钢结构事故案例分析(一).ppt

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上海世博会新加坡馆效果图上海世博会法国馆效果图海世博会主要建筑欣赏-世博演艺中心上海世博会中国航空馆外观效果图上海世博会石油馆效果图2万科企业馆效果图3 钢结构事故案例分析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）例题3-1：四楼接层钢屋架倒塌概况：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）如下图概况：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。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1/4.4.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。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，屋架下弦用直径32mm的圆钢拉钩，然后点焊。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。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。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。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。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。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195150，强度也严重不足。