钢结构倒塌案例

1、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

2、。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

3、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

4、（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

5、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。5月5日事故发生当日，施工人员正在实施二层预制水泥楼板的吊装时，钢结构房屋整体失稳倒塌，导致事故发生。张家明表示，目前，公安机关已对该起事故的4名相关人员采取强制措施，其他在逃人员正在全力追捕中。大型钢结构厂房瞬间倒塌 是天灾还是人祸发布：2012-05-19 编辑： 浏览：992次 【大中

6、小】分享到:更多9核心提示: 【大河网行业联盟讯】昨日，位于郑州市南四环与文德路交叉口向北300米路东的郑州福耀玻璃有限公司，在傍晚六点钟左右搭建中的大型钢结构厂房突然倒塌【大河网行业联盟讯】昨日，位于郑州市南四环与文德路交叉口向北300米路东的郑州福耀玻璃有限公司，在傍晚六点钟左右搭建中的大型钢结构厂房突然倒塌，数十位工人被困其中。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

7、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

8、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

9、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

10、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20

11、10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

12、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

13、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

14、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

15、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

16、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

17、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

18、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C220mm65mm20mm2.5mm,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=0.5796105mm3,Wey=0.2746105mm3.根据荷载组合计算的最不

19、利弯矩设计值为Mxw=-12.294kNm,Myw=-0.175kNm,y=1.07-wx(2ab+0.1)Ah2y14000fy235=0.84.风荷载吸力作用下:=MxwyWex+MywWey=12.2940.840.05796+0.1750.02746=258.9N/mm2205N/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=1.37106mm3.刚架平面外计算长度取2.4m,跨中弯矩设计值:Mx=323.0kNm,b=b432

20、02yAhW.1+(yt14.4h)2+b235fy=0175,=MxbWx=323.01060.751.37106=314N/mm2310N/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=0.5796105mm3,Wey=0.2746105mm3.根据荷载组合计算的最不利弯矩设计值为Mxw=-12.294kNm,Myw=-0.175kNm,y=1.07-wx(2ab+0.1)Ah2y14000fy235=0.84.风荷载吸力作用下:=MxwyWex+MywWey=12.2940.840.05796+0.1750.02746=258.9N/

21、mm2205N/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=1.37106mm3.刚架平面外计算长度取2.4m,跨中弯矩设计值:Mx=323.0kNm,b=b43202yAhW.1+(yt14.4h)2+b235fy=0175,=MxbWx=323.01060.751.37106=314N/mm2310N/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

22、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

23、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/m23.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

24、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

25、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

26、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(LoadandResistancFactorDes

27、ignSpecificationforStructuralSteelBuildings)(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

28、,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

29、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