某钢结构厂房倒塌事故分析_1

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1、某钢结构厂房倒塌事故分析　　摘要：本文针对某钢结构工业厂房倒塌事故，通过现场检查和内力计算对该厂房的倒塌事故进行了全面分析，并对当前钢结构设计和施工给出了合理建议。　　关键词：钢结构倒塌内力计算　　随着我国经济的飞速发展，各地新建厂房的数量迅速增长，钢结构因其施工速度快、用量省、适应性强等优点越来越多地被应用于工业建筑领域，随之也出现了众多钢构公司，但由于无序的竞争，在建设过程中，不规范的设计制造和施工使得各种事故屡见不鲜，本文介绍了一起钢结构厂房的倒塌事故，并分析了厂房倒塌的原因。　　某生产车间为单层四跨轻钢厂房，屋面采用压型钢板檩条为冷弯薄壁型钢檩条，屋架为变截面H

2、型钢梁门式刚架，跨度为35m，总长80m。厂房建筑面积约为11200㎡。原设计檩条为连续Z型檩条，而施工当中，将其施工为简支檩条，连续钢梁在中间支座处也被施工为铰接，已投入使用2年，业主在使用期间又在檩条上增加了消防喷淋。　　该厂房建成投入使用仅2年多,就因屋面气楼内积灰严重，在一场大雪的作用下造成屋架主梁整体失稳，导致结构整体倒塌。　　该厂房在施工过程中未按照图纸施工，连续的钢梁及檩条支座处均被做成铰接；屋架之间未设水平支撑；局部焊缝存在缺陷，如焊缝高度不够，焊缝出现裂纹撕裂现象；部分屋盖檩条直接放在上弦杆的中间，未放于桁架节点上，局部钢柱腹板扭曲；钢梁明显扭曲、折断

3、；钢梁与柱连接节点拉开；屋面檩条扭曲弯折；彩钢板部分塌陷。　　主结构验算　　为分析厂房倒塌原因，选择一榀钢架进行验算复核，考虑到在中间支座，钢梁为铰接，故仅取中间跨钢梁并按照两端简支考虑进行计算，荷载选用倒塌当日实际荷载进行计算，恒荷载为/㎡，雪荷载为/㎡，喷淋荷载等效为KN/㎡，采用PKPM软件对屋架的承载力和稳定性进行了分析。计算结果如下，其中梁单元1截面为：；梁单元2截面为：H550*200*6*12；梁单元4截面为：，梁单元3、5、6与之对称，为了计算方便，在PKPM运算中统一取为H600*240*6*12。　　PKPM计算的一部分结构数据：　　Nfr=1，Nt

4、w=1，GDx=+05>20*+03，该层X向满足整体稳定要求，不需要考虑P-Δ效应；　　Nfr=1，Ntw=1，GDy=+06>20*+03，该层Y向满足整体稳定要求，不需要考虑P-Δ效应；　　楼层抗剪承载力、及承载力比值：　　X向承载力+04，Y向承载力+05Ratio_Bu:X,：　　在当时雪荷载的作用下，梁中最大弯矩远超过了受弯构件的挠度容许值L/400=，导致整个屋盖破坏主要是挠度过大，主钢梁失稳破坏。　　次结构验算　　该檩条为跨度为的简支檩条，截面为Z200*70*20*，中间设有两道拉条，使用结构力学求解器，求出檩条在两个方向的弯矩。　　由于悬吊水管荷载存

5、在偏心，按照《冷弯薄壁型钢结构技术规范》考虑双力矩B按照跨中弯矩相等原则，将分水管集中荷载等效为均布荷载，大小为/m；查《冷弯薄壁型钢结构技术规范》附表得到B=/㎡，由《冷弯薄壁型钢结构技术规范》附表得到φbx=　　跨中截面　　强度σ=Mx/Wx+My/Wy+B/Wω=　　稳定σ=Mx/φbxWx+My/Wy+B/Wω=>f　　檩条的稳定不满足要求。　　根据上述计算结果，在当日的荷载情况下，钢梁的强度和平面内外稳定应力均已超限，这势必引起屋架的失稳，这与实际钢梁扭曲折断的破坏情况相符合。厂房倒塌的主要原因是：建筑设计屋面气楼形式设计不合理，对于厂房内扬尘异常严重的厂房在

6、设计时却将屋面气楼设计成封闭式，对定期清灰和人员入内检查造成相当大困难如果不借助辅助设施，人员根本无法入内；原结构门式刚架的钢梁、钢柱等主要承重构件的强度、稳定性及厂房整体稳定性都存在严重不足；支撑系统不满足现行设计规范的要求，屋盖刚性系杆设置不全，施工未能做到按图施工，改变了原来的结构体系；檩条不满足稳定要求，不能对钢梁起到应有的支撑作用，檩条首先失稳，钢梁接着整体倒塌；后期使用过程中未经设计允许任意增加结构上的荷载，对结构也有不利的影响。支撑不足结构很多地方未按要求设立支撑。　　设计人员应强化稳定设计理念　　防止钢结构失稳事故的发生，设计人员应担负着最重要的责任。强

7、化稳定设计理念非常重要。结构整体布置应考虑整个体系及组成部分的稳定要求，尤其是支撑体系的布置。构件的稳定计算也细部构造的稳定计算必须配合。尤其要有强节点的概念。强度问题采用一阶分析，而稳定问题应该采用二阶分析。叠加原理使用于强度问题，不适用于稳定问题。处理稳定问题应有整体观念，应考虑整体稳定和局部稳定的相关影响。　　制作单位应力求减少缺陷　　在常见的众多缺陷中，初弯曲、出偏心、残余应力对稳定承载力影响最大，因此，制作单位应通过合理的工艺和质量控制措施将缺陷降低到最小程度。　　施工单位应确保安装过程中的安全　　施工单位只有制定科学的施工组织