大跨度钢结构体系安全风险分析

•大型钢结构工程由于结构型式新颖复杂或规模宏大，在设计阶段存在诸如计算理论不成熟的风险；

•在施工阶段，施工过程往往会对结构的最终设计目标（位移和内力）影响较大，存在巨大风险；

•在使用过程中，这些工程往往是一个城市的重要或标志性建筑，一旦发生事故，极易造成重大人员伤亡和财产损失，而且社会影响十分恶劣，故使用过程中也存在较大风险。

•所以，通过对大型钢结构工程建设和使用过程中的风险研究，提出相应的风险控制措施，使其风险将为最低，意义重大。

大跨度预应力钢结构典型事故

•事故1：某大跨度轻钢结构厂房施工中整体倒塌•事故类型：整体倒塌

•事故原因分析：

•1、钢柱与混凝土基础固定的施工质量不合格；

•2、缆风绳的设置没有严格按照规格来定；

•3、施工顺序没有严格按照规范规定。

大跨度轻钢结构厂房施工中整体倒塌大跨度钢结构厂房

大跨度轻钢结构厂房施工中整体倒塌

事故2：某大跨度选矿厂主厂房屋盖部分倒塌

•事故类型：局部倒塌

•事故原因分析：

•1、违反了建筑安装工程的施工和验收规范；

•2、在结构安装时没有设置垂直支撑，中列柱也没有设置拉索。

大跨度选矿厂主厂房屋盖部分倒塌

•事故3：上海市某钢结构工程施工尺寸偏差过大•事故类型：施工尺寸偏差过大

•事故原因分析：缺少熟练的技术工人和高素质的管理人员

施工尺寸偏差过大

施工尺寸

偏差过大

•事故4：上海某大跨度工程裂纹施工•事故类型：节点裂纹

•事故原因分析：制作质量差

节点裂纹

•事故5：热电厂厂房球形网架坍塌•事故类型：整体倒塌

•事故原因分析：1、未设置临时支撑；•2、连接错位；

•3、违规强行焊接

整体倒塌

•事故6：中心体育馆火灾事故

•事故类型：施工火灾

•事故原因分析：工人违规使用汽油喷灯热熔防水卷材发生

火灾

连接错位

施工火灾

案例一：浦东机场二号航站楼

风险1：整体或局部倒塌；

风险因素：1、屋架制作不满足稳定的两支点状态；

2、柱、屋架的临时支撑系统不牢；

3、临时支撑系统拆卸方案不合理。

风险2：屋架挠度过大

风险因素：1、屋架起拱值确立有误；

2、钢拉杆应力损失参数取值不当；

3、钢拉杆安装长度控制不当。

•风险3：施工尺寸偏差过大

•风险因素：1、临时支撑系统拆卸方案不合理；•2、双向弯曲的变截面箱型梁焊接变形；•3、铸钢节点制作精度差。

•风险4：节点焊接裂缝

•风险因素：1、厚钢板焊接工艺不当

一、存在的安全风险：整体或局部倒塌

安全风险分析：（主要通过测量数据分析）

1、临时支撑关键部位的应力

2、支撑拆卸过程中张弦梁关键部位的应力和位移安全风险消除措施：

1、临时支撑可靠牢固

2、合理的支撑卸载和拆除顺序，避免钢柱及屋架因内力过大而出现破坏现象

3、确保屋架吊装前呈两支点稳定状态

4、对用于整体提升屋架的机械设备仔细检测，确保设备安全可靠

二、存在的安全风险：屋架挠度过大

安全风险分析：

1、箱梁下挠位移

2、下弦钢拉杆的应力

安全风险消除措施：

1、确立合理的屋架起拱值

2、钢拉杆安装长度控制恰当

3、确保张弦梁的设计正确无误

4、选择合理的钢拉杆安装方案，减少应力松弛

三、存在的安全风险：施工尺寸偏差过大安全风险分析：

1、箱梁的轴线位移

2、箱梁的跨中竖向位移

3、支撑拆卸中箱梁代表与重要节点的应力

4、下弦钢拉杆的应力

5、铸钢节点的角位移及重要部位的应力

6、腹杆垂直度

安全风险消除措施：

1、构件制作精度控制

2、支撑胎架搭设精度控制

3、现场拼装精度控制：

a、严格控制钢柱、屋架的现场拼装中的尺寸偏差

b、现场拼装阶段，进行现场构件的总装，按吊装要求修割各个分段接口。采用需保留修割余量的分段的办法；近余量处箱形梁的腹板与翼板之间的角焊缝留出300mm不焊，用于调整接口尺寸

4、现场吊装、整体提升及构件安装中精度控制：

a、严格控制屋架腹杆垂直度

b、双向弯曲的变截面箱形梁焊接变形控制

5、确立合理的支撑拆卸方案，确保屋架构件不出现过大的变形

四、存在的安全风险：节点焊接裂纹安全风险分析：

通过观察和记录节点焊接的裂纹

安全风险消除措施：

1、材料控制：

a、确保厚钢材Z向性能合格

b、铸钢件（节点）可焊性好

案例二、央视新址火灾

•央视新址概况：

位于北京市东三环，由主楼（CCTV）、电视文化中心（TVCC）和其他配套设施构成。整个工程系由荷兰大都会（OMA）建筑事务所设计，并于2005年5月正式动工。主楼的设计高度为234米，将成为北京最高的建筑；而整个工程的钢铁用量将达到12.5万吨，接近“鸟巢”的3倍。工程预算也达到了50亿元人民币。

起火建筑：

中央电视台新台址B标段建筑，文华东方酒店所在的北配楼的电视文化中心，共30层，高159米，建筑面积103648平方米，钢筋混凝土结构。拥有241间客房，6家卓尔不凡的餐厅、酒吧及文华东方饼店。瑰丽非凡的圆形大宴会厅和13个多功能厅，是举办会议和宴会的卓越之选。2005年3月开始施工，2006年12月底完成主体结构。总承包商是北京城建总公司央视工程总承包部，外立面装修施工单位是中山盛兴股份有限公司，在正式投入运行后，有大小录音棚及附属控制室、1500个座位的剧院、数码影院、多功能厅、视听室和数字传送机房、新闻发布厅、展览厅等。该楼在去年举行的北京奥运会期间，已经开始承担电视节目的制作和转播任务