钢结构安装坍塌事故案例分析及预警
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。
某钢结构厂房坍塌事故分析
某钢结构厂房坍塌事故分析在工业建筑领域，钢结构厂房因其施工速度快、自重轻、强度高等优点而被广泛应用。
然而，近年来钢结构厂房坍塌事故时有发生，给人民生命财产安全带来了巨大威胁。
下面，我们将对一起典型的钢结构厂房坍塌事故进行深入分析，以期从中吸取教训，防止类似悲剧的再次上演。
这起事故发生在一个繁忙的工业园区，当时厂房内还有不少工人在进行生产作业。
事故发生得十分突然，毫无预兆，瞬间的坍塌让所有人都措手不及。
首先，我们来分析一下设计方面的原因。
经过调查发现，该厂房的设计存在严重缺陷。
设计师在计算钢结构的承载能力时，未能充分考虑到当地的气候条件和可能出现的极端荷载情况。
比如，当地经常会有强风天气，但设计中对于风荷载的取值明显偏低，导致钢结构在强风作用下无法承受巨大的压力。
再者，材料质量也是导致事故的一个重要因素。
在对坍塌的钢结构进行检测时，发现部分钢材的强度和韧性未达到国家标准。
这可能是由于采购环节出现了问题，为了降低成本，选择了质量不合格的钢材。
而这些劣质钢材在正常使用中或许不会立刻暴露出问题，但在遇到较大荷载时，就会不堪重负，从而引发结构的破坏。
施工质量的把控不严同样不可忽视。
施工过程中，焊接工艺不规范，存在焊缝不饱满、有气孔等缺陷，这大大削弱了钢结构的连接强度。
而且，在安装钢结构构件时，没有严格按照设计图纸进行，导致构件的位置和角度出现偏差，使得整个结构的受力状态发生改变，增加了坍塌的风险。
维护管理的缺失也是一个关键问题。
厂房投入使用后，没有定期对钢结构进行检查和维护。
一些构件在长期的使用过程中出现了锈蚀、疲劳等损伤，却没有得到及时的修复和处理。
日积月累，这些损伤逐渐加重，最终导致结构的整体稳定性下降。
此外，人为的违规操作也为事故的发生埋下了隐患。
在厂房内，部分工人为了方便，随意在钢结构上增加吊挂重物，或者对结构进行私自改造，破坏了原有的受力体系。
从这起钢结构厂房坍塌事故中，我们可以得到以下几点深刻的教训：第一，设计单位必须严格按照规范和标准进行设计，充分考虑各种不利因素，确保设计的安全性和可靠性。
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。
某钢结构倒塌事故分析及整改措施
６ ． ６ 设 置 项 目安 监 站
［ ２ ］中国建筑股份 有 限公 司． ＧＢ ５ ０ ７ ５ ５—２ ０ １ ２钢结 构工 程施 工规 范 ［ Ｓ ］ ． 北京 ： 中国建筑工业 出版社 ， ２ ０ １ ２ ． ［ ３ ］ 台 金 工业部 建筑研 究总院． ＧＢ ５ ０ ２ ０ ５—２ ０ ０ １钢 结构 结构施 工质量 验收规 范［ Ｓ ］ ． 北京 ： 中国建筑工业 出版社 ， ２ ０ ０ ２ ．
值 计 算 得 到 的 回 弹模 量 与实 测 回 弹模 量更 为 接 近 。
在各 自的碎裂 固有尺寸 。由于旧板破 碎尺寸直接关 系到加铺
层结构 和实际防反效 果 ， 因此 ， 实际在选 择破碎改建 工艺 时 ，
（ ４ ） 施工单价 而言 ， 冲击 压 实最 低 ， 打裂 压稳 其次 ， 共 振
段要进行补强 。
４ 结论
别较大 ， 所需 加铺 沥青层厚度各异 ， 建议应 对加铺结构费用进
行综合对 比。 （ ５ ） 实 际在 选 择 破 碎 改 建 工 艺 时 ， 建 议 应 根 据 旧 路 结 构
形式 、 要 求得到的防裂效 果和工 程预算 作 出合 理选择 。根据
福 州 地 区 的工 程 经 验 ， 建议打 裂压 稳尺 寸在 ６ ０～８ ０ ｃ ｍ， 碎 石 化 顶 面 混 凝 土 块 尺 寸在 ７～１ ０ ｃ ｍ之 间 ， 同 时 要 检 测 破 碎 路 面 顶 面 的 回 弹模 量 ， 达 不 到 设 计 要 求 的路 段 要 进 行 补 强 。
６ ． ４ 严 格 遵 守 施 工 流 程
钢 柱 最 后 校 正 完毕 后 ， 应 立 即对 杯 口进 行 二 次 浇 灌 ， 在杯
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。
钢结构事故分析
钢结构事故分析钢结构作为一种广泛应用于建筑、桥梁等领域的结构形式，具有强度高、自重轻、施工速度快等优点。
然而，在钢结构的使用过程中，也不时会发生一些事故，给人们的生命财产带来严重的损失。
因此，对钢结构事故进行深入分析，找出事故原因，总结经验教训，对于预防类似事故的再次发生具有重要意义。
钢结构事故的类型多种多样，常见的包括结构倒塌、构件破坏、连接失效等。
造成钢结构事故的原因往往是多方面的，既有设计方面的问题，也有施工质量、材料质量、使用维护不当等因素。
在设计环节，如果设计人员对钢结构的受力情况分析不准确，或者对相关规范标准的理解和应用存在偏差，就可能导致设计方案存在缺陷。
例如，在计算结构承载能力时，未能充分考虑各种荷载的组合情况，或者对结构的稳定性验算不足，都可能使钢结构在实际使用中无法承受预期的荷载，从而引发事故。
施工质量问题是导致钢结构事故的另一个重要原因。
在钢结构的施工过程中，如果施工人员技术水平不高、操作不规范，或者施工管理不善，都可能影响钢结构的质量。
比如，在焊接过程中，如果焊接工艺不当、焊缝质量不合格，就会削弱钢结构的连接强度；在安装过程中，如果构件的安装精度不够，或者连接螺栓未拧紧，也会影响钢结构的整体性能。
材料质量不过关也是引发钢结构事故的一个因素。
如果使用的钢材存在质量缺陷，如强度不足、韧性差、化学成分不符合要求等，那么钢结构的承载能力和耐久性就会受到影响。
此外，如果在施工过程中对材料的保管和使用不当，导致钢材锈蚀、变形等，也会降低钢结构的质量。
钢结构在使用过程中的维护不当也可能引发事故。
例如，长期超载使用会使钢结构的疲劳损伤加剧，缩短其使用寿命；如果对钢结构的防腐处理不到位，会导致钢材锈蚀，降低结构的承载能力；在一些特殊环境下，如高温、高湿、腐蚀介质等，如果没有采取有效的防护措施，也会加速钢结构的损坏。
下面通过一些具体的案例来进一步分析钢结构事故的原因和教训。
案例一：某工厂钢结构厂房在使用过程中突然倒塌。
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
轻钢结构安装中的倒塌事故分析
轻钢结构安装中的倒塌事故分析很多的钢构公司，包括外资企业都有过轻钢结构在安装时风吹倒刚架的事故，这种事故都是发生在安装支撑系统之前。
事故发生后，柱、梁和檩条损坏，需重做，但一般不会有人身伤亡发生，其原因在于钢构安装时靠地脚锚栓固定，柔性很好，被风吹倒时是拉坏了地脚锚栓而慢慢倒下，不会突然倾覆，柱与梁空间间隔大，现场人员容易躲避。
为使设计经济，门式刚架大多设计成柱底简单地由4个锚栓连接的铰接构造型式，在刚开始安装时，仅有孤立的柱和梁，或用檩条将各刚架简单串连起来，各种支撑还没有安装，此时的刚架没有形成稳定的空间体系，在刚架平面外方向非常软弱不稳定，只要有不大的风，就可以对柱底4个锚栓构成极大的危胁，此时高空的屋面梁在风荷载作用下产生的倾覆力矩对于柱子下面的4个锚栓就类似于有杠杆拨铁钉那样的效果，设计的4个锚栓不可能强大到能抵抗住这种杠杆撬力矩。
因此在安装屋面横向水平支撑和柱间支撑之前，必须设置临时风缆绳才能保证安全。
但如果风缆绳设置不当，也有可能会出现倒塌事故，下面是一个实际发生倒塌的工程实例：刚架跨度30m，柱距6m，檐高10m，，在安装好3榀刚架之后，没有安装屋面横向水平支撑和柱间支撑，拉了临时风缆绳，施工人员为了图方便，直接利用邻近的柱基础固定风缆绳，致使风缆绳于屋盖梁成一角度很小的斜交，在风荷载作用下，尽管斜拉风缆绳引起的屋盖梁的附加轴向应力很小，估计不到6N/mm2，但由于屋盖梁绕弱轴的长细比已高达λy ＝445，相对应的稳定折减系数φ＝0.028，稳定应力则高达200N/ mm2以上，再加上风荷载对屋盖梁产生的侧向弯曲应力，足以使屋盖梁出现侧向弯扭整体失稳。
如果是与屋盖梁垂直方向拉风缆绳或对称地斜拉风缆绳，则无此附加压应力，也就不会失稳。
另一个工程实例是由于砼基础顶面标高没有到位，致使锚栓外露过长，而安装时柱底面是支承在锚栓的调节螺母上，在柱底灌浆填料之前，由于锚栓失稳而出事故。
对此问题应在柱底板四角加焊临时支承小角钢。
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钢结构安装坍塌事故案例分析及预警
1国外事故类型统计
56%高空坠落；10%运输机械撞击；5%触电伤亡；4%材料吊机坠物伤害；3%运转机械伤害；1%受热或尖锐物体伤害
2国外安全施工理念——零事故理念
（1）零事故文化：共同的理念、一致的安全文化、共同目标、注重事故控制、上传下达、反馈制度。
（2）零事故定义：预防所有可能会导致情况的因素，如重大伤亡事故、财产损失、停工、施工局部受限制、进度延误。
3钢结构工程安装事故概述
3.1建设部《危险性较大的分部分项工程安全管理办法》建质[2009]87号
（1）施工单位应当在危险性较大的分部分项工程施工前编制专项方案
（2）对于超过一定规模的危险性较大的分部分项工程，施工单位应当组织专家对专项方案进行论证
（3）与钢结构安装相关的危险性较大分部分项工程内容：
1) 钢结构安装等满堂支撑体系
2) 起重吊装及安装拆卸工程：a 采用非常规起重设备、方法，且单件起吊重量在10KN及以上的起重吊装工程。
b 采用起重机械进行安装的工程。
c 起重机械设备自身的安装、拆卸。
3) 建筑幕墙安装工程。
4)钢结构、网架和索膜结构安装工程采用新技术、新工艺、新材料、新设备及尚无相关技术标准的危险性较大的分部分项工程。
3.2超过一定规模的危险性较大的钢结构工程范围
（1）承重支撑体系：用于钢结构安装等满堂支撑体系，承受单点集中荷载700Kg以上。
（2）施工高度50m及以上的建筑幕墙安装工程。
（3）跨度大于36m及以上的钢结构安装工程；跨度大于60m及以上的网架和索膜结构安装工程
（4）采用新技术、新工艺、新材料、新设备及尚无相关技术标准的危险性较大的分部分项工程。
3.3 钢结构安装不当诱发坍塌事故
（1）2008年5月30日位于浦东大道上的沪东中华造船（集团）有限公司发生意外，两架约60米高的龙门吊在生产工作中倾斜至垮塌。
经调查，这是一起因现场操作协调配合不当，企业安全管理不到位而引发的生产安全责任事故。
事故的直接原因是现场指挥与司机操作协调、配合不当。
事故间接原因是沪东中华造船（集团）有限公司指挥分工不明、职责不清，未按规定统一指挥；施工组织不合理，没有安排专门人员进行现场的统一协调和严格的安全管理；龙门吊岗位人员配备不足，无专人监护；编制的吊装方案不规范、不齐全，对吊装物外延尺寸过大可能引起的安全问题没有予以充分的重视，也没有采取相应的安全技术措施。
（2）2009年5月18日20时15分，天津临港工业区渤化永利热电有限公司在进行200m高烟囱内筒采用气顶法安装时，发生气囊爆炸钢内筒坠落，造成一起重大安全生产事故。
钢网架工程安装坍塌事故的主要原因有：1）施工方案不合理，无相关施工验算；2）结构安装阶段状态与设计成形状态不一致；3）不按设计图纸和要求施工；4）拼装时偏差过大；5）对焊缝收缩和焊接次应力关注不够；6）支撑胎架设计不合理，安全措施不力。
（3）某会展中心68m跨，长160m，螺栓球节点桁架桁架高4m，4个展馆1）设计原因分析：①平面桁架未设置纵向斜腹杆，结构整体稳定性差；②桁架间未设置交叉支撑；③平面桁架采用螺栓球节点；④纵向系杆刚度差。
2）施工原因分析：
①施工操作方式不当，更换杆件时未采取加固措施。
施工人员在用电焊机大面积切割更换系杆时，施工单位并没有在事前提供更换方案，对原结
构也没有采取任何防护和保护措施，由此引起上弦杆平面外
失稳而导致了连续坍塌。
据施工方描述，在建造B、C、D
三馆时也曾如此简单直接地更换过杆件，不过还未曾引发严
重问题。
②螺栓球存在“假拧紧”现象。
经调查人员对事故现场勘
察发现，部分螺栓球节点存在“假拧紧”现象。
螺栓球节点在
我国应用非常广泛，但它最大的问题是当采用手动扳手拧进
时，高强螺栓可能达不到紧密顶紧的程度，所以此种节点连
接的可靠性极大地依赖于安装质量.
3) 事故的警示：
①对经验不足的设计、施工人员必须进行专业培训。
对所有网架结构的电算程序应经过技术监督机构和专家的鉴定，警惕过时的或有错误的电算程序。
②很多事故发生在从事网架结构施工多年、经验丰富的单位，这不能不发人深思。
经验是宝贵的，但是经验代替不了科学，如不从结构的实际情况出发，麻痹大意或照搬过时的经验，也可能导致结构破坏和施工失败，教训告诉我们：要不断地总结经验，丰富经验，升华经验，创造新经验，切勿作经验的奴隶。
③严格执行国家颁发的设计与施工规范和标准。
加强设计与施工的审查和监理制度。
④降低用钢量，考虑经济效益，追求建筑的美观是大家追求的共同目标，不容置疑。
但在考虑经济效益时，应该把设计的重点放在选择合理的结构型体，进行优化设计、务使各杆件受力尽量均匀，降低内力高峰等方面。
⑤网架构件的材料质量、加工精度不高以及违反施工规程是造成事故的重要原因之一，而设计、施工的层层“转包”又加剧了其危险性。
许多企业设备陈旧，工艺落后，人员素质低，质保体系不健全，质检和监理制度不完善，管理不规范，重利润轻质量，不公平竞争等，这已成为网架向高质量高水平发展的阻力。
4) 拆除重建的事故处理：
除却经济因素的影响，拆除重建将是比较安全可靠的方法，又不用再被原结构体系的问题而困扰，为螺栓拧紧不到位而担心。
采取重建方法的话，必须要制订好拆除方案，并对施工阶段进行验算，做好结构的加固保护措施，防止发生安全事故。
第一步，搭设脚手架。
在周围的四角锥网架和三层网架区域内以及桁架沿纵向的中间条带搭设脚手架。
第二步，在22、25轴上下弦施加水平支撑，把要首先拆除的部分与其部分分隔开。
同时在16轴、32轴上下弦施加水平支撑，抑制桁架侧向位移。
第三步，“先北后南再中间”地拆除桁架的横向中间带，然后从中间向东侧依次拆除横向条带，最后拆除剩余的西侧部位。
第四步：重建的网架，中间增加一根柱减小跨度，二层平台梁板下增加柱，采用锚杆静压桩加固基础。