钢结构工程事故统计分析教学报告-中冶建筑研究总院

钢结构工程事故统计、分析刘志军中冶建筑研究总院2025/4/15目录Contents前言钢结构事故统计数据钢结构事故典案例简介钢结构事故案例原因分析：案例1-案例32025/4/15钢结构具有施工方便、快捷等特点,近年来在工业厂房、大型公共建筑、体育场馆中采用较多。

由于对钢结构认识上的缺乏,特别是在钢结构设计、施工上存在较多误区,导致近年来钢结构工程事故的发生有上升趋势。建筑造型复杂，施工难度却越来越大，施工工期的无节制加快和钢结构安装施工人员的素质下降，导致了钢结构安装工程的坍塌事故增多。前言2025/4/15稳定问题：由于钢材强度高、杆件较为柔细、从而在设计和施工中稳定问题较为突出。脆性断裂问题：常温下钢材本是塑性和韧性较好的金属，随着温度的降低，其塑性和韧性逐渐降低，再加之钢材的材质缺陷和焊接缺陷等，使得钢结构的脆性断裂问题比较突出。钢结构存在的问题2025/4/15钢结构存在的问题2025/4/15钢结构工程典型事故2025/4/151907年加拿大魁北克桥悬臂杆件失稳破坏钢结构工程典型事故2025/4/15钢结构工程典型事故2021年12月15日鄂尔多斯那达慕大会主会场坍塌2025/4/15耗资近10亿，竣工缺乏半年钢结构工程事故统计2025/4/15钢结构工程事故统计2025/4/15钢结构工程事故统计2025/4/15钢结构工程事故统计2025/4/15钢结构工程事故统计序号影响因素破坏例数比例%1计算错误1426.42对荷载和受力估计不足1222.63没有严格执行钢结构设计标准规范917.04计算简图不当713.25结构构造不合理611.46设计方案不合理59.4总计53100.0表1设计阶段钢结构事故原因统计分析2025/4/15钢结构工程事故统计序号影响因素破坏例数比例%1安装连接不正确，焊缝质量差2330.32钢材质量低劣1823.73支撑和结构刚度不足1013.24没有按图施工1013.25安装施工程序不正确、操作错误45.36安装尺寸偏差大45.37制作中焊接质量低劣33.98制作尺寸偏差大22.69任意改变施工图使得构件受力与设计不符合22.6总计76100.0表2制作和安装阶段钢结构事故原因统计分析2025/4/15钢结构工程事故统计序号影响因素破坏例数比例%1火灾16642维护不利，材性改变（腐蚀、疲劳）4163违反使用规定（超载、乱开洞等）4164改造加固方法不当145建筑物地基下沉00总计25100表3使用维护阶段钢结构事故原因统计分析2025/4/15对国内外120个钢结构工程事故案例的统计结果:结构形式：工业厂房〔包括普通的轻型钢屋架〕的事故最多，占统计资料的53%。事故类型：整体倒塌的最多，占统计资料的49%。破坏形式：失稳破坏的最多，占统计资料的33%。脆性断裂事故〔17%〕和焊接连接破坏事故〔11%〕所占比例也较大。事故原因：制作和安装阶段所占的比例最大，占统计资料的49%。钢结构工程事故统计2025/4/15钢结构工程事故统计2025/4/15钢结构工程事故案例简介2025/4/15钢结构工程事故案例简介上海一大型厂房在施工时轰然倒塌2021年7月3日上海一大型厂房在施工时轰然倒塌，倒塌面积约两万平米，造成1人死亡2人重伤。2025/4/15钢结构工程事故案例简介2021年7月5日，厦门一在建钢结构建筑倒塌造成３死３伤。2025/4/15钢结构工程事故案例简介2021年4月重庆一在建大跨度轻钢结构厂房整体倒塌。2025/4/15钢结构工程事故案例简介2021年初积雪压顶，黄石某600平米厂房坍塌2025/4/15

某国际展览馆建筑面积达5万多平方米

，主馆由A、B、C、D4个展馆组成。4个展馆的建筑造型和结构体系完全相同，且相互独立。案例分析1：空间大跨结构施工坍塌事故2025/4/15

单个展馆的平面尺寸172m×73m，横向两端各悬挑2.6m，纵向西侧悬挑8.85m，东侧悬挑2.6m。

屋面结构采用螺栓球节点网架，下弦柱点支承，网架屋面材质为Q235B。

网架最高点的标高为23.157m，矢高2.38～4.5m。

采用箱形柱，柱与屋面结构铰接，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。空间大跨结构施工坍塌事故案例2025/4/15

网架结构中部为平面桁架体系，其外部在横向的两端为三层网架，在纵向两端为正放四角锥网架，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连系，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作为施工安装平台，采用高空散装法进行施工。空间大跨结构施工坍塌事故案例2025/4/152007-02-02，A馆在作业时突然坍塌。A馆当时的施工状态为:除西侧悬挑局部，大面积网架安装已经完成，形成受力体系，屋面系统尚未安装，处于自重受力状态。一名施工人员在用电焊机切割更换一根上弦杆时，网架发生剧烈晃动，然后25轴处的钢柱向内倾斜，网架中部出现下陷，随后由中间沿长度方向向两边涉及，网架整体落地后，上弦向东侧倾倒，整个过程持续不到1min。空间大跨结构施工坍塌事故案例2025/4/15网架坍塌部位主要集中在平面桁架局部;南北两端的柱大局部发生倾斜，很多钢柱与根底脱离，南面根底混凝土发生不同程度脆裂，局部柱锚栓被拉断;中间的平面桁架呈现由西向东多米诺骨牌式的跌倒状，杆件弯曲，多处螺栓节点被剪断;南北两端的3层网架根本上整体坍塌，东西两端的四角锥网架并未发生倒塌，但局部杆件弯曲变形;空间大跨结构施工坍塌事故案例2025/4/15

北端的钢柱随网架一同倒塌，南端的网架与支座脱离。坍塌事故原因分析：如此大跨度网架的突然倒塌令人感到震惊，其原因绝非一根杆件的断开那么简单。作为这种大型的公共建筑，如果事故发生在使用阶段，仅仅因为一个偶然破坏就导致整个网架的全面倒塌，那么它造成的损失和恶劣影响就不堪想象了。空间大跨结构施工坍塌事故案例2025/4/15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2)桁架间未设置交叉支撑3)平面桁架采用螺栓球节点一般大跨度的平面桁架，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。空间大跨结构施工坍塌事故案例2025/4/15施工原因分析：1)施工操作方式不当，更换杆件时未采取加固措施施工人员在切割更换系杆时，施工单位并没有在事前提供更换方案，对原结构也无任何防护和保护措施，由此引起上弦杆平面外失稳而导致连续坍塌。2)螺栓球存在假拧紧现象。经调查人员对事故现场勘察发现，局部螺栓球节点存在假拧紧现象。空间大跨结构施工坍塌事故案例2025/4/15事故原因总结：传统的网架结构由于是高次超静定结构，平安储藏度相对较高。该工程所采用的结构体系本身是非常敏感脆弱的，沿纵向容易发生失稳，割断一根杆件虽不会使结构成为可变体系，但已大大降低结构平安度。平面桁架的连系杆包括系杆周围的杆件受力都比较大，接近临界状态，一根系杆突然被剪断，这种瞬间的动力效应会非常大，形成一个冲击性的侧向扰动，导致横向桁架平面外失稳并迅速涉及其他杆件，造成整体坍塌。这根杆件的剪断正是事故发生的诱因。空间大跨结构施工坍塌事故案例2025/4/152007年7月，南京浦口60m跨厂房钢屋盖安装坍塌事故。在进行屋顶钢架吊装施工中发生意外倒塌。从41轴向31轴钢结构桁架(共8榀)由西向东依次倒塌，造成造成2人死亡、8人受伤。案例分析2：钢结构厂房安装坍塌事故2025/4/15

钢结构厂房安装坍塌事故南京浦口区某60m跨厂房钢屋盖安装坍塌

事故现场2025/4/15该厂房长300m、宽60m，建筑总面积为18000平方米。事故导致8榀屋顶钢架倒塌，倒塌面积占施工总面积的五分之一，约3600平方米。事故的主要原因：钢排架安装过程中屋盖局部钢桁架间仅安装了纵向系杆和檩条，未安装上下弦间的水平剪刀撑，未形成稳定的结构区格单元，导致60m跨钢桁架发生平面外失稳而整体坍塌。钢结构厂房安装坍塌事故2025/4/15钢屋架安装事故原因分析2025/4/152〕结构安装阶段状态与设计成型状态不一致安装阶段钢桁架之间的连系撑和剪刀撑直接决定了大跨度钢桁架的平面外稳定性，其安装的最少数量应有必要的计算复核3〕不按设计图纸和要求施工采用滑移法安装网架时，为了方便滑移，将支座预埋锚栓切掉，滑移结束后将支座底板与柱(梁)上的预埋板焊死，从而改变了边界条件，导致个别杆件弯曲。安装螺栓球节点网架时，由于个别杆件长度加工不精确或螺栓孔端面、角度误差较大，螺栓放不进去，而将杆件焊到球体上。钢屋架安装事故原因分析2025/4/154〕拼装时偏差过大胎架或拼装平台不合规格即进行桁架结构拼装,使单元体产生偏差，最后导致整个桁架结构的累积误差很大。杆件或单元体和整个桁架拼装后有较大的偏差而不修正，强行就位或强行吊装，造成杆件弯曲或产生很大的次应力。钢屋架安装事故原因分析2025/4/155〕对焊缝收缩和焊接次应力处理不当 焊条不符合规定或不考虑湿度及温度变形。焊接工艺、焊接顺序错误，产生焊接封闭圈，造成焊接应力很大，杆件或整个网架变形。钢屋架安装事故原因分析2025/4/15某学校体育馆为3层框架结构,顶部采用正放四角锥碳钢螺栓球网架,钢网架为下弦支撑，建筑总高度为20.10m,总长度69.4m,总宽度6.4m,建筑面积13520m2。钢网架为正放四角锥碳钢螺栓球网架,在网架的四周采用钢结构焊接有悬挑4.4m左右的倒四棱台斜立面造型。在竣工1年多以后,遭受狂风并夹杂暴雨冰雹天气,致使钢网架顶棚由北向南掀起大局部,飞落至西边100多米远的停车场。案例分析3：恶劣天气导致的工程事故2025/4/15

现场调查发现,体育馆钢网架从体育馆北端向南面掀起,1-8轴间的钢网架全部掀起,在7-8轴线间折断,飞落至体育馆南边约112m。恶劣天气导致工程事故

网架倒塌照片网架支座连接破坏2025/4/15事故原因分析：气象资料：根据当地气象局提供的气象资料,当日该地区出现雷雨大风天气,极大风速达15.1m/s,降雨量达31.7mm,冰雹最大直径2mm。该工程所处的特殊地理位置：凹字形的山谷口状地形,屋面特有的倒四棱台造型使得该钢网架承受了较大的风荷载。恶劣天气导致工程事故2025/4/15事故原因分析：设计图纸中钢网架支座钢板与预埋钢板之间的焊缝尺寸明显偏小,不满足设计标准要求。钢网架工程局部支座的焊缝连接存在明显缺陷。局部支座连接有漏焊现象。局部螺栓球与支座连接焊缝也存在明显缺陷。这些都严重影响了网架在负压风荷载作用下的结构平安。恶劣天气时发生了钢网架破坏事故。恶劣天气导致工程事故2025/4/15

结论与建议引发钢结构工程事故的主要原因：设计阶段选型不合理、计算错误、对结构荷载和受力情况估计缺乏、不满足设计标准要求、平安裕度过低。施工方案不合理，无相关施工阶段验算。制作和安装阶段的连接〔焊缝〕质量差，钢材质量低劣，支撑和结构刚度缺乏。违反施工规程，不按图纸施工。2025/4/15

结论与建议2025/4/15

结论与建议设计阶段对策：严格执行国家颁发的设计与施工标准和标准。加强设计的审查制度。设计应回归“适用、经济、美观〞的原那么。设计要选择合理的结构形式，充分考虑最不利的荷载组合，对结构进行优化时，要保证结构的平安裕度充足。对复杂钢