钢结构事故案例分析(二)
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没有设计经验。
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19
• 例题3-10：汉城大桥疲劳破坏 • （简略讲解） • 例题3-11：东北钢桥脆性断裂 • （简略讲解）
精选
20
• 例题3-12：下弦受压失稳大桥瞬间倒塌
• 1907年加拿大魁北克大桥在施工过程中，突然倒塌， 九千吨钢桥全部坠入河中，倒塌持续十余秒钟，75 人遇难。本桥三跨悬伸桥，两个边跨152m，中跨 549m.破坏是悬臂的受压下弦失稳造成。角钢缀条截 面过小是事故的主因。该桥1916年重建时，又因为 施工问题再次倒塌。
精选
23
1995年5月25日早晨，广州海印斜拉桥一根钢索突 然断裂，近百米的钢索坠落在桥面，距离当时大 桥建成6年半。每一根钢索都有近两百根直径 5mm的高强钢丝组合而成。钢索的防腐蚀做法是： 每一小根钢丝表面镀锌50μm，钢丝束组成的钢 索外套高密度聚乙烯管，馆内灌注水泥浆。事故 调查发现，钢丝上段水泥浆未充满，从而腐蚀。 后来对全部钢索更换为高密度聚乙烯直接在镀锌 钝化钢丝上挤压而成的钢索。
精选
13
• 例题3-8：乌鲁木齐某国家粮库专用铁路站台罩棚。
• 跨度30米，拱形波纹屋盖矢高6米，1.4mm的彩色镀 锌钢板，屈服强度280MP.1999年完工，2000年1月大 雪便坍塌。设计强度没有考虑小波影响和二阶效应 影响。承载力明显不足。
精选
14
3.4 第四类----钢桥结构事故
• 例题3-9：重庆綦江桥垮塌
• 概况：厂房分为2部分，一部分是带夹层的 2层，下部是生产车间，上部分是办公室， 另一部分是一层，全是生产车间。15榀 25m*2的门式钢架，每榀6m到10m，屋顶标 高9.1m.电缆桥本是地面通过，改为钢架顶 端通过。
精选
9
• 12
精选
10
• 经过验算，6轴和14轴钢架验算，应力超出。 如下表：梁的强度已经不足，刚度尚可。
精选
21
• 钢结构塑性好，抗拉破坏时变形较大，受压变形
则较小，受压失稳时则呈现脆性破坏。所以网架
的受压杆件可靠度要调高一些，尽量让破坏先从
受拉杆件开始。
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22
3.5 第五类-----钢结构腐蚀事例
腐蚀---会使构件截面减小，修坑会引起应力集中，导 致构件发生脆性断裂破坏。 实例3-13广州海印斜拉桥因锈蚀突然断裂
• 99年垮塌
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15
•新 桥
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16
• 天津彩虹桥
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17
• 四川省德阳市彩虹桥夜景
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18
• 事故原因直接： • 1.吊索部分滑出，使锚杆失效。 • 2.焊接低劣，裂纹、未焊透 • 3.管内混凝土强度达不到，有空隙 • 4.随意更改，构造也有不妥。 • 间接原因：设计、施工、监理均没有资质，
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4
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5
• 原因分析：对积水后荷载进行计算，如下
• 当屋面最深积水达到35cm,支座节点附近受压腹杆接 近压杆压屈的临界荷载，拉力超过螺栓M27的允许承 载力，
• 当积水深度45cm,腹杆压力超过临界值，支座附近的 腹杆压屈，拉杆的高强螺栓拉断，导致网架倒塌。
• 但是网架拉杆在弹性范围内。 • 可以看出，结论与现场情况是吻合的。
内，塌落时锚固钢筋从保护层剥落。
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3
• 例题3-6：某展厅网架倒塌（可以略）
• 概况：某国际展览中心由展厅、会议中心和一座16层酒店组成
• ，共5个展厅，其中4号倒塌。4号屋面采用螺栓球节点网架结 构，22.5m*28.5m.网架结构和屋面均是德国设计，国外施工和 监理，1989年5月建成，6月1日开始使用。1992年9月6-7日深 圳受9215号台风影响，普降大雨，总量130.44mm,尤其是7日 早5-6时，降雨量达到60mm/h.上午7时倒塌。调查发现N1---P1 轴全部塌落，东边屋面构件大面积散落，其余支撑在柱上，部 分下弦杆和腹杆压曲。倒塌现场大量高强螺栓被拉断或折断， 部分杆件明显压屈。从杆件上没有发现杆件拉断和明显的颈缩 现象，也没发现杆件和锥头焊缝拉开。调查中反应网架多次积 水，排水口有堵塞。
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2
• 原因分析：
• 网架塌落正是连降中雨和大雨，腹杆大量出现s形弯 曲，多出是焊缝处开裂或者拔出。
• 设计原因： • 1）.腹杆受压稳定24.0KN<<53.4KN,稳定性不足。 • 施工原因： • 1）.焊接多处未熔透 • 2）.排水坡的小立柱坡度反了，造成积水。 • 3）.屋架预埋件钢板的锚固筋竟然放在圈梁保护层
3.2 第二类-----网架结构质量事故
3.2.1 事故原因：
1.设计失误—荷载组合不当
•
力学模型、计算简图不当
•
节点不当
•
未考虑吊装荷载
•
2.制作失误—下料尺寸不准
•
节点焊接不过关
•
焊接连接质量不满足
•Байду номын сангаас
3.拼装失误—安装顺序失误
•
临时支撑少
•
吊点不合理
•
多台起重机不协调工作
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1
• 例题3-5通讯楼网架坍塌
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24
• 防腐蚀例子：埃菲尔铁塔
• 埃菲尔铁塔是为在巴黎举办的世界博览会 而修建，以其设计者、法国著名建筑师斯 塔夫·埃菲尔的名字而命名，于１８８９ 年３月建成开放。塔高３００余米，塔身 重达９０００吨，分三层。第一层平台距 地面５７米，设商店和餐厅；第二层平台 高１１５米，设有咖啡馆；第三层平台高 达２７６米，供游人远眺，底部面积１万 平方米，在第三层处建筑结构猛然收缩， 直指苍穹。从一侧望去，象倒写的字母 “Ｙ”。该塔由１.８万余个组成部件和２ ５０多万个铆钉构成。有电梯或徒步登塔 顶。入夜，塔顶发出转动着彩色探照灯光， 防飞机碰撞。塔旁竖立长方形白色大理石 柱，柱顶安放斯塔夫埃菲尔镀金头像。
• 由于取消了夹层一侧的三个柱间支撑，引 起墙面石膏板和瓷砖开裂，发生范围很小， 为了节约资金，决定加固。
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11
• 由于生产，不能动火停电，最后采取粘贴 钢板加固。如下：
• 过程：酸洗油漆→砂纸打磨出现金属表面 →上胶→粘贴钢板
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12
• 加固后最大应力191MP<215MP.经过多年 使用良好。
• 概况：某通讯楼为网架结构，焊接空心球节点棋盘 形四角锥网架，平面尺寸13.2m*17.99m,网格数5*7， 网格尺寸2.64m*2.57m,网架高1m,支撑时上弦周边 支撑。材料均为Q235，网架上弦¢73*4钢管，下弦 ¢89*4.5，腹杆¢38*3，空心球¢200*6.图纸注明贴角 焊缝厚度7.5mm，焊条规定是T42.
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6
3.3 第三类----轻钢结构事故
• 轻钢结构：包括门式刚架、冷弯薄壁型钢、薄 壁拱形屋面，空间张拉结构等
• 1.门式刚架结构事故：1992年湛江台风吹到一 批轻钢厂房事故，1998年，浙江地区经历少有 的一场大雪，雪压塌一批。
• 2.拱形波纹钢屋盖：
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7
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8
• 例题3-7：北京某轻钢厂房的超载事故
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• 例题3-10：汉城大桥疲劳破坏 • （简略讲解） • 例题3-11：东北钢桥脆性断裂 • （简略讲解）
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• 例题3-12：下弦受压失稳大桥瞬间倒塌
• 1907年加拿大魁北克大桥在施工过程中，突然倒塌， 九千吨钢桥全部坠入河中，倒塌持续十余秒钟，75 人遇难。本桥三跨悬伸桥，两个边跨152m，中跨 549m.破坏是悬臂的受压下弦失稳造成。角钢缀条截 面过小是事故的主因。该桥1916年重建时，又因为 施工问题再次倒塌。
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1995年5月25日早晨，广州海印斜拉桥一根钢索突 然断裂，近百米的钢索坠落在桥面，距离当时大 桥建成6年半。每一根钢索都有近两百根直径 5mm的高强钢丝组合而成。钢索的防腐蚀做法是： 每一小根钢丝表面镀锌50μm，钢丝束组成的钢 索外套高密度聚乙烯管，馆内灌注水泥浆。事故 调查发现，钢丝上段水泥浆未充满，从而腐蚀。 后来对全部钢索更换为高密度聚乙烯直接在镀锌 钝化钢丝上挤压而成的钢索。
精选
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• 例题3-8：乌鲁木齐某国家粮库专用铁路站台罩棚。
• 跨度30米，拱形波纹屋盖矢高6米，1.4mm的彩色镀 锌钢板，屈服强度280MP.1999年完工，2000年1月大 雪便坍塌。设计强度没有考虑小波影响和二阶效应 影响。承载力明显不足。
精选
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3.4 第四类----钢桥结构事故
• 例题3-9：重庆綦江桥垮塌
• 概况：厂房分为2部分，一部分是带夹层的 2层，下部是生产车间，上部分是办公室， 另一部分是一层，全是生产车间。15榀 25m*2的门式钢架，每榀6m到10m，屋顶标 高9.1m.电缆桥本是地面通过，改为钢架顶 端通过。
精选
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• 12
精选
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• 经过验算，6轴和14轴钢架验算，应力超出。 如下表：梁的强度已经不足，刚度尚可。
精选
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• 钢结构塑性好，抗拉破坏时变形较大，受压变形
则较小，受压失稳时则呈现脆性破坏。所以网架
的受压杆件可靠度要调高一些，尽量让破坏先从
受拉杆件开始。
精选
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3.5 第五类-----钢结构腐蚀事例
腐蚀---会使构件截面减小，修坑会引起应力集中，导 致构件发生脆性断裂破坏。 实例3-13广州海印斜拉桥因锈蚀突然断裂
• 99年垮塌
精选
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•新 桥
精选
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• 天津彩虹桥
精选
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• 四川省德阳市彩虹桥夜景
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• 事故原因直接： • 1.吊索部分滑出，使锚杆失效。 • 2.焊接低劣，裂纹、未焊透 • 3.管内混凝土强度达不到，有空隙 • 4.随意更改，构造也有不妥。 • 间接原因：设计、施工、监理均没有资质，
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• 原因分析：对积水后荷载进行计算，如下
• 当屋面最深积水达到35cm,支座节点附近受压腹杆接 近压杆压屈的临界荷载，拉力超过螺栓M27的允许承 载力，
• 当积水深度45cm,腹杆压力超过临界值，支座附近的 腹杆压屈，拉杆的高强螺栓拉断，导致网架倒塌。
• 但是网架拉杆在弹性范围内。 • 可以看出，结论与现场情况是吻合的。
内，塌落时锚固钢筋从保护层剥落。
精选
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• 例题3-6：某展厅网架倒塌（可以略）
• 概况：某国际展览中心由展厅、会议中心和一座16层酒店组成
• ，共5个展厅，其中4号倒塌。4号屋面采用螺栓球节点网架结 构，22.5m*28.5m.网架结构和屋面均是德国设计，国外施工和 监理，1989年5月建成，6月1日开始使用。1992年9月6-7日深 圳受9215号台风影响，普降大雨，总量130.44mm,尤其是7日 早5-6时，降雨量达到60mm/h.上午7时倒塌。调查发现N1---P1 轴全部塌落，东边屋面构件大面积散落，其余支撑在柱上，部 分下弦杆和腹杆压曲。倒塌现场大量高强螺栓被拉断或折断， 部分杆件明显压屈。从杆件上没有发现杆件拉断和明显的颈缩 现象，也没发现杆件和锥头焊缝拉开。调查中反应网架多次积 水，排水口有堵塞。
精选
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• 原因分析：
• 网架塌落正是连降中雨和大雨，腹杆大量出现s形弯 曲，多出是焊缝处开裂或者拔出。
• 设计原因： • 1）.腹杆受压稳定24.0KN<<53.4KN,稳定性不足。 • 施工原因： • 1）.焊接多处未熔透 • 2）.排水坡的小立柱坡度反了，造成积水。 • 3）.屋架预埋件钢板的锚固筋竟然放在圈梁保护层
3.2 第二类-----网架结构质量事故
3.2.1 事故原因：
1.设计失误—荷载组合不当
•
力学模型、计算简图不当
•
节点不当
•
未考虑吊装荷载
•
2.制作失误—下料尺寸不准
•
节点焊接不过关
•
焊接连接质量不满足
•Байду номын сангаас
3.拼装失误—安装顺序失误
•
临时支撑少
•
吊点不合理
•
多台起重机不协调工作
精选
1
• 例题3-5通讯楼网架坍塌
精选
24
• 防腐蚀例子：埃菲尔铁塔
• 埃菲尔铁塔是为在巴黎举办的世界博览会 而修建，以其设计者、法国著名建筑师斯 塔夫·埃菲尔的名字而命名，于１８８９ 年３月建成开放。塔高３００余米，塔身 重达９０００吨，分三层。第一层平台距 地面５７米，设商店和餐厅；第二层平台 高１１５米，设有咖啡馆；第三层平台高 达２７６米，供游人远眺，底部面积１万 平方米，在第三层处建筑结构猛然收缩， 直指苍穹。从一侧望去，象倒写的字母 “Ｙ”。该塔由１.８万余个组成部件和２ ５０多万个铆钉构成。有电梯或徒步登塔 顶。入夜，塔顶发出转动着彩色探照灯光， 防飞机碰撞。塔旁竖立长方形白色大理石 柱，柱顶安放斯塔夫埃菲尔镀金头像。
• 由于取消了夹层一侧的三个柱间支撑，引 起墙面石膏板和瓷砖开裂，发生范围很小， 为了节约资金，决定加固。
精选
11
• 由于生产，不能动火停电，最后采取粘贴 钢板加固。如下：
• 过程：酸洗油漆→砂纸打磨出现金属表面 →上胶→粘贴钢板
精选
12
• 加固后最大应力191MP<215MP.经过多年 使用良好。
• 概况：某通讯楼为网架结构，焊接空心球节点棋盘 形四角锥网架，平面尺寸13.2m*17.99m,网格数5*7， 网格尺寸2.64m*2.57m,网架高1m,支撑时上弦周边 支撑。材料均为Q235，网架上弦¢73*4钢管，下弦 ¢89*4.5，腹杆¢38*3，空心球¢200*6.图纸注明贴角 焊缝厚度7.5mm，焊条规定是T42.
精选
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3.3 第三类----轻钢结构事故
• 轻钢结构：包括门式刚架、冷弯薄壁型钢、薄 壁拱形屋面，空间张拉结构等
• 1.门式刚架结构事故：1992年湛江台风吹到一 批轻钢厂房事故，1998年，浙江地区经历少有 的一场大雪，雪压塌一批。
• 2.拱形波纹钢屋盖：
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• 例题3-7：北京某轻钢厂房的超载事故