钢结构倒塌案例
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。
3 结构检测鉴定典型案例剖析
2层东侧快安装完预制板时，突然倒塌
6个开间的7榀框架连续向西倒塌
23
横向主框架传力不合理
楼盖采用预制板且无相互联结
预制板下无预埋件
24
梁与柱连接处未设加劲板
规范的梁与柱连接
柱未贯通
规范要求柱贯通
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柱未采用埋入式
规范要求柱采用埋入式
1层立柱焊缝未焊透
1层立柱焊缝内填塞钢筋
26
预埋件处混凝土不密实
为检验焊缝的质量，在该工程建筑废墟的堆料场，从 钢梁的焊接部位截取钢材，加工成条带状试件后，进行钢 材的力学性能。
拉力试验后的焊缝试样
焊缝剖面中有未焊透
29
2根“C”型钢 纵梁截面尺寸过小（单向框架）
鉴定结论： 结构体系不合理和
施工时的焊接质量差是 导致在建工程倒塌事故 的主要原因。而纵梁截 面尺寸过小，不能有效 形成双向框架；楼盖又 采用预制板，结构整体 性很差，引发在建工程 6个开间的7榀框架连续 倒塌。
3）对钢构件存在的损伤、缺陷应进行补强处理。 4）屋面已出现渗漏，需重做屋面找坡层、防水层，并应采取相 应措施减轻屋面重量。
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案例7：长春市某养鸡场采用门式刚架钢结构(冷弯薄壁型钢)，跨度约 20m，纵向标准柱距为6m，总长约92m。主结构采用G450级钢的材料， 次结构采用Q345钢的材料。鸡场于2012年10月竣工，2013年1月投入使 用。 2013年5月发现部分钢架斜杆有变形弯曲现象，并伴随有异响。 为了解结构安全状况和斜杆变形弯曲的原因，为下一步的处理提供技 术依据，需对其进行检测鉴定。
案例6： 长春市某影厅钢结构所用钢材为Q345B ，南北向主钢
梁的跨度为25.2m。主钢梁拼接节点采用高强度螺栓连 接，未按设计要求采用等强焊接，钢梁拼接节点位置见 下图。投入使用一年后，2012年年底出现屋面主钢梁高 强度螺栓断裂(拼接节点①)和梁挠度过大的状况。为了 解影厅钢结构出现上述现象的原因，需对其进行检测鉴 定。
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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脚手架事故案例
C2.9.4 日常安全培训教育记录编号：工程名称 受教育班组 架子工主讲部门主讲人 教育 类别□节假日前后安全教育 □季节性施工安全教育 □转岗、复岗教育 □违章、事故教育 □新工艺、新技术、新方法安全教育□特种作业人员教育 □机械操作人员教育培训日期参加 人数脚手架坍塌事故案例警示2018年5月4日，深圳一工地正在实施的屋面钢结构及雨棚钢构结构防腐脚手架在搭设过程中发生坍塌事故，16名工人从高处坠下，不同程度受伤。
2014年12月29日，清华大学附属中学A 栋体育馆等三项工程，在进行地下室底板钢筋施工作业时，上层钢筋突然坍塌，将进行绑扎作业的人员挤压在上下钢筋之间，塌落面积大约在2000平米，造成10人死亡4人受伤。
2017年3月27日，麻城五脑山一水上游乐项目综合楼穹顶模板支撑脚手架突然垮塌。
事故共造成9人死亡，6人受伤。
2017年8月1日，广安经开区一在建工地，发生坍塌事故，4名施工人员被困，造成2死2伤。
2011年9月22日，洛阳某建筑工地，一民工在脚手架上铺设电线，脚下踏空从脚手架上摔落，面朝下砸在工地内的钢筋上，被两根钢筋刺穿身体。
脚手架事故分类脚手架坍塌事故是指在荷载作用下使脚手架重心偏移，导致脚手架整体失稳而倒塌。
脚手架坍塌事故主要分为操作脚手架坍塌和支撑架( 含模板支架) 坍塌。
脚手架上涉及的两大事故类型为：脚手架坍塌事故和脚手架高处坠落事故。
脚手架高处坠落事故是指在脚手架上的作业人员高处坠落伤亡事故和脚手架上的人员、物品从高处坠落，造成脚手架附近人员伤亡、财物损坏的高处坠落事故。
脚手架高处坠落事故具体表现:①架子工未按照技术规程进行脚手架安装、拆除作业，或作业时安全防护不到位而导致的高处坠落事故;②脚手架本身安全可靠，由于脚手架上施工人员粗心大意、操作不当，或脚手架上安全防护设施不合格甚至缺乏安全防护措施，造成脚手架上施工人员、材料物品从架上坠落导致伤亡损害事故。
脚手架事故原因分析在脚手架安全工程领域，脚手架安全事故是由人和物的不安全因素引发的，而人和物的不安全因素都是由人的缺点导致的。
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。
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。
近期生产安全事故案例
近期生产安全事故案例2018 年近期生产安全事故案例今年以来，国家能源局及各省安监局已通报了多起发生在电力行业的人身伤亡事故：一、坍塌、倒塌事故4 月6 日10 时30 分，山西省长治市潞宝集团在煤场棚钢结构网架施工过程中发生倒塌，造成 4 人死亡。
3 月02 日18 点20 分，山西省长治市黎城县国新能源煤炭运销有限公司在环保棚式钢结构网架施工过程中发生倒塌事故，造成 3 人死亡， 3 人受伤。
1 月16 日22 点40 分，河南省商丘市睢阳区南京路与平原路交叉口商丘市丰源热力电厂发生一起煤灰库坍塌事故，造成 1 人死亡。
二、机械伤害事故5 月4 日22 时08 分，甘肃省靖远煤电股份有限公司红会一矿一名职工在1608 工作面运输设备部件时，被回撤的设备部件挤压，经抢救无效死亡。
4 月24 日下午13 点26 分，窑街煤电天祝煤业有限责任公司一名职在地面洗煤厂工作时，被刮板机致伤，经送医抢救无效后死亡。
4 月8 日，福建福清核电有限公司发生人身死亡事故。
福清核电基地5 号在建核电机组常规岛汽轮机凝汽器疏水扩容器A 模块就位调整过程中，中国核工业第五建设有限公司福清项目部凝汽器班操作千斤顶用于设备就位调整，操作过程中发生千斤顶掉落，设备由于惯性作用晃动将1 名作业人员头部撞伤，经抢救无效死亡。
4 月1 日，安徽神皖合肥庐江发电有限责任公司发生人身死亡事故。
上海电力建设有限责任公司的分包单位上海龙明建设发展有限责任公司在神皖合肥庐江电厂新建2 号机组汽机零米开关室干式变压器移位施工时，变压器发生倾倒，造成该公司 1 名员工死亡。
3 月17 日，四川雅砻江流域水电开发有限公司桐子林水电站发生死亡事故。
四川省川建勘察设计院进行尾水导墙施工钻孔作业，用履带吊旋转作业进行出渣时，配重块挤压经过的作业人员身体，造成该设计院1 人死亡。
2 月3 日，晋能电力集团有限公司所属的嘉节燃气热电分公司1 号高旁减温水管道冻住，解冻处理过程中因管道位移造成作业人员伤害，导致 1 人死亡。
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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。
目前，事故正在处理中安监通报朝阳房屋倒塌事故施工方案未经过审批2012年5月11日04:13新京报我要参与(70)新京报讯（记者刘春瑞）前日，市安监局局长张家明通报朝阳区十八里店乡西直河村房屋倒塌事故有关情况时称，经初步调查，本起事故是一起未经任何审批设计、未聘请专业施工队伍、违法施工作业造成的较大责任事故。
据此前媒体报道，今年5月5日13时38分左右，朝阳区十八里店乡西直河村一在建钢结构房屋发生倒塌，造成4人死亡、6人受伤。
根据通报，事故发生地块为十八里店乡西直河村村委会集体土地，2003年村委会将该地块及地上房屋出租给个人。
该人承租后，便对地上房屋进行翻建，在未经任何许可的情况下，建造了3000平方米的钢结构仓库，也用于出租。
通报称，2012年4月15日，该事故地块又被转租给他人。
该人承租后，对地上原有建筑进行翻建，计划建造4层约12000多平方米的钢结构楼房。
该承租人随后组织社会闲散人员，在未制定拆除方案的情况下，对原有房屋进行拆除，4月23日左右完成拆除工作。
随后，在未经规划、施工审批，未经设计，未制定施工方案，未对现场作业人员开展有效培训教育，所有焊接人员均无特种作业资格证的情况下，开始钢结构框架的搭设。
大河网行业联盟配图：倒塌厂房记者了解到，在事故发生前，大约五点钟时间，路人看到厂房内还正在搭建棚顶，有些工人绑着安全带在钢梁顶端施工，棚中央有工人围聚一起，大约六点钟，眼看着厂房像推积木一样缓缓倒塌，时间前后不到1分钟，附近居民王女士说“就是六点左右的时候，风刮的特别大，我在家收衣服听到一声闷响，以为是打雷的，出来一看是这边厂房倒塌了，我们就跑下来看，没多长时间，就来了十几辆车，救护车和警车是一起赶到的。
”据河南气象官网显示，郑州5月18号天气晴转阴，零星小雨，偏东风约3级。
为了弄清事发原因，我们来到厂房附近，由于阻拦未能进入，目前施工方广西壮族自治区矿业建设公司，以及监理河南华泽工程管理有限公司并没有负责人对这一事故的原因进行说明。
据了解，郑州福耀玻璃有限公司搭建的大型钢结构厂房，建筑面积约180706.2平方米，工程造价1.2亿，现预估损失达七八百万之多，厂房现倒塌近一半，截止发稿前两人死亡，六人受伤，伤者分别被送到郑州市第一人民医院、第三人民医院和第七人民医院。
大河网行业联盟：倒塌厂房大门郑州第七人民医院的褚先生告诉记者，他今年27岁，山东人，事发时将近晚上6时，已经到了下班时间，工人陆陆续续走出工地，他在地面负责运送钢架，“突然一阵狂风来袭，钢架倒下来，我被碰了一下，受了轻伤，身边的两名工友都没有受伤，如果被钢梁砸中，肯定没命了。
”他说，由于事发区域面积非常大，并不清楚当时有多少人在里面施工。
47岁的张先生伤势严重，全身已动弹不得。
张先生说，他当时和一名工友在13米高的钢梁上工作，身上系着安全带，钢梁倒塌后，他们被砸在地上，随后他和工友一同被送往七院治疗。
那么造成这一事故的原因，难道真是这看似威武的大型钢结构厂房不抵三级风力，被大风给吹垮了?大河网行业联盟配图：倒塌的钢架立柱大河网行业联盟配图：倒塌的厂房现场我们来到河南省六鑫钢结构工程有限公司,工作人员告诉我们，导致钢架房坍塌的事例并不多见，常规搭建方法有三步：首先根据立柱大小做基础和预埋。
然后是吊装，立柱和基础连接(基础螺栓和上下螺帽固定或调试立柱)，然后是梁与立柱的链接，檩条链接，隅撑和斜拉筋的连接几乎相互搭配同步走。
最后是墙体和屋面的组装。
从钢架立柱这张图上可以清晰的看见，立柱和地面完全脱离，螺栓和主柱连接的螺栓上没有上螺帽，两者没有连接上，这才是导致钢结构建筑物倒塌的主要原因，在倒塌现场的图片中可以看到钢材有明显的皱褶痕迹，工作人员告诉我们，如果梁上的钢板强度和厚度足够的话，在压力下，它只会有一个弧度，不会有明显的折裂痕迹，如果地脚螺栓连接好，选用的钢材合格的话，即使是六级的风力也只会让立柱倾斜，不至于全部都垂直倒塌在地上，不至于造成这么大的损失。
这一事故造成的原因究竟是天灾还是人为的偷工减料，目前还有待警方的进一步调查，可是无论怎样，两人死亡这一血淋淋的教训就摆在眼前，大门上赫然入目的文明施工还那样清晰可见，监理方和施工方安全意识有待考究，施工人员的生命并非草芥，就请不要再让这些刻在大门上的经营理念，那么脆弱的经不起检验，请敬重生命的价值，让这些背井离乡为了养家糊口的人，在这个城市里有一个安全的栖身之所。
钢结构房倒塌7名工人受轻伤，事故原因待查2010年11月12日6:51 来源：转播到腾讯微博一阵怪风，吹倒一片钢结构房7名工人受轻伤，事故原因待查昨日中午12点半左右，来自河南的务工人员陈师傅吃完午饭，像往常一样早早地进入工地准备干活，刚站定，突然一阵强风，就听到“轰轰轰”几声，脚下的底板不停地抖动。
陈师傅立即趴下，没一会儿，他回过头来发现，工地的所有脚手架、墙面全都倒塌了。
所幸，陈师傅所站的底板只是倾斜，没有倒塌。
据了解，事故发生地位于江东三路的一个在建工程，是杭州晶鑫科技有限公司方钳锅项目的一期工程，由长业建设集团有限公司建设，已经施工2个多月，倒塌前钢构主体已经基本完工，倒塌部分主要为一处2000多平方米的在建厂房。
当记者赶到现场时，见到整个建筑主体全部向南面倒塌，包括所有的脚手架、墙面以及钢构架。
记者爬上高处，发现作为天花板的钢构架就像是多米诺骨牌，齐刷刷地倒在工地上。
工人们正在拆卸钢构架。
钢结构房为何突然倒塌，一位现场管理人员认为，是因为中午的一阵大风造成的，是一次“天灾”。
但现场也有人质疑，为什么一阵“怪风”就能将一座钢结构的在建厂房吹倒，且钢结构主体已基本完工？所幸的是，此次事故7名工人受了轻伤，但事故具体原因还不确定。
厂房倒塌时，工人小李正在为工程安装活动板房，他从没有见到过这么大面积的倒塌。
“事后，工人们马上跑去看有没有人员伤亡，幸好受伤都不是很严重。
还好当时是午休时间，很多工人都还没有进入工地，不然后果将不堪设想。
”昨晚，记者从江东工业园区管委会了解到，事故发生后，管委会主要领导第一时间赶到现场处理善后工作，责令其停止施工。
同时，区建设局也派出6名工作人员到现场查看相关情况。
有关部门将成立专门调查组，进一步调查事故发生的原因。
今天，江东工业园区将对所有辖区内在建工程进行安全检查。
某大跨度门式刚架轻钢厂房整体倒塌的调查分析李文生1,周新刚2,1,邵永波1(1.烟台大学土木工程学院,山东烟台264005;2.清华大学土木系,北京100084)摘要:通过调查某双跨门式刚架轻钢厂房在雪荷载作用下发生突然整体倒塌事故,分析了厂房整体倒塌的过程及原因;探讨了设计、施工以及构造处理等方面的因素对轻型钢结构构件破坏,以致引起整体倒塌的影响.在调查分析的基础上,对比研究了国内外规范的设计计算规定,提出了我国门式轻钢结构设计与施工方面应注意处理的问题,以提高结构在偶然较大荷载作用下的整体可靠度.关键词:轻钢结构;门式刚架;整体倒塌;稳稳定;设计与构造中图分类号:TU37文献标识码:A随着发达国家制造业基地的转移和我国制造业的快速发展,门式刚架轻钢结构厂房的建设规模越来越大.特别是在东部沿海地区,门式刚架厂房由于具有自重轻、用钢省、造价低,可跨越较大的跨度,制造安装简单,施工周期短等特点,几乎完全取代了其他结构形式的厂房.但由于这类厂房的设计施工相对简单,在设计、施工乃至监理、监督等方面的重视程度相对不足,实际工程中暴露出了很多危及结构安全的问题,有的已导致了严重的倒塌事故,给社会的生命财产造成了重大损失.如2005年12月,烟台、威海等地连日多雪,据调查,由于雪载作用而发生屋盖大变形、个别构件破坏、结构局部倒塌的轻钢工程达到100余栋,发生整体倒塌的也有20余栋,而其他类型的建筑则没有一例发生损坏或倒塌.虽然门式刚架轻钢结构厂房的破坏或倒塌与偶然过大的雪荷载有关,但调查分析这类建筑破坏或倒塌的特点与原因,研究总结设计、施工等方面的问题,对提高结构的安全可靠性还是十分必要的.本文结合一典型工程整体倒塌的事故调查,提出并讨论了目前门式刚架轻钢结构厂房设计、施工等方面应注意处理和解决的问题.1倒塌概况和设计验算1.1倒塌概况某厂房为30m跨双跨轻钢门式刚架厂房,柱距9m,总建筑面积约5400m2.2005年12月21日,该厂房发生突然整体倒塌.发生倒塌时屋面积雪厚度约800mm(折算降水量,相当于约0.4kN/m2的屋面均布活荷载).整体倒塌、C型钢檩条、门式刚架梁、刚架柱等典型破坏情况见图1-6.从现场调查及各结构构件的破坏情况看,该厂房的破坏具有以下特点:(1)几乎所有的檩条都发生了侧向失稳破坏,见图1.由于平面外屈曲,部分檩条的截面形状发生显著改变,见图2.据厂方介绍,在该厂房倒塌的前两天,已发现部分檩条有较大的弯曲变形,并有明显的侧向变形现象.破坏调查中,还发现部分檩条与主刚架梁的连接螺栓破坏或檩条螺栓孔端部撕裂破坏.(2)刚架梁平面外破坏.在厂房整体倒塌前大部分门式刚架梁都发生了平面外的失稳破坏, 见图3.由于侧向变形导致了节点的变形和刚架柱的较大侧曲变形,见图4(3)刚架柱破坏.大部分中间刚架柱发生较大的侧向和扭曲变形.边跨的刚架柱向中间对称倒塌,没有发生侧移失稳,中间的厂房柱有较大变形和破坏,但没有完全倒塌,见图5、图6.调查中没有发现在较大的扭曲变形情况下,梁柱节点的高强螺栓连现在较大的扭曲变形情况下,梁柱节点的高强螺栓连接发生破坏. 根据破坏情况分析,该工程倒塌的过程为:檩条发生较大的弯曲和侧曲变形,使刚架梁的上翼缘受到了较大的侧向拉力,在较大竖向荷载和侧向拉力共同作用下,刚架梁也发生了较大的弯曲和侧曲破坏,导致刚架梁整体失稳,最终使刚架柱破坏,结构整体对称倒塌.1.2设计验算设计参数:柱距9.0m,屋盖标高H=61850m,屋盖坡度5%,檩距d=112m,拉条道数n1=2,檩条规格C220mm×65mm×20mm×2.5mm,卷边角度90°.永久荷载标准值:0.2kN/m2;可变荷载标准值:屋面活荷载取0.5kN/m2,雪荷载取0.45kN/m2,风荷载取0.65kN/m2,体型体型系数按边缘取114,地面粗糙度取B类.1.2.1檩条验檩条截面几何特性如下:Wex=0.5796×105mm3,Wey=0.2746×105mm3.根据荷载组合计算的最不利弯矩设计值为Mxw=-12.294kN・m,Myw=-0.175kN・m,φy=1.07-wx(2ab+0.1)Ah・λ2y14000・fy235=0.84.风荷载吸力作用下:σ=MxwφyWex+MywWey=12.2940.84×0.05796+0.1750.02746= 258.9N/mm2>205N/mm2.风荷载作用下檩条稳定不满足要求.1.2.2刚架斜梁稳定验算[2]刚架斜梁平直段规格如图7.单位:mm图7梁截面Fig.7Thecrosssectionofthebeam刚架斜梁平直段截面几何特性:Wx=1.37×106mm3.刚架平面外计算长度取2.4m,跨中弯矩设计值:Mx=323.0kN・m,φb=βb4320λ2y・AhW.[1+(λyt14.4h)2+ηb]235fy=0175,σ=MxφbWx=323.0×1060.75×1.37×106=314N/mm2>310N/mm2.刚架平面外稳定不满足要求.2倒塌原因分析该工程所在地区雪荷载的檩条截面几何特性如下:Wex=0.5796×105mm3,Wey=0.2746×105mm3.根据荷载组合计算的最不利弯矩设计值为Mxw=-12.294kN・m,Myw=-0.175kN・m,φy=1.07-wx(2ab+0.1)Ah・λ2y14000・fy235=0.84.风荷载吸力作用下:σ=MxwφyWex+MywWey=12.2940.84×0.05796+0.1750.02746= 258.9N/mm2>205N/mm2.风荷载作用下檩条稳定不满足要求.1.2.2刚架斜梁稳定验算[2]刚架斜梁平直段规格如图7.单位:mm图7梁截面Fig.7Thecrosssectionofthebeam刚架斜梁平直段截面几何特性:Wx=1.37×106mm3.刚架平面外计算长度取2.4m,跨中弯矩设计值:Mx=323.0kN・m,φb=βb4320λ2y・AhW.[1+(λyt14.4h)2+ηb]235fy=0175,σ=MxφbWx=323.0×1060.75×1.37×106=314N/mm2>310N/mm2.刚架平面外稳定不满足要求.2倒塌原因分析该工程所在地区雪荷载的标准值为0145kN/m2.按照承载能力极限状态分析,构件截面承载能力验算的活荷载设计值应为017kN/m2.而按照结构倒塌前屋盖上的实际荷载分析,实际荷载大小并没有超过设计的荷载组合值.也就是说从结构分析计算的角度看,尽管实际雪载较大,但并没有超过设计值,若结构不存在其他方面的缺陷,结构在短时间内的安全性是有保证的.那么为什么出现如此严重的破坏呢?这是一个值得研究和探讨的问题.2.1檩条的设计与构造从倒塌情况看,檩条破坏是结构整体倒塌的起因.檩条发生破坏的主要原因有:设计截面偏小,拉条、屋面板等与檩条的连接构造不合理等.2.1.1设计截面偏小《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》(CECS102:2002)(以下简称《门规》)3.2.2规定,当采用压型钢板轻型屋面时,屋面竖向均布活荷载的标准值(按水平投影面积计算)应取0.5kN/m2,而对受荷水平面积大于60m2的刚架构件,屋面竖向均布活荷载的标准值可取不小于0.3kN/m2[3].对于檩条的设计,若也取013kN/m2进行计算,会降低檩条的截面尺寸,造成设计的檩条在偶然的较大荷载作用下变形过大,对主刚架梁产生较大的不利影响.2.1.2拉条与檩条的连接构造不合理《门规》规定,当采用圆钢做拉条时,圆钢拉条可设在距檩条上翼缘1/3腹板高度的范围内.当在风吸力作用下檩条下翼缘受压时,拉条宜在檩条上下翼缘附近适当布置[3].但该工程拉条设置在腹板中间(如图2),致使檩条在雪荷载作用下发生了较大的侧移和扭转.2.1.3屋面和檩条的的连接构造不合理《门规》规定,在进行实腹檩条设计时,当屋面能阻止檩条侧向位移和扭转时,可计算檩条在风荷载效应参与组合时的强度,而整体稳定性可不做计算;当屋面不能阻止檩条侧向位移和扭转时,应计算檩条的稳定性[3].当屋面板通过自攻螺钉与檩条上翼缘直接相连时,一般认为屋面板可以约束檩条上翼缘的侧向位移和扭转,而不进行整体稳定性验算.实际调查发现,该工程屋面板与檩条之间有岩棉保温层,虽然屋面板通过自攻螺钉与檩条上翼缘相连,但屋面阻止檩条侧移和扭转的作用减弱;另外屋面板与檩条的构造也不合理,屋面压型钢板的连接件合理的做法是设于波谷,如图8所示.但为了解决屋面渗漏问题,该工程将屋面板与檩条的固定方式由图8改为了图9,由此导致屋面板对檩条侧向约束的能力大大降低. 在这种情况下应该根据檩条的整体稳定性重新验算确定截面尺寸2.2刚架梁的设计与构造导致门式刚架梁发生平面外失稳破坏的主要原因有:檩条的不利作用;在大跨度门式刚架中,隅撑的作用不能充分发挥,应采取更有效和合理的支撑措施;设计中应考虑跨变效应等对结构的不利影响等.2.2.1檩条的不利作用由于门式刚架的跨度大,刚架梁截面高度比较大,上下翼缘宽度比较窄,腹板比较薄,使得梁比较容易发生失稳破坏.一般认为屋面梁上翼缘由于与檩条和屋面板有可靠连接,可以保证其平面外稳定.檩条在雪荷载下檩条会有较大的挠度,此时檩条不但不能给梁上翼缘以有力支撑,而且对梁产生了侧向拉力,降低了梁的平面外稳定性能,从而加速了结构的破坏与倒塌.2.2.2受压翼缘失稳引起门式刚架梁破坏一般刚架屋面梁上翼缘平面外稳定由梁与檩条和屋面板可靠连接来保证,而屋面梁受压下翼缘的出平面稳定则通过设置隅撑来解决.隅撑设置如图10,是保证平面外稳定的有利构造措施.但对于大跨度门式刚架,屋面的荷载比较大时, 屋面梁某些截面的弯距就会很大,所需的梁的截面比较大,此时檩条、隅撑与屋面梁相比其强度和刚度就比较弱.在这种情况下,隅撑作为屋面梁受压下翼缘的平面外侧向支撑也就变得不安全了.为了解决这一问题,美国规范《建筑钢结构荷载抗力系数设计规范》(LoadandResistancFactorDesignSpecificationforStructuralSteelBuild ings)(1999版)中,对梁受压翼缘侧向支撑的计算方法作了专门规定[4].梁受压翼缘的侧向支撑分2种形式,即相对支撑和节点支撑,如图11所示,它们均需分别满足强度和刚度的要求国外采用的相对支撑形式通常为摇摆支撑(Swaybracing),见图12.采用张紧的圆钢,通过连接被支撑梁的下翼缘和相邻刚架梁的上翼缘,把梁下翼缘需要的支撑力传递倒相邻刚架梁的上翼缘檩条节点处,再由檩条、屋面板、刚性系杆等传递到屋面支撑体系和柱间支撑体系[5].2.2.3设计问题《门规》采用计算长度系数计算结构的稳定性.计算时,将门式刚架的斜梁简化为平梁,在柱顶作用等效的竖向集中荷载,然后按压弯构件验算柱子的稳定性.当柱子的稳定验算满足要求时,则认为刚架满足稳定性要求,不验算梁的平面内稳定,梁的平面外稳定靠檩条和隅撑等构造措施来解决.而该工程是单坡大跨度组成的双跨对称结构,屋面竖向均布荷载作用下,中柱刚结时刚架可能发生对称失稳,此时的薄弱构件不是柱而是梁.因此需要重新验算梁的平面内和平面外稳定.设计规范给出的计算方法不考虑横梁存在轴向压力,如果压力很大,横梁可能成为框架的弱势构件并引发无侧移失稳.该工程的中柱为刚结,其失稳形式为对称失稳,说明构造引起的梁轴力是不可忽视的,但按照规范方法分析并没有考虑这一情况.研究表明,计算大跨度门式刚架的稳定性时,必须考虑梁轴力的影响[6].《门规》采用的计算长度系数法,假定梁两端转角相等(有侧移)或大小相等方向相反(无侧移).这种假定不适合梁远端铰结或嵌固的情况,也无法正确计算有摇摆柱的情况[6].中柱柱顶铰结时,中柱为摇摆柱.而中间梁、柱节点为刚结时,梁的受力及承载能力计算会有很大的差异.2.3刚架柱的设计与构造《门规》规定通过验算柱的稳定性,来保证整体结构的稳定性.但该工程在门式刚架梁破坏前,柱并没有发生破坏.刚架发生倒塌主要是因为梁发生了很大的扭曲变形,使梁柱节点和柱发生破坏,最终导致整体结构倒塌.因此,设计和构造方面的缺陷,可能引起梁的破坏先于柱,最后整体结构破坏倒塌.除此之外,刚架柱的设计与构造中,还应注意如下问题:(1)无侧移失稳时的计算长度系数问题.由上所述,门式刚架平面内整体稳定性的验算主要采用计算长度系数法.在屋面出现较大竖向荷载,并且高跨比小于1/5时,刚架发生的失稳模式为对称失稳,而不是有侧移失稳[7],计算长度系数是小于1的[8],此时按规范分析刚架是偏于不安全的[6].(2)变截面柱的稳定计算问题.《门规》中计算变截面柱在刚架平面内的稳定时,参照美国标准AISC《钢结构房屋荷载和抗力系数设计规范》(1993)的规定[3],变截面柱的稳定计算仍采用等截面构件的相关公式,只是作了一些变动;变截面柱平面外稳定的相关公式仍按GB50018规范以有效截面特性为准,不过对弯距项增加了等效弯距系数;而在美国标准中未区分弯距作用平面内和平面外的稳定.3结语本文结合一实际工程的倒塌分析,提出了门式刚架轻钢结构在荷载取值、檩条与隅撑构造,拉条、屋面板与檩条的连接,刚架的整体稳定性验算等方面存在和需要解决的问题.(1)从该工程破坏的起因和后果看,在门式刚架轻钢结构设计和构造中,一些次要的构件和构造,如檩条、拉条的设置等的设计和构造处理不当,可能引起严重的工程事故,该工程就是很好的例证.因此,次要构件的设计及其构造处理,应引起设计者足足够的重视.(2)在大跨度门式刚架轻型钢结构设计中,为增加门式刚。