钢结构事故案例分析(一)
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• 例题3-4：前苏联契列伯维茨冶金冷轧车间屋架失稳 破坏
• 1962年7月13日，屋盖安装，跨度30米，铺1.5m*6m的混凝土屋 面板，设有12m的垂直天窗。铺设顺序如下图。
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• 原因分析：屋面板安装顺序不合理—先安 装屋面板，焊接好之后再安装天窗的屋面 板。
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• 例题3-4：某县医院会议室钢屋盖倒塌
• 会议室54.8m,柱距3.43m，进深7.32m。砖墙承重，轻钢屋架， 铺苇箔2层，秸秆，炉灰渣，黄土最后铺水泥瓦。1982年12月 15日盖完，未验收就用。当天下午18人开会，8死10伤。
• 原因分析：AB杆件长细比195>. [150]，强度也严重不足。
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• 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 29.2%，第二榀31.1%，第三榀45.2%，第四榀 30.1%，第五榀39.6%，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。总之5榀屋架 榀榀不合格，32个矩形箍筋，个个有问题。
第3章 钢结构工程事故
• 首先欣赏上海世博会建筑，体味钢结构的精彩
• 上海世博会日本馆效果图
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• 上海世博会新加坡馆效果图
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• 上海世博会法国馆效果图
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• 海世博会主要建筑欣赏 - 世博演艺中心
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来自百度文库
• 上海世博会中国航空馆外观效果图
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• 上海世博会石油馆效果图2
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• 万科企业馆效果图
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3 钢结构事故案例分析
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• 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。
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• 原因分析： • 1）.屋架选型不当：本车间20米跨度，吊车震动荷载，
三铰拱刚度差，不能用。 • 2）.截面高度与跨度比0.5/10.8=21.6远远大于1/15
的规定。 • 3）.上下弦强度均不足，差的最多的只有一半左右。 • 4）.不应砖柱承重：屋架10.5m，当时有明确规定，
9m以上不得采用砖柱，此建筑应用钢筋混凝土柱。 • 5）.位于7度地震区，没有做抗震设计。
用直径32mm的圆钢拉钩，然后点焊。
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• 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。
• 2）矩形箍筋脱焊导致腹杆加速失稳。以第三榀屋架 为例，北段矩形箍筋有32个焊点，8个开焊，使腹杆 失去中间支撑点，稳定计算理论上长度系数从0.5增 大到1，承载力降低为原来的1/4.
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• 4.屋架腹杆设计是直的折线，实际上弯成弧线， 降低稳定性。
• 5.施工管理混乱：隐蔽记录失真。屋面完成两榀 后要求进行一次现场荷载试验，没有试验却记录 按图纸施工。等等
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• 该工程没有正式设计单位，未考虑抗震设计，由 农村非正式施工单位施工。
• 1987年11月27日下午2:10，厂房工人正在浇筑 铁水，突然屋架上弦支撑的圆钢掉下来，接着发 现屋架下弦严重下垂，到2:52，屋顶开始掉灰， 紧接着屋架全部塌落，顶部部分墙体倒塌。撤离 及时，只有三人轻伤。造成严重的经济损失。
• 概况：90年2月16日下午，305人正开会， 42死179人受伤，经济损失430多万。南 北宽14.4米，东西21.6米，砖墙承重， 梭型屋架，预制空心屋面板卷材防水。 该厂基建处设计（丙级资质）如下图
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• 概况：
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• 原因分析： • 1.屋盖由二毡三油变为三毡四油，荷载增加
0.66KN,超出27.8%，未对压杆进行稳定验算。事 故后验算有1.67的安全储备。 • 2.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4.64N/mm2,设计值 3.03N/mm2,所以竣工荷载是造成事故的主要原因 • 3.焊接质量差：如下
3.1 第一类----屋盖结构质量事故
1、特点： 1）承重构件有薄壁细长杆件组成 2）荷载的计算和计算简图和实际值 较接近 3）制造安装和使用中出现的各种缺陷，使钢结
构屋盖成为钢构件中破坏最严重的构件之一。 4）设计多采用标准图集，设计者往往忽略结构
本身计算（图集中也有不合理之处）
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• 例题3-1：四楼接层钢屋架倒塌
• 事故过程探讨：屋架没有在雪荷载和活荷载最大 的时候，而是在低得多的荷载下破坏，焊接低劣， 长期应力波动的结果。
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• 例题3-2：厂房用途改变引起倒塌
• 84年，某水泥厂破碎机房，后来兼作仓库。屋面全部 倒塌。80%的柱子受到不同程度的破坏，以至于停产 15天。该轻钢厂房13m*6m，宽12m,如下图，屋架下弦
• 例题3-4：前苏联契列伯维茨冶金冷轧车间屋架失稳 破坏
• 1962年7月13日，屋盖安装，跨度30米，铺1.5m*6m的混凝土屋 面板，设有12m的垂直天窗。铺设顺序如下图。
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• 原因分析：屋面板安装顺序不合理—先安 装屋面板，焊接好之后再安装天窗的屋面 板。
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• 例题3-4：某县医院会议室钢屋盖倒塌
• 会议室54.8m,柱距3.43m，进深7.32m。砖墙承重，轻钢屋架， 铺苇箔2层，秸秆，炉灰渣，黄土最后铺水泥瓦。1982年12月 15日盖完，未验收就用。当天下午18人开会，8死10伤。
• 原因分析：AB杆件长细比195>. [150]，强度也严重不足。
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• 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 29.2%，第二榀31.1%，第三榀45.2%，第四榀 30.1%，第五榀39.6%，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。总之5榀屋架 榀榀不合格，32个矩形箍筋，个个有问题。
第3章 钢结构工程事故
• 首先欣赏上海世博会建筑，体味钢结构的精彩
• 上海世博会日本馆效果图
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• 上海世博会中国航空馆外观效果图
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• 上海世博会石油馆效果图2
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3 钢结构事故案例分析
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• 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。
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• 原因分析： • 1）.屋架选型不当：本车间20米跨度，吊车震动荷载，
三铰拱刚度差，不能用。 • 2）.截面高度与跨度比0.5/10.8=21.6远远大于1/15
的规定。 • 3）.上下弦强度均不足，差的最多的只有一半左右。 • 4）.不应砖柱承重：屋架10.5m，当时有明确规定，
9m以上不得采用砖柱，此建筑应用钢筋混凝土柱。 • 5）.位于7度地震区，没有做抗震设计。
用直径32mm的圆钢拉钩，然后点焊。
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• 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。
• 2）矩形箍筋脱焊导致腹杆加速失稳。以第三榀屋架 为例，北段矩形箍筋有32个焊点，8个开焊，使腹杆 失去中间支撑点，稳定计算理论上长度系数从0.5增 大到1，承载力降低为原来的1/4.
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• 4.屋架腹杆设计是直的折线，实际上弯成弧线， 降低稳定性。
• 5.施工管理混乱：隐蔽记录失真。屋面完成两榀 后要求进行一次现场荷载试验，没有试验却记录 按图纸施工。等等
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• 该工程没有正式设计单位，未考虑抗震设计，由 农村非正式施工单位施工。
• 1987年11月27日下午2:10，厂房工人正在浇筑 铁水，突然屋架上弦支撑的圆钢掉下来，接着发 现屋架下弦严重下垂，到2:52，屋顶开始掉灰， 紧接着屋架全部塌落，顶部部分墙体倒塌。撤离 及时，只有三人轻伤。造成严重的经济损失。
• 概况：90年2月16日下午，305人正开会， 42死179人受伤，经济损失430多万。南 北宽14.4米，东西21.6米，砖墙承重， 梭型屋架，预制空心屋面板卷材防水。 该厂基建处设计（丙级资质）如下图
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• 概况：
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• 原因分析： • 1.屋盖由二毡三油变为三毡四油，荷载增加
0.66KN,超出27.8%，未对压杆进行稳定验算。事 故后验算有1.67的安全储备。 • 2.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4.64N/mm2,设计值 3.03N/mm2,所以竣工荷载是造成事故的主要原因 • 3.焊接质量差：如下
3.1 第一类----屋盖结构质量事故
1、特点： 1）承重构件有薄壁细长杆件组成 2）荷载的计算和计算简图和实际值 较接近 3）制造安装和使用中出现的各种缺陷，使钢结
构屋盖成为钢构件中破坏最严重的构件之一。 4）设计多采用标准图集，设计者往往忽略结构
本身计算（图集中也有不合理之处）
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• 例题3-1：四楼接层钢屋架倒塌
• 事故过程探讨：屋架没有在雪荷载和活荷载最大 的时候，而是在低得多的荷载下破坏，焊接低劣， 长期应力波动的结果。
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• 例题3-2：厂房用途改变引起倒塌
• 84年，某水泥厂破碎机房，后来兼作仓库。屋面全部 倒塌。80%的柱子受到不同程度的破坏，以至于停产 15天。该轻钢厂房13m*6m，宽12m,如下图，屋架下弦