析用一种逐渐增加荷载的分析技术来求得使结构开始变得不稳定时的临界荷载。显然，我们采用非线性屈曲分析更好。具体步骤如下；
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以增量形式逐级施加荷载；
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在每一荷载增量中通过平衡方程的迭代来使荷载增量达到平衡；
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求解平衡方程：
式中
[KT]——切线刚度矩阵；
——位移增量；
——外部荷载增量；
——内部力向量。
切线刚度矩阵是进行非线性屈曲分析时，判定结构稳定性能的依据。切线刚度矩阵[KT]由下式表示：
式中
[Kε]——线弹性刚度矩阵；
[Kd]——大位移刚度矩阵；
[KG]——几何刚度矩阵。
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进行迭代，直到—允许的范围内。
通过引入了一个附加的未知项——屈曲因子λ（-1
附加约束方程为：
从而荷载因子λ和位移增量{△u}通过弧长半径l关联起来。
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模型求解
首先我们将欣佳酒店钢框架结构的平面布置图简化如下：
然后运用有限元分析软件SAP2000建立有限元分析模型如下图：
在此我们假设酒店建设后，结构底层梁柱翼缘均受损，通过减小底层梁柱翼缘厚度来模拟结构损伤。
根据上述方法求解得到的结构荷载—位移关系曲线如下图：
从图中能够准确的看出，底层柱翼缘厚度为14mm的钢框架极限承载力约为基本荷载的8.02倍，与无损钢框架相比，柱翼缘厚度减小12.5%，极限承载能力下降13.2%；底层柱翼缘厚度为12mm的钢框架极限承载力约为基本荷载的7.14倍，与无损钢框架相比，柱翼缘厚度减小25%，极限承载能力下降22.8%；底层柱翼缘厚度为10mm的钢框架极限承载力约为基本荷载的6.16倍，与无损钢框架相比柱，翼缘厚度减小37.5%，极限承载能力下降33.4%。
通过对结果的分析可知，随着一二层柱翼缘损伤程度的加重，结构承载能力也急剧降低，由此可以得出一二层柱翼缘的受损对结构稳定性影响较大的结论。因此在防护阶段应特别重视，同时应该对结构柱翼缘受损的钢框架进行加固处理，以保证结构的承重和安全性。
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结语
所以在建设钢框架的建筑时，务必要定期检查，改造的建筑更需要注意这样的一个问题。我们不能阻止灾难的发生，但我们大家可以绝对能做到预防，从保护环境开始，从蝙蝠开始，从良心建筑开始。未雨绸缪与亡羊补牢的道理大家都懂，可又有谁能切实做到呢？
愿2020不再有灾难！
参考文献：
吴涛.存在损伤的既有钢框架结构在静荷载作用下的稳定性研究与应用[D].长春工程学院,2017.
（部分图片来自网络）
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