钢结构的失稳事故
钢结构倒塌案例
郑州市中原区一在建7层钢构房倒塌造成3死3伤作者：河南商报浏览次数：63时间：2011-08-22 10:30:50[收藏]救援现场。
《河南商报》供图据《河南商报》报道20日，郑州市中原区一在建7层钢构房倒塌，造成3死3伤。
事发后，郑州市市长赵建才等紧急赶往现场。
事故楼位于中原区须水镇西岗村大庄村，主体倒成弧形压在相邻平房上关键词：郑州市中原区钢构救援现场。
《河南商报》供图据《河南商报》报道20日，郑州市中原区一在建7层钢构房倒塌，造成3死3伤。
事发后，郑州市市长赵建才等紧急赶往现场。
事故楼位于中原区须水镇西岗村大庄村，主体倒成弧形压在相邻平房上，与平房相连的一间小屋被压垮。
倒塌的钢构楼内，是钢架和碎裂的楼板。
钢构楼占地100平方米左右。
据村民郭永东说，下午两点多，他听到“轰”的声音，马上出门，爬上倒塌的楼，看到废墟上躺着两名伤者，“身上有血，但还能说话”。
他与现场其他工人一起，将两名伤者抬下楼。
很快，消防官兵赶到救援。
直到下午6点半左右，消防官兵离去。
当晚，解放军第153中心医院急诊科接待护士说，事故中已有3人死亡、3人受伤，伤者正在进行抢救，伤情比较重。
事故发生后，郑州市市长赵建才紧急赶往现场，指挥救援。
赵建才透露，由于楼房整体框架是钢结构，地基太浅，导致了整体的倾塌。
据须水派出所工作人员介绍，目前钢构楼房主已被控制，由专案组负责。
有知情者称，楼主是西岗村大庄村9队村民郭某，他是盖7层楼，盖到5层塌了，楼房用的全是钢筋，没有砖头，是私自盖的楼。
据获救工人说，楼上当时有8人，死亡3人，受伤3人。
西岗村大庄村多名村民说，倒塌的楼房是该村第一幢钢构楼，之前没见过这种楼。
他们知道盖7层楼房属于违规，但村里不少人家都盖得比较高，用来出租。
锡林郭勒一公司发生施工倒塌事故3死8伤作者：李国萍来源：北方新报点击： 155 评论：0更新日期：2012年08月21日8月19日16时左右，锡林郭勒盟运通煤炭储运有限责任公司施工现场发生钢结构倒塌事故，造成3人死亡、8人不同程度受伤。
钢结构的三大隐患
钢结构的三大隐患隐患之一——失稳钢结构的失稳分两类：整体失稳和局部失稳。
整体失稳大多数是由局部失稳造成的，当受压部位或受弯部位的长细比超过允许值时，会失去稳定。
它受很多客观因素影响，如荷载变化、钢材的初始缺陷、支承情况的不同等。
支撑往往被设计者或施工者所忽视，这也是造成整体失稳的原因之一。
在吊装中由于吊点位置的不同，桁架或网架的杆件受力可能变号，造成失稳;脚手架倾覆、坍塌或变形大多是因为连杆不足、没有支撑造成的。
很多可能发生荷载变化的重要结构如桥梁、桁架、水工闸门、导弹发射架等，多采用超静定结构，因它有赘余杆件，可预防因一个杆件失稳而造成整体失稳。
又如钢组合梁中由于腹板高而薄或翼缘宽而薄也会造成局部失稳。
回顾历史，值得我们警惕的是，随着钢结构的出现，就伴随着失稳事故的发生，所以无论设计或施工，保证结构稳定应铭刻在心。
隐患之二——腐蚀如果失稳是急性病的话，腐蚀则是慢性病。
普通钢材的抗腐蚀性能较差，尤其是处于湿度较大、有侵蚀性介质的环境中，会较快地生锈腐蚀，削弱了构件的承载力。
例如转炉车间的钢屋架，平均腐蚀速度为每年0.10-0.16mm.据统计，全世界每年钢铁年产最的30%～40%因腐蚀而失效，净损失约10%.我国在一次钢筋混凝土屋架、木屋架、钢木屋架和钢屋架等的事故统计中发现，钢屋架出现倒塌事故占38.62%，而由于腐蚀并缺乏维修的原因占比重很大。
过去对于外露钢材仅仅是喷涂(刷)两道防锈漆，实践证明，由于施工中不可能用涂料把空气完全隔绝，在使用时也缺乏定期维护措施，所以这种作法效果并不显著。
用镀锌、喷铝等消极作法，其成本和效果也不太理想。
近年来冶金行业采用在冶炼中加入适量的磷、铜、铬和镍，形成耐腐蚀的合金钢，能在表面上形成致密的防锈层，起到隔离覆盖作用，不失为一种积极作法。
隐患之三——火灾钢材的耐温性较差，其许多性能随温度升降而变化，当温度达到430-540℃之间时，钢材的屈服点、抗拉强度和弹性模量将急剧F降，失去承载能力。
钢结构事故案例分析(一)
• 原因分析： • 1.事发当天气温-4°，无风，连续6个小时下 中雪。改变用途后，荷载超出应力值的 28.5%，积灰荷载没有校核。 • 2.屋架是瞬变体系，稳定性差。 • 3.下弦弯钩要求焊死，有一处漏焊了，由此 处发展破坏。 • 4.应该定期清理积灰，却没人打扫。
• 例题3-3：23榀大跨屋架倒塌 • 概况：河北省的某厂铸造车间，长83m，分三期建成。 一期83年10月完工，共15间开间3.3.钢筋混凝土吊车梁， 三铰拱轻钢屋架，屋面是轻钢檩条，铺木望板、挂水泥 瓦。屋架下弦标高10.5m。砖墙承重。二期工程由原来 四间向东接8个开间，开间尺寸4m，屋架下弦标高8.25m 其余同一期工程。1984年7月开始在室内增建两排钢筋 混凝土柱子，横向柱距16.5m，纵向柱距与厂房开间相 同，柱顶是现浇钢筋混凝土吊车梁，设3t和5t吊车各一 台。1986年1月投入使用。
实际施工时没完全按照标准程序施工有的层重有的轻最终荷载464nmm2设计值303nmm2所以竣工荷载是造成事故的主要原因1焊接质量不合乎规范按照钢结构工程施工和验收规范三级焊缝检查不合格率如下第一榀292第二榀311第三榀452第四榀301第五榀396起到稳定关键作用的矩形箍筋不合格率50左右焊缝脱开20处
第3章 钢结构工程事故
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高层建筑钢结构的倒塌原因与事故案例分析
高层建筑钢结构的倒塌原因与事故案例分析近年来，随着城市的不断发展和人口的增加，高层建筑在城市中的比例也逐渐增加。
然而，高层建筑之中的钢结构倒塌事故发生频率的增加引起了人们的关注。
针对这一问题，本文将对高层建筑钢结构的倒塌原因进行分析，并举例说明一些历史上发生的事故案例，以期在设计和施工过程中避免类似问题的再次发生。
高层建筑钢结构的倒塌原因主要可以归结为以下几点：1. 承载力不足：高层建筑的钢结构需要能够承受巨大的重力和外力荷载。
然而，如果在设计和施工阶段出现错误，导致结构计算不准确或施工质量不达标，就会出现承载力不足的情况。
例如，设计过程中荷载估算不准确、钢材质量不合格、焊接强度不够等都可能导致钢结构的承载力不足，进而引发倒塌事故。
2. 缺乏有效的监测与维护：高层建筑钢结构的监测与维护是防止倒塌的重要环节。
然而，一些高层建筑的钢结构缺乏有效的监测体系和维护措施，导致在使用过程中难以及时发现结构存在的问题。
如果钢结构存在隐患而未能及时维修或更换，就会增加事故发生的可能性。
例如，长期暴露在恶劣环境中的钢结构容易受到腐蚀和疲劳等损害，如果不进行及时检修和维护，就可能引发倒塌事故。
3. 自然灾害：自然灾害是导致高层建筑钢结构倒塌的重要原因之一。
例如，地震、风暴等极端天气情况下，钢结构容易受到破坏。
如果钢结构的设计和施工未能考虑到这些自然灾害因素的影响，就会增加结构的脆弱性，进而引起倒塌风险。
下面是几个高层建筑钢结构倒塌的实际事故案例：1. 深圳茶光大厦倒塌事故（2015年）：这起事故发生在深圳市，是中国历史上最严重的高层建筑倒塌事故之一。
该建筑在施工过程中存在质量问题，施工方未能严格按照设计要求进行操作。
导致结构出现严重的扭曲变形，最终引发整个建筑的倒塌，造成多人死伤。
2. 加拿大奇科卡塔灾难（1971年）：这次灾难发生在加拿大蒙特利尔市的一座高楼项目中。
施工过程中使用了飞行式模板技术，但设计和施工人员未能考虑到加拿大严寒的气候条件。
钢结构事故种类和表现
L90×56×6的不等边角钢。
L160×14
裂缝 L160×14
加固角钢
补强角钢
14
加固角钢 L90×56×6
拼接角钢
加固角钢
补强角钢 L63×6 豁口
1.2 钢结构的变形事故
1. 钢结构变形类型及产生的原因
变形可分为总体变形和局部变形。 总体变形指整个结构的外形和尺寸发生变化，出现 弯曲、畸变和扭曲等； 局部变形指结构构件在局部区域内出现变形。如构件 凹凸变形、端面的角变位、板边褶皱波浪形变形等。 总体变形与局部变形在结构中可能单独出现，更多的是 组合出现。变形都会影响到结构的美观，降低构件的刚度 和稳定性，给连接和组装带来困难，尤其是附加应力的产 生，将严重降低构件的承载力，影响到整体结构的安全。
撞击等；
6）修补焊缝。
修补焊缝的方法：
① 对接焊缝，磨去焊缝表面余高部分。如果焊缝内部无显 著缺陷，疲劳强度可以提高到和母材相同。
② 角焊缝，应打磨焊趾。不仅磨去切口，还要将板磨去 0.5mm，以除去侵入的焊渣。打磨后的表面不应有明显 刻痕。
③ 对于角焊缝的趾部，用气体保护钨弧重新熔化，可以起 到消除切口的作用。
2．材料事故的处理方法
（5）焊缝裂纹处理
对于焊缝裂纹，原则上要刨掉重焊（用碳孤气刨或 风铲），对承受静载的实腹梁翼缘和腹板处的焊缝裂纹， 可采用在裂纹两端钻上止裂孔，并在两板之间加焊短斜 板方法处理，斜板厚度应大于裂纹长度。
3．事故实例分析
（1）工程及事故概况
车间为5跨单层厂房，全长759m,宽159m，屋盖共 有钢屋架118榀，40榀屋架下弦角钢为2L160×14，其 肢端普遍存在不同程度的裂缝。裂缝深2~5mm，个别 达20mm，裂缝宽0.1~0.7mm，长0.5~10m不等。
钢结构事故的分析与处理
5.3钢结构事故的预防措施
5 钢结构防腐处理的质量控制
1.油漆、稀释剂和固化剂种类和质量必须符合设计要求。 2.涂漆基层钢材表面严禁有锈皮、并无焊渣、焊疤、灰尘、油污和水
等杂质。用铲刀检查经酸洗和喷丸(砂)工艺处理的钢材表面必须露出 金属色泽。 3.观察检查有无误涂、漏涂、脱皮和反锈。 4.涂刷均匀，色泽一致，无皱皮和流坠，分色线清楚整齐。 5.干漆膜厚度要求125m(室内钢结构)或150m(室外钢结构)。
3）要观察检查构件外观，以构件正面无明显凹面和损伤为合格。 4）各种结构构件组装时顶紧面贴紧不少于75％，且边缘最大间隙不
超过0.8mm。 5）构件制作允许偏差均应符合《建筑安装工程质量检验评定标准》。
5.3钢结构事故的预防措施
2 钢结构焊接的质量控制
1）焊条、焊剂和施焊用的保护气体等必须符合设计要求和钢结构焊 接的专门规定。
3.对结构上的缺陷损伤(包括位移、翘曲等)一般应首先予以修复，然 后进行固，加固时，应先装配好全部加固零件，以先两端后中间用点 焊固定。
4.在荷载下用焊接加固时，应慎重选择焊接工艺(如电流、电压、焊 条直径、焊接速度等)使被加固构件不致由于过度灼热而丧失承载力。
5.4 钢结构加固方法
5.在承载状态下加固时，确定施工焊接程序应遵循下列原则： (1)应让焊接应力(焊缝和钢材冷却时收缩应力)尽量减少，并能促使
33．5 m跨的有11孔．1901年由俄国建造，1914年发现裂纹．中苏双 方试验结果表明，该桥使用的钢材(从比利时买进的马丁炉钢)，脱氧 不够，氧化铁及硫增加了钢材的脆性，特别是金相颗粒不均匀，所以 不适合低温加工，其玲脆临界温度为0℃，而使用时最低气温为一 40℃，这是造成裂缝的主要原因当时得出结论有四点：(1)该桥的实 际负荷不大；(2)大部分裂纹不在受力处；(3)钢材的金相分析表明材 质不均匀；(4)各部分构件受力情况较好，所以钢桥可以继续使用．
门式刚架轻钢结构在安装时失稳倒塌的原因及预防措施全套
门式刚架轻钢结构在安装时失稳倒塌的原因及预防措施全套门式刚架轻钢结构在安装时发生倒塌,已不是个别现象,许多钢构公司发生过这类事件。
轻钢结构是靠各构件连接在一起相互约束才形成具有空间稳定的结构,才具有设计预定的承载能力,在安装时,单个构件不受约束,或约束很少,是极不稳定的,突出的问题是,正在安装的门式刚架被风侧向吹倒（面外倒塌）。
下面用一个算例来分析在施工中两个阶段的门式刚架安全问题:某一轻型门式刚架厂房,跨度L=30m,柱距9m檐高H=9m,坡度1:10,B类场地,当地风压0.6kN∕m2,施工时的风压按30%估算（相当于6~7级风力）,风荷体型系数取13梁柱截面尺寸见（图1）,钢材Q345o1.按施工第一阶段各类支撑尚未安装,此时为独立一根无支撑刚架屋盖梁受风荷载:qL=p∙ps∙ho∙vb=1.0×1.3X0.75X（0.6X0.3）=0.176kN∕m 柱子受风荷载：qz=lz∙Ps∙ho∙o=1.0×1.3×0.65×（0.6×0.3）=0.152kN∕m屋盖梁的侧向弯矩:My=I9.8kN∙m屋盖梁侧向抗弯模量Wy=51.2cm3屋盖梁应力d=345N∕mm2屋盖梁已开始屈服,有倒塌的危险柱子底部弯矩Mz=29.92kN∙m柱子抗弯模量W=192cm3柱子底部应力6=156N∕m2<fy=345N∕mm2,无问题。
柱底4个M24锚栓按15OmmXI50mm分布,柱底板离混凝土基础面有70mm（考虑柱底采用螺母调节安装标高,灌浆层需加大20mm）作为灌浆层,在灌浆之前,水平力作用在柱顶犹如拨钉之杠杆使锚栓分别承受拉、压力作用,见（图2）.每个锚栓受力Nl=9.7kN（d为锚栓间距）,查钢结构手册,每个M24锚栓受拉承载力[N]=49.4kN<99.7kN,刚架将因错栓被拉、压破坏而倒塌.为防止出现此种状况,可设置临时风缆绳,使风荷载由缆绳承担,可保证结构安全。
2024年钢结构倒塌(钢结构倒塌事故的处理案例)
责任追究与处罚决定
根据事故调查报告，上级主管部门对事故责任单位和责 任人进行责任追究。
对于存在管理漏洞、安全隐患的单位，责令限期整改， 并跟踪督导整改落实情况。
对于违反法律法规、标准规范的行为，依法依规进行处 罚，包括罚款、吊销执照、追究刑事责任等。
极端天气条件下的暴雨或洪水可 能对结构产生冲刷、浸泡等影响应与救援措施
Chapter
报警、疏散及现场管控
立即报警
事故发生后，现场人员应立即拨 打紧急电话报警，报告事故发生
地点、情况和人员伤亡情况。
人员疏散
在确保自身安全的前提下，现场 人员应迅速疏散到安全区域，避
结构体系不合理
结构体系的选择和布置不合理，如 支撑体系不完善、刚度分布不均等 ，导致结构在受力状态下产生过大 的变形和应力集中。
施工质量问题
材料质量不达标
使用的钢材、焊接材料、连接件等质 量不符合要求，如强度不足、化学成 分不合格等。
监管不到位
施工过程中的质量监管不到位，未能 及时发现和纠正施工中的质量问题。
提高施工人员的技能水平和安全意识，确保施工质量和安全。
完善应急预案，提高救援能力
制定针对性的应急预案
根据钢结构倒塌事故的特点和可能造成的危害，制定相应的应急 预案。
加强应急演练
定期组织应急演练，提高应急救援队伍的快速反应和处置能力。
完善救援装备和设施
配备先进的救援装备和设施，提高救援效率和质量。
加强行业监管，提高安全意识
施工质量差
施工过程中存在焊接质量差、连接不 牢固、安装偏差大等问题，导致结构 整体稳定性差。
钢结构失稳
钢结构失稳1、引言稳定性是钢结构的一个突出问题。
在各种类型的钢结构中，都会遇到稳定问题。
对于这个问题处理不好，将会造成不应有的损失。
现代工程史上不乏因失稳而造成的钢结构事故，其中影响最大的是1907年加拿大魁北克一座大桥在施工中破坏，9000吨钢结构全部坠入河中，桥上施工的人员75人遇难。
破坏是由于悬臂的受压下弦失稳造成的。
而美国哈特福特城的体育馆网架结构，平面92m×110m,突然于1978年破坏而落地，破坏起因可能是压杆屈曲。
以及1988年加拿大一停车场的屋盖结构塌落，1985年土耳其某体育场看台屋盖塌落，这两次事故都和没有设置适当的文撑有关 [1]。
在我国1988年也曾发生l3.2×l7.99m网架因腹杆稳定位不足而在施工过程中塌落的事故。
从上可以看出，钢结构中的稳定问题是钢结构设计中以待解决的主要问题，一旦出现了钢结构的失稳事故，不但对经济造成严重的损失，而且会造成人员的伤亡，所以我们在钢结构设计中，一定要把握好这一关。
目前，钢结构中出现过的失稳事故都是由于设计者的经验不足，对结构及构件的稳定性能不够清楚，对如何保证结构稳定缺少明确概念，造成一般性结构设计中不应有的薄弱环节。
另一方面是由于新型结构的出现，如空间网架，网壳结构等，设计者对其如何设计还没有完全的了解。
本文针对这些问题提出了在设计中应该明确在钢结构稳定设计中的一些基本概念，以及对新型钢结构稳定性研究应该了解的一些问题并且应该懂得如何解决这些问题。
只有这样我们在设计中才能更好处理钢结构稳定问题。
2、钢结构稳定设计的基本概念2.1 强度与稳定的区别[2]强度问题是指结构或者单个构件在稳定平衡状态下由荷载所引起地最大应力（或内力）是否超过建筑材料的极限强度，因此是一个应力问题。
极限强度的取值取决于材料的特性，对混凝土等脆性材料，可取它的最大强度，对钢材则常取它的屈服点。
稳定问题则与强度问题不同，它主要是找出外荷载与结构内部抵抗力间的不稳定平衡状态，即变形开始急剧增长的状态，从而设法避免进入该状态，因此，它是一个变形问题。
钢结构事故案例分析(二)
• 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。
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。
构本身计算（图集中也有不合理之处） • 例题3-1：四楼接层钢屋架倒塌等
• 3.2 第二类-----网架结构质量事故
• 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
• 3.拼装失误—安装顺序失误、临时支撑少
• 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.
•
吊点不合理、多台起重机不协调工作
• 例题3-5通讯楼网架坍塌
钢结构事故现象及原因分析
钢结构事故现象及原因分析一、施工机械操作不当造成事故总结（一）事故经过*月*8日下午17点左右****钢结构公司在进行2#库5轴/A-D轴的屋面梁吊装作业时，由于左前侧吊车支腿突然下陷而导致吊车失稳发生侧翻。
此时屋面梁已经起吊至10米高度，结果造成吊车司机两只脚踝骨折，三榀屋面梁变形无法使用。
（二）事故后措施事故发生后安装商将吊车司机第一时间送至医院进行治疗，经检查两只脚踝处有骨折现象，其余没有损伤。
同时将事发区域用警戒旗进行围护，防止闲杂人员接近危险区域；并对泄漏的柴油用桶盛接，对于已经漏至地面的柴油用泥土予以掩埋。
当晚将受损变形的钢梁拆卸后吊至地面，保证其安全状态。
*日上午将侧翻吊车复位，吊车修理厂家到场进行修理。
（三）事故原因分析*月*日上午10点业主、监理、总包各方集中开会就事故原因及后续措施进行讨论。
各方认为事故原因主要是：1、场地地基条件太差，**日傍晚刚下过大雨；道渣回填不到位且未经压实，无法满足吊装需要。
2、吊车在吊装作业时没有仔细核查支腿处场地情况，且支腿时垫木体积过小。
（四）后续措施经各方开会讨论决定，在后续的结构吊装作业时由钢结构安装商派专人在现场指导所需吊装场地范围及道路，由总包配合按要求将场地压实直至满足吊装需要。
经验收后方可进行吊装作业，否则坚决不许施工。
在吊装时安装商必须有专职安全员在场监督，起吊前严格检查吊车机具情况以及支腿处场地条件和垫木情况；不合格一律不准吊装。
二、施工安全管理保护不到位造成事故总结（一）工程情况此工程为******在建厂房，建筑面积44013㎡,檐口高度：高跨17.6米，低跨：12米。
建筑物总长230米、宽205米，单跨24米。
（二）事故现场情况**年*月**日早上，**项目部班长***安排****等六名安装工进行5-6轴/F2-G轴的屋面吊顶板安装工作。
上午7点15分，组长***带领6名组员在8轴附近移打吊顶板架子，***一人去倒板，在行走的过程中踩在吊顶板上下板搭接处时，因搭接处上下板未缝合好，上节板已打钉，下节板虚插在上节板上工人行走到此位置时突然坠落至地面。
浅析结构失稳破坏
浅析钢结构的失稳破坏土木工程学院2008级 王贤顺 20080420426建筑结构破坏事故的发生,因失稳破坏者屡见不鲜。
由于钢结构强度高,用它制成的构件比较细长,截面相对较小,组成构件的板件宽而薄,因而在荷载作用下容易失去稳定性。
结构或压杆在压缩载荷或其他特定载荷作用下,在某一位置保持平衡构形,当载荷小于一定的数值时,微小外界扰动使其偏离初始平衡构形,外界扰动除去后,构件仍能回复到初始平衡构形,则称初始平衡是稳定的;当载荷大于一定的数值时,微小外界扰动使其偏离初始平衡构形,外界扰动除去后,构件不能回复到初始平衡构形,则称初始平衡是不稳定的。
不稳定的平衡构形在任一微小的外界扰动下,都要转变为其他形式的平衡构形,这种过程称为失稳。
失稳就是稳定性失效,也就是受力构件散失保持稳定平衡的能力,比如指结构或构件长细比（如构件长度和截面边长之比）过大而在不大的作用力下突然发生作用力平面外的极大变形而不能保持平衡的现象。
失稳将导致构件失效,这种失效称为屈曲失效。
由于屈曲失效往往具有突发性,常常会发生灾难性后果,因此研究结构的屈曲失效在工程设计中是非常重要的。
稳定的平衡位置与不稳定的平衡位置之间的分界点称为临界点,临界点所对应的载荷称为临界载荷Pcr 。
随着工程材料的发展,构件可以做得更精美,对深入研究和解决稳定问题更为重要,尤其是确定压杆或结构的临界载荷。
归纳起来,确定结构失稳的最小载荷,即是确定结构失稳的临界载荷;确定结构承载的最大极限值,也是确定结构的临界载荷;确定结构的许可载荷是确定含有安全系数的临界载荷。
工程设计中静定结构的临界载荷的确定,只要是组成静定结构的构件之一失稳时,结构将失去平衡能力,此时的外载荷就是结构的临界载荷。
静不定结构也叫超静定结构,它含有平衡要求之外的多余构件,称多余约定,当多余约束失稳时,结构仍具有承载能力,只有当最后的静定结构也失去平衡能力时,对应的载荷才是静不定结构的临界载荷。
钢结构工程施工质量事故分析3篇
钢结构工程施工质量事故分析3篇钢结构工程施工质量事故分析1钢结构工程施工质量事故分析随着钢结构工程在建筑行业中的广泛应用，其在建筑施工中所占的重要地位也越来越受到人们的重视。
钢结构工程在建筑施工中的主要特点是施工速度快、质量高、工期短，然而在实际施工过程中，钢结构工程中的施工质量事故也时有发生。
这些事故不仅会造成人员伤亡和财产损失，还会影响游客的游览体验，给建筑公司的信誉带来不良影响。
因此，深入分析钢结构工程施工质量事故成因，提出控制措施和预防方法，对提高施工质量和工程安全具有重要意义。
一、钢结构工程施工质量事故的分类钢结构工程施工质量事故一般可分为以下四类：1. 设计质量不足引发的事故：这类事故主要是由于设计师在设计过程中未能考虑到建筑施工中的具体情况，造成设计不够完善，从而导致工程质量问题。
2. 材料质量不合格引发的事故：这类事故主要是由于材料采购环节中出现了问题，例如采购了质量不合格的钢材、焊材等原材料，从而导致工程质量问题。
3. 施工方法不规范引发的事故：这类事故主要是由于施工人员在施工过程中因为经验不足、操作不规范等原因所导致的工程质量问题。
4. 管理不当引发的事故：这类事故主要是由于建筑公司在工程管理过程中存在漏洞，导致工程质量问题和事故的发生。
钢结构工程施工质量事故的发生是多方面因素所致，建筑公司在开展施工前，需要充分考虑工程的可行性、工期控制、环境保护等方方面面，从而确保施工的安全、质量和进度。
二、钢结构工程施工质量事故的原因分析1. 设计质量不足设计质量不足是导致钢结构工程施工质量事故的重要原因之一。
设计师在设计过程中未能实地考察施工现场情况，造成设计不够完善，才会在施工过程中出现问题。
同时，在设计过程中，也需要考虑到防火、防氧化等因素，不能仅追求外形美观和造型新颖。
因此，建筑公司在选择设计机构时，应该考虑到设计机构的经验、能力和口碑，确保设计质量合格。
2. 材料质量不合格材料质量不足也是导致钢结构工程施工质量事故的重要原因之一。
钢结构工程坍塌事故案例
钢结构工程坍塌 事故案例
2020年1月18日
目录
黎城县“3·2”储煤场棚化钢网架倒塌事故
鄂托克旗煤棚工程 “6·8”钢结构安全事故 上海昭化路148号①幢厂房“5·16”坍塌重大 事故 安远县在建钢结构厂房倒塌事故
钢结构网架工程施工安全管理要求
黎 城 县 国 新 能 源 煤 炭 运 销 有 限 公 司 “ 3 ·2 ” 储 煤 场棚化钢网架倒塌事故
二 、事故死亡3人，受伤3人。
三、事故原因和性质
（一）直接原因。
施工方案未经计算设置临时支架，施工中拆除北侧临时支架，致使已安装网架在临时 支架拆除区域刚度极度削弱、变形增大，在未恢复已拆除临时支架的前提下，继续违 规冒险组织安装作业，导致网架失稳倒塌。主要有两方面因素：
1.施工方案未经计算设置临时支架且未经专家论证，无安全技术交底，违规施工。施 工单位未按照规定对施工阶段不同工况的网架受力进行模拟计算分析，未确定临时支 架的位置、数量及拆除时间，且该施工方案未按规定进行专家论证。施工前未按规定 进行书面安全技术交底，凭个人经验施工。
钢结构事故分析
钢结构事故分析钢结构的事故及分析摘要：钢结构虽然有很多优点，但是其自身不可回避的缺点也给工程实际带来了许多事故，为此文章对钢结构的事故种类进行了总结分析，将钢结构事故分为了材料事故、变形事故、失稳事故、疲劳破坏事故、腐蚀事故、火灾事故等。
并且对事故原因防治措施提出了合理建议。
关键词：钢结构、事故、作为一种新型的结构体系，钢结构以其强度高、自重轻、塑性和韧性好、抗震性能优越、工厂化生产程度高、装配方便、造型美观、综合经济效益显著等一系列优点，受到国内外建筑师和结构工程师的青睐，在高层、大跨建筑领域显示出其无与伦比的优势。
我国国内建筑领域的钢结构也同其它发达国家一样，呈现出蓬勃发展的势头，取得了很大成就。
但任何事物都有着它的两面性，钢结构也有其自身的缺陷和不足: 稳定性差、脆性断裂、耐火性能不理想、不具耐腐蚀性。
由此引发的工程事故也是屡见不鲜。
钢结构事故造成了巨大的经济损失和人员伤亡，其中较为严重的有：1907年，加拿大魁北克桥(Quebec)在架设过程中由于悬臂端的杆件失稳，导致桥上75人遇难；1960年，罗马尼亚布加勒斯特的一座直径为90m的圆球面单层网壳因失稳发生倒塌事故；1978年，美国哈特福特城的体育场网架因为压杆弯曲而坠落到地面；2021年，上海环球金融中心在施工中发生火灾事故，使整个钢结构性能被破坏。
而2021年，美国纽约世贸中心大楼在9.11事件中的轰然倒塌，这场恶梦更使工程界人士认识到开展钢结构工程事故分析的重要性。
经过多年研究观察，钢结构事故可以分为以下几种：1. 钢结构的材料事故钢结构材料事故是指由于材料本身的原因引起的事故。
钢结构所用材料包括钢材（Q235、16Mn、15MnV等）和连接材料（螺栓、焊材等）两大类。
影响钢材性能的主要因素有有害化学成分超标、冶金轧制缺陷、硬化使钢材的塑性和韧性降低、应力集中以及温度过高或过低等。
引发钢结构材料事故的常见因素有钢材质量不合格、螺栓质量不合格、焊接材料质量不合格、设计选材不当、制作安装工艺不合理、母材与焊接材料不匹配、随意混用或替代材料等。
钢结构的失稳事故
在此强调一点，稳定分岔失稳和不稳定分岔 失稳对缺陷的敏感性截然不同。图中虚线所示的是 构件有几何缺陷时荷载与变形关系。稳定分岔失稳 虽有缺陷，但荷载仍然可以高于临界值；而不稳定 分岔失稳，荷载的极低值比无缺陷时大幅度降低。 因此不稳定分岔失稳对缺陷特别敏感。设计该类结 构时若无视缺陷影响，必将带来严重后果。
(1)稳定分岔失稳
这类屈曲的特点是有一稳定的平衡状态，结 构在到达临界状态时，从未屈曲的平衡位形过 渡到无限邻近的屈曲平衡位形，即由直杆而出 现微弯。此后变形的进一步加大，要求荷载增 加。如图，直杆轴心受压和平面在中面受压都 属于此类情况，板有较显著的屈曲后强度，目 前在门式刚架设计中已得到利用。
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7.3.1 整体失稳事故原因分析
2. 制作缺陷
制作缺陷通常包括构件的初弯曲、初偏心、 热轧冷加工以及焊接产生的残余变形等。这 些缺陷将对钢结构的稳定承载力产生显著影 响。
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7.3.1 整体失稳事故原因分析
3．临时支撑不足 钢结构在安装过程中，尚未完全形成整体结构
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7.4 失稳事故的处理与防范
当钢结构发生整体失稳事故而倒塌后，整 个结构已经报废，事故的处理已没有价值， 只剩下责任的追究问题；但对于局部失稳 事故可以采取加固或更换板件的做法。钢 结构失稳事故应以防范为主，以下原则应 该遵守。
1. 设计人员应强化稳定设计理念 2. 制作单位应力求减少缺陷
之前，属几何可变体系，构件的稳定性很差。因此 必须设置足够的临时支撑体系来维持安装过程中的 整体稳定性。若临时支撑设置不合理或者数量不足， 轻则会使部分构件丧失稳定，重则造成整个结构在 施工过程中倒塌或倾覆。
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内。
网架中十字形截面压杆扭转屈曲也是引起网架破坏的主要
原因。根据扭转屈曲理论，推导出的十字形压杆的临界扭转
应力，发现大部分情况下是由此应力起控制作用。由于设计 者没有注意到这一点，使得压杆实际承载力比设计值低。倒 塌的网架中，大量十字形杆件都呈现扭曲现象。静力分析表 明，在静载作用下，会有74根杆件产生压曲，如将这些杆件 的两端节点上加上临界压力，求得的网架中心挠度为29.7cm， 接近施工时所测到的30～33cm；进行的总承载能力计算，估
示的是构件有几何缺陷时荷载与变形关系。稳
定分岔失稳虽有缺陷，但荷载仍然可以高于临
界值；而不稳定分岔失稳，荷载的极低值比无
缺陷时大幅度降低。因此不稳定分岔失稳对缺
陷特别敏感。设计该类结构时若无视缺陷影响，
必将带来严重后果。
2. 极值点失稳 极值点失稳也称为第二类稳定问题，如图。具有极值点失 稳的偏心受压构件的荷载挠度曲线只有极值点B，没有出现
弦中点与再分杆作为刚性连接，则必然在上
弦引起弯矩。
(2)施工原因 施工管理混乱、质量控制不严，对网架的倒塌也有影响。 1973年1月网架提升完成后，网架中点挠度在其自重下为
21.3cm，而按原设计应只有9.4cm；屋面全部施工完毕，在没
7.3.1 整体失稳事故原因分析
设计错误，制作缺陷，临时支撑不足， 使用不当 7.3.2 局部失稳事故原因分析 设计错误，构造不当，原始缺陷，
吊点位置不合理
7.3.1 整体失稳事故原因分析
1. 设计错误 设计错误主要与设计人员的水平有关。如 缺乏稳定概念；稳定验算公式错误；只验算
基本构件的稳定，忽视整体结构的稳定验算；
计算简图及支座约束与实际受力不符，设计
安全储备过小等等。
7.3.1 整体失稳事故原因分析
2. 制作缺陷
制作缺陷通常包括构件的初弯曲、初偏心、 热轧冷加工以及焊接产生的残余变形等。这 些缺陷将对钢结构的稳定承载力产生显著影 响。
7.3.1 整体失稳事故原因分析
3．临时支撑不足
钢结构在安装过程中，尚未完全形成整体结 构之前，属几何可变体系，构件的稳定性很差。 因此必须设置足够的临时支撑体系来维持安装 过程中的整体稳定性。若临时支撑设置不合理
破坏．故应该以临界荷载作为承载的极限。
7.3 失稳破坏的原因分析
稳定问题是钢结构最突出的问题，长期以来，许
多工程技术人员对强度概念认识清晰，对稳定概念
认识淡薄，并且存在强度重于稳定的错误思想。因
此，在大量的接连不断的钢结构失稳事故中付出了 血的代价，得到了严重的教训。钢结构的失稳事故 分为整体失稳事故和局部失稳事故两大类，其各自 产生的原因如下。
第7章 件丧 失了整体稳定性或局部温度性，属承载力 极限状态的范围。 就钢结构的基本构建而言，可分为轴心 受力构件、受弯构件和偏心受力构建三大 类。其中轴心受拉构件和偏心受拉构件不 存在稳定问题，其余构件除强度、刚度外， 稳定问题是重点问题。
或者数量不足，轻则会使部分构件丧失稳定，
重则造成整个结构在施工过程中倒塌或倾覆。
7.3.1 整体失稳事故原因分析
4. 使用不当
结构竣工投人使用后，使用不当或意外因 素也是导致失稳事故的主因。例如，使用方 随意改造使用功能；改变构件的受力状态； 由积灰或增加悬吊设备引起的超载；基础的 不均匀沉降和温度应力引起的附加变形；意 外的冲击荷载等等。
例7.1 加拿大魁北克大桥因失稳而坠毁
1907年，在加拿大境内首次建造的三跨悬臂桥，该桥的两个边
跨各长152. 4m，中跨长548.64m，中跨包括了由两个边跨各悬伸 出的长度为714.45m的杆系结构。岂料在架桥过程中，悬伸出的 由四部分分肢组成的格构式组合截面的下弦压杆，因新设置的 角钢缀条过于柔弱，四个角钢缀条总的截面积只占构件全截面
2．制作单位应力求减少缺陷
在常见的众多缺陷中，初弯曲、初偏心、 残余应力对稳定承载力影响最大，因此，制 作单位应通过合理的工艺和质量控制措施将 缺陷减低到最小程度。
3. 施工单位应确保安装过程中的安全
施工单位只有制定科学的施工组织设计，
采用合理的吊装方案，精心布置临时支撑，
才能防止钢结构安装过程中失稳，确保结构
应在图纸中说明起吊方法和吊点位置。
7.4 失稳事故的处理与防范
当钢结构发生整体失稳事故而倒塌后，整 个结构已经报废，事故的处理已没有价值， 只剩下责任的追究问题；但对于局部失稳事 故可以采取加固或更换板件的做法。钢结构 失稳事故应以防范为主，以下原则应该遵守。 1. 设计人员应强化稳定设计理念 2. 制作单位应力求减少缺陷 3. 施工单位应确保安装过程中的安全 4. 使用单位应正确使用钢结构建筑物
完善的(即无缺陷、挺直的)轴心受压构件和
完善的中面受压平板的失稳都属于平衡分岔
失稳问题。属于这一类的还有理想的受弯构
件以及受压的圆柱壳等。 平衡分岔失稳也叫分支点失稳，还可称为 第一类稳定问题。它可分为稳定分岔失稳和 不稳定分岔失稳两种。
(1)稳定分岔失稳
这类屈曲的特点是有一稳定的平衡状态，结
构在到达临界状态时，从未屈曲的平衡位形过 渡到无限邻近的屈曲平衡位形，即由直杆而出 现微弯。此后变形的进一步加大，要求荷载增 加。如图，直杆轴心受压和平面在中面受压都 属于此类情况，板有较显著的屈曲后强度，目 前在门式刚架设计中已得到利用。
肋等。但实际工程中，加劲肋数量不足、构
造不当的现象比较普遍。
7.3.2 局部失稳事故原因分析
3. 原始缺陷
原始缺陷包括钢材的负公差严重超规，制 作过程中焊接等工艺产生的局部鼓曲和波浪 形变形等。
7.3.2 局部失稳事故原因分析
4. 吊点位置不合理
在吊装过程中，尤其是大型的钢结构构件，
吊点位置的选定十分重要。吊点位置不同， 构件受力的状态也不同。有时构件内部过大 的压应力将会导致构件在吊装过程中局部失 稳。因此，在钢结构设计中，针对重要构件
面积的11％。因此缀条不能有效地将四部分分肢组成具有足够
抗弯刚度的受压弦杆，组装好的钢桥在合龙之前，挠度的发展 已无法控制，分肢屈曲在先，随之弦杆整体失稳，9000t重的钢 桥全部坠人河中，有75名员工遇难。该桥重建时，曾于1916年 因施工问题又一次发生倒塌事故。
例7.2 美国哈特福特城的体育馆因压杆失稳而倒塌
7.2 失稳的类型和特点
1. 平衡分岔失稳 分为稳定分岔失稳和不稳定分岔失稳 2. 极值点失稳 建筑钢材做成的偏心受压构件，在塑性发 展到一定程度时丧失稳定的承载能力。 3. 跃越失稳 即无平衡分岔点，又无极值点，结构由一 个平衡位形突然跳到另一个平衡位形，其 间出现很大变形。
1. 平衡分岔失稳
3. 跃越失稳
此类屈曲的特点是：既无平衡分岔点，又无极值点，但和
不稳定分岔失稳又有一些相似之处。其结构由一个平衡位形
突然跳到另一个平衡位形，其间出现很大的变形，且都是从
丧失稳定平衡后经历一段不稳定平衡，然后重新获得稳定平 衡。属于此类失稳的有铰接坦拱、扁壳、扁平的网壳结构等。 此类屈曲虽然在发生跃越后荷载可以大于临界值，但实际工 程中不允许出现这样大的变形。由于过大的变形会导致结构
到上弦平面，因而在上弦节点引起弯矩，虽然分配
到每一根立柱上的水平力不大，但终究对网架是不
利的。
原设计在网架分析计算中仅考虑上下弦杆 及斜腹杆，屋面荷载作用于上弦网格节点上， 上弦压杆只承受轴向力。如果在分析中将再 分杆考虑进去，就会暴露出新的问题。这时 如将上弦中点与再分杆作为铰接点连接，将 出现几何可变，分析结果毫无意义；如将上
1. 工程简介及事故概况 美国东部康乃狄克州啥特福特市的一座体育馆，采用四柱支承的正放四 角锥网架，网格为9.14m x9.14m，高6.5m。网架每边从柱挑出13.71m。网 架主要杆件由四个等肢角钢组成十字形截面，根据承重需要，最大角钢为
L 203×22，最小为L89×8，再分式腹杆为单角钢L127×8。肢宽152mm发
203mm的角钢采用A572(屈服点为350N/mm2)，其他较小的角钢采用A36(屈 服点为250N/mm2)，杆件采用高强螺栓连接。在构造上，网架上弦及腹杆
中心线交于一点，而再分斜杆与上弦则通过由十字截面伸出的钢板相连接。
此钢板弯成角度，结果使再分斜杆中心线交点与上弦中心线有30cm的偏差 （如图）。
如理想轴压构件那样在同一点存在两种不同变形状态的分岔
点，构件弯曲变形的性质没有改变，故此失稳称为极值点失 稳。它是指用建筑钢材做成的偏心受压构件，在塑性发展到 一定程度时丧失稳定的承载能力。像双向受弯构件、双向弯 曲压弯构件的弹塑性弯扭失稳都属于极值点失稳。对于实际 的轴压构件，由于初弯曲、初偏心等几何缺陷的存在也应属 于偏心受压构件的范畴。因此极值点失稳现象十分普遍。
倒塌的另一个重要原因，是作用在网架结构上的
总荷载被低估了20％。原设计均布荷载为3.42kN/m2， 而核实后的荷载为4.08kN/m2。对网架进行的极限荷 载分析表明，屋盖自重再加上0.73～0.98kN/m2，就
可达到网架结构的极限荷载。根据屋盖倒塌那天的
气象资料，屋盖雪荷载估计在0.58～0.98kN/m2范围
计还能增加0.58～0 .73kN/m2，也接近于屋盖倒塌时屋面的积
雪荷载。
哈特福特体育馆的屋盖体系将屋面系统与网架分
开，应该说是一个设计上的缺陷。由檩条、屋面板
等组成的屋面系统，在水平面内是一个刚度很大的
盘体，如果屋面设在网架上弦平面内，可以对网架
起一定的支撑作用，而屋面抬高之后削弱了这种作
用，同时，传到屋面上的风力只有通过立柱才能传
1978年1月，美国东部下了一场暴风雪，事故发生前一个星期哈特福特
市还不断下着雪和雨，造成了体育馆建成后最大的积雪荷载。18日凌晨， 体育馆突然发出一阵隆隆响声，接着整个屋盖塌落，中间部分下凹像个锅