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。
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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