2008冰雪灾害对钢结构工程破坏案例分析_(1)
钢结构工程事故典型案例浅析
1引言随着经济的飞速发展、建筑技术水平的提高,由于钢结构受力性能优越和材料环保的优点,钢结构工程越来越多。
尤其是21世纪以来,钢结构技术为人们创造了令人瞩目的成果,在大跨度、超高层建筑领域钢结构大放异彩。
但是由于各种钢结构施工事件频繁出现,沉痛的历史教训不断重复,给社会和企业造成了极大的经济损失,严重干扰了钢构行业的健康发展,更是威胁了广大人民群众的生命财产安全[1]。
表1中列举了一些典型工程实例。
钢结构工程事故的分析,有助于我们认识钢结构的破坏形式及原因,为预防钢结构工程事故的发生采取相关措施。
本文选择几例典型钢结构工程事故进行分析,总结钢结构事故的警示教训,提出预防钢结构事故的对策,供设计、施工和使用单位参考。
2钢结构事故类型及原因分析2.1事故类型钢结构可能的损坏形态主要包括:钢结构整体失稳状态,结构构件部分失稳状态,结构构件塑性损伤,结构构件脆性损伤,结构构件疲劳损伤。
按照破坏形式,钢结构事故的形式主要包括:整体坍塌,局部崩塌,脆断事件,结构变形事故,断裂【作者简介】林振杨（1987~），男，四川隆昌人，高级工程师，一级注册结构工程师，从事结构工程设计与研究。
钢结构工程事故典型案例浅析Analysis of Typical Cases of Steel Structure Engineering Accidents林振杨（中机第一设计研究院有限公司，合肥230601）LIN Zhen-yang(First Design ＆Research Institute MI China Co.Ltd.,Hefei 230601,China)【摘要】论述了钢结构常见事故类型及原因，结合国内外典型钢结构事故案例，对工程概况、事故概况及原因进行了介绍和分析，总结钢结构事故的警示教训，从设计阶段、施工阶段及营运维护阶段措施3方面提出预防钢结构事故的对策。
【Abstract 】This paper discusses the types and causes of common accidents of steel structures,introduces and analyzes the project overview,accident overview and accident causes based on the typical cases of steel structures at home and abroad,summarizes the warning lessons of steel structure accidents,and puts forward countermeasures to prevent steel structure accidents from the design stage,construction stage and operation and maintenance stage measures 3aspects,at the same time.【关键词】钢结构；工程事故；事故原因；案例分析；预防对策【Keywords 】steel structure;engineering accidents;accident causes;case analysis;preventive measures 【中图分类号】TU391【文献标志码】B【文章编号】1007-9467（2023）11-0035-03【DOI 】10.13616/ki.gcjsysj.2023.11.010工程名称结构类型事故时间事故类型加拿大魁北克桥罗马尼亚圆球面单层网壳美国哈特福特城的体育网架美国纽约世贸中心大楼法国戴高乐机场候机厅河南省体育馆内蒙古新丰电厂汽轮机房上海某大型厂房上海环球金融中心威海蓝星玻璃新技术有限公司成品库2008年南方特大冰雪灾害钢结构事故北京央视北配楼TVCC马来西亚苏丹米占再纳阿比丁体育馆成都瑞奇化工厂房鄂尔多斯那达慕大会主会场美国明尼苏达维京人队体育场四川盐源县输电铁塔桥梁钢结构大跨钢结构大跨钢结构高层钢结构大跨钢结构大跨钢结构大跨钢结构轻钢结构高层钢结构大跨钢结构钢结构高层结构大跨钢结构轻钢结构大跨钢结构索网膜结构高耸结构1907年1960年1978年2001年2004年2004年2005年2006年2007年2008年2008年2009年2009年2009年2010年2010年2011年局部失稳失稳压杆屈曲火灾局部坍塌屋面破坏局部坍塌整体倒塌火灾整体倒塌火灾整体失稳整体坍塌整体坍塌整体坍塌屈曲折断表1国内外钢结构工程事故实例35事故,连接错位等形式[2]。
大雪天气对建筑结构的影响与安全性分析
大雪天气对建筑结构的影响与安全性分析大雪天气对建筑结构的影响及安全性分析一直是建筑工程中需要考虑的重要因素。
在大雪天气条件下，建筑物的结构、材料和基础受到各种力的作用，可能会导致安全隐患和结构破坏。
因此，我们需要对大雪天气对建筑结构的影响进行深入研究和分析，以确保建筑物的安全运行。
1. 雪载荷影响大雪天气下，建筑物的结构会承受来自雪的载荷。
雪的质量和密度决定了对建筑物的压力。
按照规范和设计标准，建筑物的结构必须能够承受预计的雪载荷。
对于住宅建筑来说，承受能力通常采用均布荷载方式计算；而对于大型建筑物，如工业厂房和高层建筑，需要综合考虑风荷载和雪荷载等因素。
2. 导致建筑物结冰的风险在大雪天气中，雪也会融化，并在建筑物上形成冰。
这种冰的存在会增加不稳定因素，从而增加建筑物遭受风暴和雪崩等自然灾害的风险。
还可能导致结构内部结冰，给建筑物的安全性带来潜在威胁。
3. 屋顶结构的承受能力大雪天气会给建筑物的屋顶造成较大的负荷。
尤其是在低温条件下，屋顶可能会出现积雪，积雪的重量超过屋顶的承受能力，导致屋顶的坍塌。
因此，在设计和施工过程中，需要确保建筑物的屋顶具备足够的强度和稳定性，以应对大雪天气的挑战。
4. 雪水对建筑物材料的侵蚀大雪天气中，雪和冰融化后会转化为雪水，这将与建筑物接触。
雪水中的化学物质和盐类等可能会对建筑物的材料产生腐蚀和损坏。
特别是对于金属结构和混凝土等材料，长期暴露在雪水中会导致钢结构的腐蚀，混凝土的剥落等问题。
5. 基础承受的冻胀风险大雪天气下，雪融化后的水分可能渗入建筑物的基础中，形成冻胀。
当雪水凝固时，其体积会扩大，会对基础产生额外的力量。
这可能导致基础的变形和破坏，进而危及整个建筑物的结构安全。
为了提高建筑物在大雪天气下的安全性，我们需要采取一系列措施：首先，在建筑物的设计和施工中，应根据当地气候和气象数据合理预测和计算雪载荷，并设计出足够强度和稳定性的结构。
其次，建筑物的屋顶应采取防雪措施，如安装能够防止积雪的雪桩、雪防夹层等，确保屋顶的承受能力。
2008年中国冰雪灾害的原因分析
2008年中国冰雪灾害的原因分析一、雪雨冰冻造成的灾害2008年1月10日以来，中国南方大部分地区和西北地区东部出现了罕见的雨雪、冰冻天气。
据民政部门统计，大雪已造成安徽、江西、河南、湖南、贵州等14个省（区、市）7786.2万人受灾，因灾死亡60多人，因灾直接经济损失220.9亿元。
造成中国交通网络大面积瘫痪：国内电网多条输电线路、京广铁路等多条大动脉瘫痪；6500多个航班出现延误、备降、返航甚至取消飞行。
截止到2月4日，此次，我国南方冰雪灾害多为50年一遇。
其中，贵州全省有53个县（市）雨雪冰冻持续天数突破历史记录，中东部大部分地方所遭遇雨雪冰冻灾害为50年至80年一遇；四川超过50年一遇；陕西超过70年一遇；而甘肃、青海则超过了百年一遇。
这次罕见的低温雨雪冰冻灾害主要有四次天气过程，发生的时间段分别为1月10日至16日、18日至22日、25日至29日和31日至2月2日。
这次低温雨雪冰冻天气持续时间长，长江中下游及贵州雨雪日数为1954／55年以来历史同期最大值；冰冻日数为历史同期次大值。
其中湖南、湖北省雨雪冰冻天气是1954年以来持续时间最长、影响程度最严重，江淮等地出现了30-90厘米的积雪。
贵州、湖南的电线结冰直径达到30-60毫米。
总体上看，这次气象灾害具有范围广、强度大、持续时间长、灾害影响严重等特点。
这是新中国成立以来罕见的一场雪灾。
在全球变暖的大背景下，为什么我国还会发生如此大规模的降雪和低温天气？二、雪雨凝冻成灾的原因1、拉尼娜现象造成我国南方大范围长时间低温雨雪灾害。
由于拉尼娜现象的影响，全球大气运动紊乱。
自2007年8月起，赤道附近东太平洋海温进入拉尼娜状态后迅速发展，至今年1月，已连续6个月海表温度较常年同期偏低0.5℃以上。
而西太平洋海水温度异常升高，大气环流特别旺盛，太平洋上空充足的水汽源源不断地输入西部我国大陆上空，给这次雨雪冰冻天气创造了充足的降水条件。
如图1。
自然灾害案例分析-2008雪灾带给我么的思考分析
建立完备的雪灾预报系统
开展中小学自然灾害教育
要有严格的惩罚措施
四、灾害综合应急管理需再落实
雪灾暴露出公共事件治 理上的软肋
中央领导亲自督战 反应迟钝 组织无力 责权力机制与体制不明确
破解之道
部门合作，省市协调 全国联动，通力合作 提高综合减灾执行力 破解减防灾机制的灾害链条
五、城市危机应对策略
灾害管理学
刘阳丽 liuyl@
2008雪压中国带给我们的思考
2008年1月13日开始，受冰雪影响，上万台车辆，四五万司 乘人员滞留在京珠高速公路上
目录
1.如何认识灾害（情）
2.断电加剧雪难是人为诱发的灾祸
3.我们该向国外学习什么 4.灾害综合应急管理需进一步落实
5.城市危机应对策略
增强城市的危机应对综合能力是重中之重 ，一定要 做到 “三个强化 ”：
强化重大国际活动下的综合减灾应对能力建设，而非单一安全建设
强化国家突发事件应对法的有效实施及公众应急法制观念教育
强化应急预案与常态建设并进的“政府减灾行政”管理体系建设等
一、如何认识灾害（情）
五大特点：
灾害损失历史罕见的 房屋修缮的工作量巨大 滞留旅客救助应急任务繁重 强度大、范围广、持续时间长 电力与通信系统受损尤为严重
二、断电加剧雪难是人为诱发的灾祸
冰冻之外的原因？
电力应急预案启动缓慢？
电网如此脆弱？
电力配置学习什么
雪灾对轻钢结构房屋损坏之思考
屋面女儿墙和墙体根部 的积雪 ， 由滑动和堆积增加 的雪荷载是高度集 中的， 不可将其均摊到整个屋 面
维普资讯
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北 方 交
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２ ０ ０８
浅谈 高速公路 自动化收 费 系统车道设备 的维护
曹元武 岳 长洪
（ ． 宁省 高 速 公 路 管 理 局 沈 阳管 理 处 ， 阳 １辽 沈 １０ ４ ；． 宁 省 高 速公 路 管 理 局 营 Ｅ管 理 处 ， Ｅ １５ ０ ） １ １１２ 辽 ｌ 营 ｌ １０５
的情况 ， 这应该是这些地 区轻钢结构房屋 大面积倒
塌 的首要原 因 。此外 荷 载规范 规定 对雪 荷 载敏感 的
后的结果无疑进一步降低 了结构的承载力储备。所 以我们就不难得出在罕遇的暴风雪 、 雨雪和冰冻灾 害面前 ， 大量轻钢结构房屋未能经受住考验 ， 出现大
面 积损 坏 、 倒塌 的 又一个 原 因。
一
我国东北三省 ， 经沈阳区域气象中心评估 ， 此次暴风 雪天气为一级暴 雪灾害 ， 属最严重级别。而今年 １ 月 １ 日开始 一 直持 续到 ２月 ， 国南方 的 大部分 地 ０ 我
区又 遭遇 了五 十 年 不 遇 的 低 温 、 雪 和 冰 冻 天 气 。 雨 在罕 遇 的灾 害 中 ， 钢结 构房屋 大 量损坏 倒塌 ， 轻 造成
构荷载规范》 Ｇ ５０ ９ ２０ ） 山市雪荷载为 ４ （ Ｂ ００ — ０ １ 鞍 Ｏ
ｋ／ ， 过 了规范 近 ３％ ； ￣ｎ 超 Ｉ４ ０ 而沈 阳平 均积 雪 深度 达 到 ３ ｍ， ６ｃ 即雪荷 载为 ５ ｓ ｎ ， 过 了荷 载 规 范 规 ４ｋ／ ４ 超 定 的 ５ ｇ 。 出现 了雪荷 载超 出荷 载规 范设计 值 ０ｋ／
南方部分500+kV主网架2008年冰雪灾害中受损分析与思考
第３２卷第１１期２００８年６月１０日电力系统自动化ＡｕｔｏｍａｔｉｏｎｏｆＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒＳｙｓｔｅｍｓＶ０１．３２Ｎｏ．１１Ｊｕｎｅ１０，２００８南方部分５００ｋＶ主网架２００８年冰雪灾害中受损分析与思考侯慧１，尹项根１，陈庆前１’２，游大海１，童光毅２，邵德军１（１．华中科技大学电力安全与高效湖北省重点实验室，湖北省武汉市４３００７４；２．国家电力监管委员会南方监管局，广东省广州市５１０１８０）摘要：２００８年初，中国南方大部分地区出现强烈的低温雨雪凝冻天气，给电网的安全稳定运行和电力供应带来极大的影响和威胁。
文中介绍了中国南方黔、桂、滇、粤等４省（自治区）电网受灾主要情况及特点，描述了其５００ｋＶ主网架在此次冰雪灾害中受灾的主要过程，总结了电网主网架受灾的典型特征，然后从远距离大容量榆电比例、电源规划与电网规划、５００ｋＶ主网架输电走廊选取等方面分析了此次冰雪灾害中暴露出来的问题，并提出了５００ｋＶ主网架在电源建设和电网结构等方面提高应对灾害能力的解决方案与建议，关键词：电网安全稳定运行；５００ｋＶ主网架；雪灾；大面积停电中图分类号：ＴＭ７１２；ＴＭ７３０引言１南方区域电网概况与特点２００８年１月至２月，中国南方部分省（自治区，下同）遭受了８０年以来最大范围、最长时间、最为严重的冰冻雨雪凝冻灾害天气，给南方地区电力系统的安全稳定运行和电力供应带来极大的影响和威胁。
冰冻雨雪灾害造成南方地区很多输电线路及其他设备因严重覆冰而损坏（参见附录Ａ），从而导致部分电网解列，局部地区还出现了长时间、大面积的停电事故，特别是贵州都匀等地停电长达十余天，许多人民群众在一片黑暗中度过了２００８年新年，灾区人民群众的生产和生活受到严重影响。
广西桂林电网也从主网解列，孤岛运行数天。
云南昭通、曲靖地区电网也先后受灾，导致局部电网解列，部分县市停电。
广东电网在韶关、清远地区受灾较重，坪石地区电网孤网运行，且由于韶关位于京广铁路线上，致使南北交通大动脉一度中断，给处于春运高峰时期的全国铁路交通带来了巨大影响［１’２］。
雪荷载对建筑轻钢结构的影响以及雪荷载在工程中取值的分析
标题雪荷载对建筑轻钢结构的影响以及雪荷载在工程中取值的分析【摘要】本文归纳总结了在雪灾中轻型钢结构被破坏的几种形式，通过引用在实际工程中由于雪荷载取值不合理引起轻型钢结构被破坏的案列以及一些典型的工程事故来分析在雪灾中轻型钢结构被大面积破坏的原因,结合在雪荷载条件下各种建筑结构雪荷载的取值问题和影响雪荷载准确取值的各种因素进行综合分析，旨在提出几点能有效避免雪灾中轻型钢结构被大面积破坏的建议。
Snow load on the effects of light steel construction and snow load analysis in the value of the projectThis paper summarized a several destroyed forms of light steel structure in the snowstorms. The disaster destroyed reasons of light steel structure under the snowstorms were analyzed by reference destroyed cases of light steel structure due to the unreasonable snow load values and some typical engineering accidents in the actual engineering .At the same time, snow load value problem of all kinds of building structure and various factors the of the influence snow load accurate value under snow load condition were considered to make a comprehensive analysis . Aims are to make a few suggestions that can effectively avoid a large area light steel structures destroyed under the snowstorm.【关键词】：轻型钢结构；雪荷载；荷载规范；连续倒塌；荷载效应比值前言轻钢结构具有自重轻、施工速度快、综合造价低等优点，然而这种结构的抗超载性能较差，在大雪灾害中较容易破坏。
雪灾下轻钢结构大面积破坏的概率成因
表 明轻 钢结 构的 可靠性 处 于较低 的 水平 。最后 分析 了雪荷 载超 过设 计 标 准 时轻钢 结 构 可靠度 随不 同荷载 效应 比值 的 变化 规律 。结果表 明 当雪荷 载超 载较 大 时 ， 栽 效应 比值越 大 的结 构 可靠 性越 荷 低 。这 从 可靠性 的 角度 为 近年 雪 灾中轻钢 结构 大 面积破 坏的现 象提 供 了补 充解释 。
ｏ ｎｔ ｒ ｌｆ ｃ ｓ Ｔｈｅ ｆ ｉ ｅ ｎａ ｏｒ ｅ ． ｎ， ｔ ａ ｇｅ ｏｆｌ ａ ｆ ｅ ｔ ｒ ｔｏ ｗ ａ ｔ ｉｄ ｆ ｉ ｈｔｗ ｅｇｈｔｓ ｅ ｌｓ ｒ ｔ ｅ ｆｅ ｈｅ ｒ ｎ ｏ ｄ ｅ ｆ ｃ ａ ｉ ｓ ｓ ｕｄ ｅ ｏｒ ｌｇ — ｉ ｔ ｅ ｔ ｕｃ ｕｒ ｓ ａ ｔ ｒ
第 ３ ４卷 第 ３期
２１ ０ ２年 ６ 月
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二、结构选型、计算简图不合理 1、许多门式刚架的中柱都是按照摇摆柱设计的，但是 实际的构造却没有做到铰接，而是一种半刚性连接，这 样便会导致中柱顶部承受巨大弯矩而破坏。
2、一些变截面构件的设计不合理，刚度突变太大，在 刚度突变处容易产生破坏。
3、檩条设计未考虑扭转，但因为屋面荷载并未通过檩 条的剪切中心，所以会使檩条产生扭转。
一：输电塔及通信塔在本次雪灾中的破坏 二：门式刚架轻型房屋在本次雪灾中的破坏 三：桁架及网架结构在本次雪灾中的破坏
输电塔及通信塔在本次雪灾中的破坏：
受严重冰雪灾害影响，南方各省多处高压输电塔及移 动通信塔倒塌。铁塔的破坏情况基本上都是从中间弯倒， 塔颈部发生扭折，角钢断裂，下半截还正常，上半截从中 间耷拉。
厂 房 垮 塌
厂 房 垮 塌
厂房垮塌
屋面垮塌
刚架垮塌
刚架垮塌
刚架垮塌
檩条挠曲
柱脚拔出
梁柱扭曲
梁柱扭曲
钢梁挠曲
桁架及网架结构在本次雪灾中的破坏
本次雪灾中钢桁架及网架结构破坏的主要原因还是因 为雪荷载过大，超出规范规定的荷载取值，以至结构构件 在过大雪载作用下挠曲严重，甚至扭曲，从而引起结构的 局部垮塌或整体垮塌。
桁架变形
桁架变形
桁架变形
桁架变形
桁架变形
桁架垮塌
桁架垮塌
桁架垮塌
桁架垮塌
桁架垮塌
事故发生的原因是多方面的，虽然特大冰雪，冻雨是 偶然性的诱发因素，但是设计、制作、安装等过程中所留 下来的安全隐患却是事故发生的内在原因。
一、设计条件与实际不符合 1、根据有关人员的实地测量数据，本次南方冰雪灾害 中屋面雪荷载达到70-120kg/m2，这就造成了设计荷载 与实际荷载的较大差值，从而也就给结构留下了较大的 安全隐患。 2、同时，关于雪荷载的不均匀分布问题在本次雪灾事 故中得到了充分体现，其具体的取值还有待进一步研究。
铁塔倒塌
电线裹冰
电线裹冰
铁塔裹冰
铁 塔 耷 拉
铁 塔 耷 拉
铁 塔 倒 塌铁 塔 倒源自塌门式刚架轻型房屋在本次雪灾中的破坏：
2008年南方冰雪灾害中，南方各省大面积轻型门式 刚架厂房倒塌或发生不同程度破坏。许多刚架垮塌，部 分刚架梁与刚架柱断开，屋面檩条扭屈严重，屋面板与 檩条脱离，刚架柱柱脚被拔出，有些厂房已经完全破坏， 经济损失惨重。有些厂方组织人员上屋面除雪，所以厂 房并未倒塌，但整个厂房已明显倾斜，多处梁、柱及屋 面檩条产生扭曲变形 。
4、应当通过行业协会等积极提高钢结构设计、制造、 施工等技术人员的业务水平； 5、加强设计资质、制作安装资质的管理，加强政府部 门的监督管理； 6、开展事故原因分析和预防工作，建立钢结构事故专 家系统，提高应对类似灾害天气的能力和措施。
本次事故应该引起钢结构业内人士的积极关注，寻 找自身原因，努力减少持续、高速发展对钢结构产业的 长远发展产生的不利影响，以确保钢结构产业健康和持 续发展，保证广大人民生命财产安全。
本次冰雪灾害所引起的工程事故很多部门和企业都把其列入 了自然灾害。然而，我们应当尽量寻找自身原因，吸取经验教 训，做到防范为主，并遵守以下原则：
1、建议荷载规范对屋面活荷载和雪荷载的取值有所调整；
2、对于塔架构件应适当加大其裹冰荷载取值，考虑裹冰荷 载不均匀性的影响，或采取有效的抗冰防灾措施； 3、设计人员应严格遵守规范要求，不能因为降低造价而随 意降低设计指标；
2008年南方特大冰雪灾害对钢结构工程 破坏的典型实例及原因分析
2008年1月10日起，南方各省经历了五十年 一遇的特大冰雪冻雨天气，持续时间达到二十多 天，给各省造成了严重的经济损失。大量的钢结 构厂房，铁塔，仓库及临时建筑物倒塌或发生不 同程度破坏，造成了人员及财产的巨大损失。
钢结构工程破坏的典型实例
四、制作方面 在钢结构厂房中经常出现的制作方面的问题有：除锈 马虎，未达到等级要求；或者是先对钢板进行除锈，加工 完毕后直接涂装，造成油漆不久就出现返锈，剥落；构件 喷涂时漆膜厚度不均匀，内部表面普遍厚度不够；油漆前 杂质未清除干净。
五、安装方面 国内的钢结构市场混乱，钢结构工程的施工更是随意性太 大，不遵守操作规程的情况比比皆是： 1、端板安装存在初始变形，对节点的刚性有较大影响； 2、安装用临时支撑措施不到位，造成构件在吊装过程中 变形过大或失稳损坏； 3、柱脚锚栓偏位，丝扣保护不好，造成柱脚板标高偏差 大，锚栓受弯大，产生较大初应力； 4、现场焊缝质量差；
三、面板系统无设计，节点构造不合理 1、很多设计人员由于缺乏经验等原因，在选取屋面板型， 厚度，自攻螺钉的数量时往往照搬其他工程的样本，这就 造成了设计与实际的脱节。
2、许多钢结构节点的设计深度远没达到施工图的标准， 图纸节点构造不详，于是施工单位随意选用节点做法，造 成许多随意性从而产生质量隐患。
5、屋面板纵向焊缝处所要求的胶状密封剂未装，自攻螺 钉少打，自攻螺钉头部下没有安装橡胶垫，造成屋面漏水等。
六、使用及维护方面 从本次雪灾的受损情况看，最轻的是檩条挠曲变形，屋 面板起伏，这与业主在冰雪灾害天气时所采取的措施不无关 系。比如有的企业在开始下雪不久即组织人员到屋面扫雪， 除冰；有的在屋面板上开洞卸去部分积雪，是变形回弹，避 免了屋面塌落；有的用脚手架对檩条临时支撑，约束了檩条 的继续变形。当然，也有屋面上人过多反而引起屋面系统的 更大变形，甚至引起坍塌的。
本报告引用了有关资料及文献，杨波、毛健宇、彭力、 邹浩、萧超雄、陈林、徐国际等同学参加了本次冰雪灾害 调查的资料收集及整理工作，在此一并向他们表示感谢。