鋼結(jié)構(gòu)建筑事故分析 材料事故案例

鋼結(jié)構(gòu)建筑事故分析材料事故案例（30m跨鋼架扭曲事故）1.工程事故概況某鑄造車間,長54m,寬84m,寬度方向?yàn)橐粋€(gè)30m跨,兩個(gè)27m跨。30m跨鋼屋架下弦節(jié)點(diǎn)懸掛吊車,屋架上弦桿選用L200×125×14,后代換為L200×110×14,下弦桿選用L180×10×14。當(dāng)屋架及屋面板施工完畢后,現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)有個(gè)別屋架的豎腹桿有明顯的傾斜現(xiàn)象,隨即進(jìn)行調(diào)查和測量。在所測的210個(gè)上弦節(jié)點(diǎn)中,上弦節(jié)點(diǎn)相對(duì)下弦節(jié)點(diǎn)有不同程度的偏移,其中大于100m的點(diǎn)有3個(gè)，60-100mm的點(diǎn)有4個(gè)40-60mm的點(diǎn)有25個(gè),20-40mm的點(diǎn)由8個(gè)，5-20mm的點(diǎn)有90個(gè),不符合規(guī)范要求的點(diǎn)占所測點(diǎn)的80%。最大偏移125mm,在屋架端部上弦節(jié)點(diǎn)，相應(yīng)的該屋架的另一端向另一側(cè)偏移59mm（圖1）整榀屋架呈扭曲狀態(tài)，其他屋架亦規(guī)律性地呈扭曲狀。經(jīng)觀察,偏移沒有發(fā)展。2.事故原因?qū)υ撛O(shè)計(jì)計(jì)算書的復(fù)核表明,計(jì)算正確,且事故發(fā)生時(shí)屋架荷載僅達(dá)設(shè)計(jì)荷載的40%,排除了屋架因強(qiáng)度不足而發(fā)生扭曲；同時(shí),經(jīng)測查,屋架吊裝時(shí)使用T形扁擔(dān)梁,滿足了吊裝要求,且加工、刮作鋼屋架的平臺(tái)及胎具也均合格,不會(huì)引起屋架扭曲。事故的主要原因是屋架堆放方式不標(biāo)準(zhǔn)造成的。按規(guī)范要求,鋼屋架堆放時(shí)應(yīng)直立,兩個(gè)端頭須用固定支架固定,相鄰兩個(gè)鋼屋架應(yīng)隔以木塊,相互綁牢。據(jù)調(diào)查,該鋼屋架堆放時(shí)確實(shí)采用了直立方式,但沒能嚴(yán)格按規(guī)定執(zhí)行,而是將鋼屋架一端靠在一堆屋面板上,另一端沒有側(cè)向攴撐,鋼屋架間沒有拉緊捆綁,結(jié)果使鋼屋架逐個(gè)擠壓,造成了屋架的扭曲變形,這種變形沒有因?yàn)樾遁d而消失,表明鋼屋架已經(jīng)發(fā)生塑性變形。如果在施工安裝過程中能按有關(guān)施工規(guī)定施工,問題仍能得到及時(shí)解決。但在支撐系統(tǒng)安裝時(shí),由于各鋼屋架扭曲程度不同,屋架間距亦各不相同,縱向系桿、水平支撐、垂直支撐非長即短,無法安裝。本應(yīng)對(duì)該屋架及時(shí)進(jìn)行矯正,但施工人員為完成工期,沒有執(zhí)行有關(guān)規(guī)定,而是將縱向的桿件,“多截少補(bǔ)”的焊在屋架上,錯(cuò)過了避免事故的機(jī)會(huì)。同時(shí)經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)有80%的屋面板未按規(guī)定施行點(diǎn)焊。3.事故處理根據(jù)鋼屋架實(shí)際情況,如不處理繼續(xù)使用發(fā)生更大的事故,這是因?yàn)椋?)屋蓋系統(tǒng)在屋架平面外是一個(gè)可變體系的傾斜使屋蓋系統(tǒng)整體性更差屋蓋有可能發(fā)生整體失穩(wěn)。(2)屋架扭曲、屋面板安裝不對(duì)中使得上弦桿處于受壓受扭狀態(tài),節(jié)點(diǎn)平面外受力使得軸心壓桿變成壓彎桿件,有可能造成桿件失穩(wěn)破壞。由于事故發(fā)現(xiàn)時(shí)屋面板已施工完畢,而工期要求又很緊,無法將屋面板拆下對(duì)鋼屋架一一進(jìn)行矯正,為此在原有屋架上采取加固措施:(1)增加縱向桿件。為使屋蓋系統(tǒng)接近空間結(jié)構(gòu),提高屋蓋系統(tǒng)的承載力,加強(qiáng)屋蓋系統(tǒng)的縱向剛度,防止屋蓋整體失穩(wěn),在屋架的端部和屋脊處,沿廠房縱向增設(shè)垂直支撐,垂直支撐與每榀屋架相應(yīng)位置的縱向系桿的節(jié)點(diǎn)板連接,采用現(xiàn)場放樣下料、螺栓連接的辦法既保證了加固安裝,又不需在屋架受力桿上施焊,且施工難度也不大。(2)對(duì)屋面板采取補(bǔ)焊措施。由于原來的施工沒有保證屋面板的三點(diǎn)焊,為此要求對(duì)屋面板進(jìn)行補(bǔ)焊,做到四點(diǎn)焊,以增加上弦平面外的剛度,將偏心產(chǎn)生的彎矩分配給屋面板。因當(dāng)時(shí)沒有下弦懸掛荷載,構(gòu)件應(yīng)力僅達(dá)到設(shè)計(jì)值的40%,在上弦桿件上施焊是可以的。焊接方法釆用沿上弦桿縱向施焊,使上弦桿截面的削弱減至最小。（3)加強(qiáng)懸掛吊車的輔助梁,使得下弦剛度有所提高。利用輔助梁,將水平荷載傳至橫向水平支撐,進(jìn)而傳至柱頂。加固于1990年底實(shí)施完成,屋架的扭曲及偏移在加固前后均無變化,在廠房生