钢结构坍塌事故案例分析课件

钢结构坍塌事故案例分析班级：土木122PPT：梁兆威演讲：关先钦组员：梁兆威关先钦工程概况

某国际展览馆建筑面积达5万多㎡，主馆由A、B、C、D4个展馆组成。这4

个展馆的建筑造型和结构体系完全相同，且相互独立。

单个展馆的平面尺寸为172m×73m，横向两端各悬挑2.6m，纵向两侧悬挑8.85m，东侧悬挑2.6m。屋面结构采用螺栓节点网架，下弦柱点支承，网架屋面材质为Q235B，屋架最高点的标高为23.157m，矢高2.38m~4.5m。采用箱型柱，柱与屋面结构交接，采用过渡钢板加螺栓的平板压力支座，柱脚为外包式刚接柱脚。

该网架结构中部为平面桁架体系，其外部在横向两端为正方四角锥网架，平面桁架之间在上下弦平面内用刚性连系杆与两侧四角锥网架体系，形成中部浅拱支撑结构体系。主馆网架结构使用滑移脚手架施工安装平台，采用高空散装法进行施工。建成后的展馆坍塌原因分析一.设计原因

二.施工原因

设计原因分析1）平面桁架未设置纵向斜腹杆，结构整体稳定性差

《网架结构设计与施工规程》JGJ7-91第2.0.6条建议“平面形状为矩形，多支点支撑网架，可根据具体情况选用：正方四角锥网架、正放抽空四角锥网架、两向正交正放网架。”通过比较可以发现，该工程所采用的网架结构同传统的两向正交正放网架相比，其在四周增设了3层网架和正放四角锥网架，且中间的平面桁架又抽除了纵向斜腹杆，横向桁架间仅在上、下弦平面和整体稳定性都发生了很大变化。由于追求建筑上简洁、通透的效果，建筑师反对使用正放四角锥网架，坚持采用桁架结构。同时，由于建筑通透感的要求，再加上部分夹角过小，螺栓不好配，设计人员遂将受力较小的纵向桁架斜腹杆抽除，以免结构显得凌乱。在这种情形下导致结构的安全储备太低。此次因为割断一根杆件就导致大规模垮塌事故发生，也正说明了这一点。

设计原因分析2）桁架间未设置交叉支撑

要提高结构的整体稳定性和刚度，仅仅增加纵向斜腹杆是不够的。该展览馆屋盖中间的桁架区域面积达到126m×60.5m，如此大的区域却没有设置任何的交叉支撑。如果在上下弦各增设几道水平支撑，将中部的片体桁架分割成若干个小区域，不仅可以提高结构的稳定性，倘若一个杆件发生了破坏，也可以通过这些交叉支撑的分隔作用使破坏不会蔓延到其他区域，导致结构整体的连续性倒塌。

设计原因分析3）平面桁架采用螺栓球节点

桁架结构通常都是用钢管直接相贯焊接而形成相贯节点，采用螺栓球节点连接的并不多见，螺栓球节点一般用于跨度不大的轻型四角锥网架和三角锥网架。该工程如此大跨度的平面桁架，应该采用相贯节点而非螺栓球节点，可能只考虑了安装施工速度快而采用了螺栓球节点。

4）纵向系杆刚度差

该工程纵向水平系杆上弦采用的是Φ75.5×3.75的圆管，下弦采用Φ60×3.50的圆管，系杆长度约为2.3m，而横向桁架的上弦多为Φ159×10的圆管，下弦管截面尺寸多为Φ159×8，纵向系杆的截面相比就小了很多。坍塌事故警示

网架结构本身是安全储备度很高的，即使是一些杆件退出工作，也可以通过自身的内力重分布进行调节。但此项事故不得不引起人们深思，在追求结构创新、用钢量最低的同时绝不可以牺牲必要的结构冗余度。

可以说，几乎所有的网架倒塌事故都是冗余度不足造成的。提高结构的冗余度从结构选型、平面布置、构造措施、施工质量等多方面综合考虑、共同控制，对于关键构件要进行重点保护，保证在结构遭受偶然荷载作用时，这些关键构件不会立即发生失效，同时外加荷载可通过其他构件的塑性发展而重新