钢结构事故案例分析(二).ppt

3 2第二类 网架结构质量事故 3 2 1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 原因分析 网架塌落正是连降中雨和大雨 腹杆大量出现s形弯曲 多出是焊缝处开裂或者拔出 设计原因 1 腹杆受压稳定24 0KN 53 4KN 稳定性不足 施工原因 1 焊接多处未熔透2 排水坡的小立柱坡度反了 造成积水 3 屋架预埋件钢板的锚固筋竟然放在圈梁保护层内 塌落时锚固钢筋从保护层剥落 例题3 6 某展厅网架倒塌 可以略 概况 某国际展览中心由展厅 会议中心和一座16层酒店组成 共5个展厅 其中4号倒塌 4号屋面采用螺栓球节点网架结构 22 5m 28 5m 网架结构和屋面均是德国设计 国外施工和监理 1989年5月建成 6月1日开始使用 1992年9月6 7日深圳受9215号台风影响 普降大雨 总量130 44mm 尤其是7日早5 6时 降雨量达到60mm h 上午7时倒塌 调查发现N1 P1轴全部塌落 东边屋面构件大面积散落 其余支撑在柱上 部分下弦杆和腹杆压曲 倒塌现场大量高强螺栓被拉断或折断 部分杆件明显压屈 从杆件上没有发现杆件拉断和明显的颈缩现象 也没发现杆件和锥头焊缝拉开 调查中反应网架多次积水 排水口有堵塞 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 3 3第三类 轻钢结构事故 轻钢结构 包括门式刚架 冷弯薄壁型钢 薄壁拱形屋面 空间张拉结构等1 门式刚架结构事故 1992年湛江台风吹到一批轻钢厂房事故 1998年 浙江地区经历少有的一场大雪 雪压塌一批 2 拱形波纹钢屋盖 例题3 7 北京某轻钢厂房的超载事故概况 厂房分为2部分 一部分是带夹层的2层 下部是生产车间 上部分是办公室 另一部分是一层 全是生产车间 15榀25m 2的门式钢架 每榀6m到10m 屋顶标高9 1m 电缆桥本是地面通过 改为钢架顶端通过 12 经过验算 6轴和14轴钢架验算 应力超出 如下表 梁的强度已经不足 刚度尚可 由于取消了夹层一侧的三个柱间支撑 引起墙面石膏板和瓷砖开裂 发生范围很小 为了节约资金 决定加固 由于生产 不能动火停电 最后采取粘贴钢板加固 如下 过程 酸洗油漆 砂纸打磨出现金属表面 上胶 粘贴钢板 加固后最大应力191MP 215MP 经过多年使用良好 例题3 8 乌鲁木齐某国家粮库专用铁路站台罩棚 跨度30米 拱形波纹屋盖矢高6米 1 4mm的彩色镀锌钢板 屈服强度280MP 1999年完工 2000年1月大雪便坍塌 设计强度没有考虑小波影响和二阶效应影响 承载力明显不足 3 4第四类 钢桥结构事故 例题3 9 重庆綦江桥垮塌99年垮塌 新桥 天津彩虹桥 四川省德阳市彩虹桥夜景 事故原因直接 1 吊索部分滑出 使锚杆失效 2 焊接低劣 裂纹 未焊透3 管内混凝土强度达不到 有空隙4 随意更改 构造也有不妥 间接原因 设计 施工 监理均没有资质 没有设计经验 例题3 10 汉城大桥疲劳破坏 简略讲解 例题3 11 东北钢桥脆性断裂 简略讲解 例题3 12 下弦受压失稳大桥瞬间倒塌1907年加拿大魁北克大桥在施工过程中 突然倒塌 九千吨钢桥全部坠入河中 倒塌持续十余秒钟 75人遇难 本桥三跨悬伸桥 两个边跨152m 中跨549m 破坏是悬臂的受压下弦失稳造成 角钢缀条截面过小是事故的主因 该桥1916年重建时 又因为施工问题再次倒塌 钢结构塑性好 抗拉破坏时变形较大 受压变形则较小 受压失稳时则呈现脆性破坏 所以网架的受压杆件可靠度要调高一些 尽量让破坏先从受拉杆件开始 3 5第五类 钢结构腐蚀事例 腐蚀 会使构件截面减小 修坑会引起应力集中 导致构件发生脆性断裂破坏 实例3 13广州海印斜拉桥因锈蚀突然断裂 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50 m 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 防腐蚀例子 埃菲尔铁塔埃菲尔铁塔是为在巴黎举办的世界博览会而修建 以其设计者 法国著名建筑师斯塔夫 埃菲尔的名字而命名 于 年 月建成开放 塔高 余米 塔身重达 吨 分三层 第一层平台距地面 米 设商店和餐厅 第二层平台高 米 设有咖啡馆 第三层平台高达 米 供游人远眺 底部面积 万平方米 在第三层处建筑结构猛然收缩 直指苍穹 从一侧望去 象倒写的字母 该塔由 万余个组成部件和 多万个铆钉构成 有电梯或徒步登塔顶 入夜 塔顶发出转动着彩色探照灯光 防飞机碰撞 塔旁竖立长方形白色大理石柱 柱顶安放斯塔夫埃菲尔镀金头像 钢结构为什么不耐火 钢结构最致命的弱点是钢的耐火性能非常差钢结构通常在450 650 时就会失去承载能力 发生很大的形变 导致钢柱 钢梁弯曲 结果因变形过大而不能继续使用 在200 以内 钢材性能没有很大变化 430 540 之间强度急剧下降 只有原来强度的40 50 600 时强度很低不能承担荷载 此外在250 附近有兰脆现象 结合200 以内材料性能无大变化的性能看 结构表面所受辐射温度应不超过200 目前钢结构行业规定这个温度以150 为宜 超过这一温度就应该采取防火隔热保护 钢结构火灾实例 1993年上海某纺织厂钢屋架厂房发生火灾 不到半小时 部分建筑开始倒塌 直接损失87万元 由于厂房烧毁 停工等造成的间接损失2283万元 1998年5月5日 北京家具城发生大火 1 3万平的轻钢结构倒塌 连接其他1万平建筑过火 家具建材全部烧毁 直接经济损失2087万元 2001年世贸中心双子塔被飞机袭击 经过约1小时整体倒塌 钢结构 可选内容 视频观看 建筑防火知识 本章小结 3 1第一类 屋盖结构质量事故事故原因 1 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 2 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