鋼結(jié)構(gòu)工程事故統(tǒng)計、分析劉志軍中冶建筑研究總院2025/4/15目錄Contents前言鋼結(jié)構(gòu)事故統(tǒng)計數(shù)據(jù)鋼結(jié)構(gòu)事故典案例簡介鋼結(jié)構(gòu)事故案例原因分析：案例1-案例32025/4/15鋼結(jié)構(gòu)具有施工方便、快捷等特點,近年來在工業(yè)廠房、大型公共建筑、體育場館中采用較多。

由于對鋼結(jié)構(gòu)認識上的缺乏,特別是在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計、施工上存在較多誤區(qū),導(dǎo)致近年來鋼結(jié)構(gòu)工程事故的發(fā)生有上升趨勢。建筑造型復(fù)雜，施工難度卻越來越大，施工工期的無節(jié)制加快和鋼結(jié)構(gòu)安裝施工人員的素質(zhì)下降，導(dǎo)致了鋼結(jié)構(gòu)安裝工程的坍塌事故增多。前言2025/4/15穩(wěn)定問題：由于鋼材強度高、桿件較為柔細、從而在設(shè)計和施工中穩(wěn)定問題較為突出。脆性斷裂問題：常溫下鋼材本是塑性和韌性較好的金屬，隨著溫度的降低，其塑性和韌性逐漸降低，再加之鋼材的材質(zhì)缺陷和焊接缺陷等，使得鋼結(jié)構(gòu)的脆性斷裂問題比較突出。鋼結(jié)構(gòu)存在的問題2025/4/15鋼結(jié)構(gòu)存在的問題2025/4/15鋼結(jié)構(gòu)工程典型事故2025/4/151907年加拿大魁北克橋懸臂桿件失穩(wěn)破壞鋼結(jié)構(gòu)工程典型事故2025/4/15鋼結(jié)構(gòu)工程典型事故2021年12月15日鄂爾多斯那達慕大會主會場坍塌2025/4/15耗資近10億，竣工缺乏半年鋼結(jié)構(gòu)工程事故統(tǒng)計2025/4/15鋼結(jié)構(gòu)工程事故統(tǒng)計2025/4/15鋼結(jié)構(gòu)工程事故統(tǒng)計2025/4/15鋼結(jié)構(gòu)工程事故統(tǒng)計2025/4/15鋼結(jié)構(gòu)工程事故統(tǒng)計序號影響因素破壞例數(shù)比例%1計算錯誤1426.42對荷載和受力估計不足1222.63沒有嚴格執(zhí)行鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計標準規(guī)范917.04計算簡圖不當713.25結(jié)構(gòu)構(gòu)造不合理611.46設(shè)計方案不合理59.4總計53100.0表1設(shè)計階段鋼結(jié)構(gòu)事故原因統(tǒng)計分析2025/4/15鋼結(jié)構(gòu)工程事故統(tǒng)計序號影響因素破壞例數(shù)比例%1安裝連接不正確，焊縫質(zhì)量差2330.32鋼材質(zhì)量低劣1823.73支撐和結(jié)構(gòu)剛度不足1013.24沒有按圖施工1013.25安裝施工程序不正確、操作錯誤45.36安裝尺寸偏差大45.37制作中焊接質(zhì)量低劣33.98制作尺寸偏差大22.69任意改變施工圖使得構(gòu)件受力與設(shè)計不符合22.6總計76100.0表2制作和安裝階段鋼結(jié)構(gòu)事故原因統(tǒng)計分析2025/4/15鋼結(jié)構(gòu)工程事故統(tǒng)計序號影響因素破壞例數(shù)比例%1火災(zāi)16642維護不利，材性改變（腐蝕、疲勞）4163違反使用規(guī)定（超載、亂開洞等）4164改造加固方法不當145建筑物地基下沉00總計25100表3使用維護階段鋼結(jié)構(gòu)事故原因統(tǒng)計分析2025/4/15對國內(nèi)外120個鋼結(jié)構(gòu)工程事故案例的統(tǒng)計結(jié)果:結(jié)構(gòu)形式：工業(yè)廠房〔包括普通的輕型鋼屋架〕的事故最多，占統(tǒng)計資料的53%。事故類型：整體倒塌的最多，占統(tǒng)計資料的49%。破壞形式：失穩(wěn)破壞的最多，占統(tǒng)計資料的33%。脆性斷裂事故〔17%〕和焊接連接破壞事故〔11%〕所占比例也較大。事故原因：制作和安裝階段所占的比例最大，占統(tǒng)計資料的49%。鋼結(jié)構(gòu)工程事故統(tǒng)計2025/4/15鋼結(jié)構(gòu)工程事故統(tǒng)計2025/4/15鋼結(jié)構(gòu)工程事故案例簡介2025/4/15鋼結(jié)構(gòu)工程事故案例簡介上海一大型廠房在施工時轟然倒塌2021年7月3日上海一大型廠房在施工時轟然倒塌，倒塌面積約兩萬平米，造成1人死亡2人重傷。2025/4/15鋼結(jié)構(gòu)工程事故案例簡介2021年7月5日，廈門一在建鋼結(jié)構(gòu)建筑倒塌造成３死３傷。2025/4/15鋼結(jié)構(gòu)工程事故案例簡介2021年4月重慶一在建大跨度輕鋼結(jié)構(gòu)廠房整體倒塌。2025/4/15鋼結(jié)構(gòu)工程事故案例簡介2021年初積雪壓頂，黃石某600平米廠房坍塌2025/4/15

某國際展覽館建筑面積達5萬多平方米

，主館由A、B、C、D4個展館組成。4個展館的建筑造型和結(jié)構(gòu)體系完全相同，且相互獨立。案例分析1：空間大跨結(jié)構(gòu)施工坍塌事故2025/4/15

單個展館的平面尺寸172m×73m，橫向兩端各懸挑2.6m，縱向西側(cè)懸挑8.85m，東側(cè)懸挑2.6m。

屋面結(jié)構(gòu)采用螺栓球節(jié)點網(wǎng)架，下弦柱點支承，網(wǎng)架屋面材質(zhì)為Q235B。

網(wǎng)架最高點的標高為23.157m，矢高2.38～4.5m。

采用箱形柱，柱與屋面結(jié)構(gòu)鉸接，采用過渡鋼板加螺栓的平板壓力支座，柱腳為外包式剛接柱腳。空間大跨結(jié)構(gòu)施工坍塌事故案例2025/4/15

網(wǎng)架結(jié)構(gòu)中部為平面桁架體系，其外部在橫向的兩端為三層網(wǎng)架，在縱向兩端為正放四角錐網(wǎng)架，平面桁架之間在上下弦平面內(nèi)用剛性連系桿與兩側(cè)四角錐網(wǎng)架連系，形成中部淺拱支撐結(jié)構(gòu)體系。

主館網(wǎng)架結(jié)構(gòu)使用滑移腳手架作為施工安裝平臺，采用高空散裝法進行施工。空間大跨結(jié)構(gòu)施工坍塌事故案例2025/4/152007-02-02，A館在作業(yè)時突然坍塌。A館當時的施工狀態(tài)為:除西側(cè)懸挑局部，大面積網(wǎng)架安裝已經(jīng)完成，形成受力體系，屋面系統(tǒng)尚未安裝，處于自重受力狀態(tài)。一名施工人員在用電焊機切割更換一根上弦桿時，網(wǎng)架發(fā)生劇烈晃動，然后25軸處的鋼柱向內(nèi)傾斜，網(wǎng)架中部出現(xiàn)下陷，隨后由中間沿長度方向向兩邊涉及，網(wǎng)架整體落地后，上弦向東側(cè)傾倒，整個過程持續(xù)不到1min。空間大跨結(jié)構(gòu)施工坍塌事故案例2025/4/15網(wǎng)架坍塌部位主要集中在平面桁架局部;南北兩端的柱大局部發(fā)生傾斜，很多鋼柱與根底脫離，南面根底混凝土發(fā)生不同程度脆裂，局部柱錨栓被拉斷;中間的平面桁架呈現(xiàn)由西向東多米諾骨牌式的跌倒狀，桿件彎曲，多處螺栓節(jié)點被剪斷;南北兩端的3層網(wǎng)架根本上整體坍塌，東西兩端的四角錐網(wǎng)架并未發(fā)生倒塌，但局部桿件彎曲變形;空間大跨結(jié)構(gòu)施工坍塌事故案例2025/4/15

北端的鋼柱隨網(wǎng)架一同倒塌，南端的網(wǎng)架與支座脫離。坍塌事故原因分析：如此大跨度網(wǎng)架的突然倒塌令人感到震驚，其原因絕非一根桿件的斷開那么簡單。作為這種大型的公共建筑，如果事故發(fā)生在使用階段，僅僅因為一個偶然破壞就導(dǎo)致整個網(wǎng)架的全面倒塌，那么它造成的損失和惡劣影響就不堪想象了。空間大跨結(jié)構(gòu)施工坍塌事故案例2025/4/15設(shè)計原因分析：1)平面桁架未設(shè)置縱向斜腹桿，結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性差2)桁架間未設(shè)置交叉支撐3)平面桁架采用螺栓球節(jié)點一般大跨度的平面桁架，應(yīng)該采用相貫節(jié)點而非螺栓球節(jié)點，可能只考慮了安裝施工速度快而采用了螺栓球節(jié)點。空間大跨結(jié)構(gòu)施工坍塌事故案例2025/4/15施工原因分析：1)施工操作方式不當，更換桿件時未采取加固措施施工人員在切割更換系桿時，施工單位并沒有在事前提供更換方案，對原結(jié)構(gòu)也無任何防護和保護措施，由此引起上弦桿平面外失穩(wěn)而導(dǎo)致連續(xù)坍塌。2)螺栓球存在假擰緊現(xiàn)象。經(jīng)調(diào)查人員對事故現(xiàn)場勘察發(fā)現(xiàn)，局部螺栓球節(jié)點存在假擰緊現(xiàn)象。空間大跨結(jié)構(gòu)施工坍塌事故案例2025/4/15事故原因總結(jié)：傳統(tǒng)的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)由于是高次超靜定結(jié)構(gòu)，平安儲藏度相對較高。該工程所采用的結(jié)構(gòu)體系本身是非常敏感脆弱的，沿縱向容易發(fā)生失穩(wěn)，割斷一根桿件雖不會使結(jié)構(gòu)成為可變體系，但已大大降低結(jié)構(gòu)平安度。平面桁架的連系桿包括系桿周圍的桿件受力都比較大，接近臨界狀態(tài)，一根系桿突然被剪斷，這種瞬間的動力效應(yīng)會非常大，形成一個沖擊性的側(cè)向擾動，導(dǎo)致橫向桁架平面外失穩(wěn)并迅速涉及其他桿件，造成整體坍塌。這根桿件的剪斷正是事故發(fā)生的誘因。空間大跨結(jié)構(gòu)施工坍塌事故案例2025/4/152007年7月，南京浦口60m跨廠房鋼屋蓋安裝坍塌事故。在進行屋頂鋼架吊裝施工中發(fā)生意外倒塌。從41軸向31軸鋼結(jié)構(gòu)桁架(共8榀)由西向東依次倒塌，造成造成2人死亡、8人受傷。案例分析2：鋼結(jié)構(gòu)廠房安裝坍塌事故2025/4/15

鋼結(jié)構(gòu)廠房安裝坍塌事故南京浦口區(qū)某60m跨廠房鋼屋蓋安裝坍塌

事故現(xiàn)場2025/4/15該廠房長300m、寬60m，建筑總面積為18000平方米。事故導(dǎo)致8榀屋頂鋼架倒塌，倒塌面積占施工總面積的五分之一，約3600平方米。事故的主要原因：鋼排架安裝過程中屋蓋局部鋼桁架間僅安裝了縱向系桿和檁條，未安裝上下弦間的水平剪刀撐，未形成穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)區(qū)格單元，導(dǎo)致60m跨鋼桁架發(fā)生平面外失穩(wěn)而整體坍塌。鋼結(jié)構(gòu)廠房安裝坍塌事故2025/4/15鋼屋架安裝事故原因分析2025/4/152〕結(jié)構(gòu)安裝階段狀態(tài)與設(shè)計成型狀態(tài)不一致安裝階段鋼桁架之間的連系撐和剪刀撐直接決定了大跨度鋼桁架的平面外穩(wěn)定性，其安裝的最少數(shù)量應(yīng)有必要的計算復(fù)核3〕不按設(shè)計圖紙和要求施工采用滑移法安裝網(wǎng)架時，為了方便滑移，將支座預(yù)埋錨栓切掉，滑移結(jié)束后將支座底板與柱(梁)上的預(yù)埋板焊死，從而改變了邊界條件，導(dǎo)致個別桿件彎曲。安裝螺栓球節(jié)點網(wǎng)架時，由于個別桿件長度加工不精確或螺栓孔端面、角度誤差較大，螺栓放不進去，而將桿件焊到球體上。鋼屋架安裝事故原因分析2025/4/154〕拼裝時偏差過大胎架或拼裝平臺不合規(guī)格即進行桁架結(jié)構(gòu)拼裝,使單元體產(chǎn)生偏差，最后導(dǎo)致整個桁架結(jié)構(gòu)的累積誤差很大。桿件或單元體和整個桁架拼裝后有較大的偏差而不修正，強行就位或強行吊裝，造成桿件彎曲或產(chǎn)生很大的次應(yīng)力。鋼屋架安裝事故原因分析2025/4/155〕對焊縫收縮和焊接次應(yīng)力處理不當 焊條不符合規(guī)定或不考慮濕度及溫度變形。焊接工藝、焊接順序錯誤，產(chǎn)生焊接封閉圈，造成焊接應(yīng)力很大，桿件或整個網(wǎng)架變形。鋼屋架安裝事故原因分析2025/4/15某學(xué)校體育館為3層框架結(jié)構(gòu),頂部采用正放四角錐碳鋼螺栓球網(wǎng)架,鋼網(wǎng)架為下弦支撐，建筑總高度為20.10m,總長度69.4m,總寬度6.4m,建筑面積13520m2。鋼網(wǎng)架為正放四角錐碳鋼螺栓球網(wǎng)架,在網(wǎng)架的四周采用鋼結(jié)構(gòu)焊接有懸挑4.4m左右的倒四棱臺斜立面造型。在竣工1年多以后,遭受狂風并夾雜暴雨冰雹天氣,致使鋼網(wǎng)架頂棚由北向南掀起大局部,飛落至西邊100多米遠的停車場。案例分析3：惡劣天氣導(dǎo)致的工程事故2025/4/15

現(xiàn)場調(diào)查發(fā)現(xiàn),體育館鋼網(wǎng)架從體育館北端向南面掀起,1-8軸間的鋼網(wǎng)架全部掀起,在7-8軸線間折斷,飛落至體育館南邊約112m。惡劣天氣導(dǎo)致工程事故

網(wǎng)架倒塌照片網(wǎng)架支座連接破壞2025/4/15事故原因分析：氣象資料：根據(jù)當?shù)貧庀缶痔峁┑臍庀筚Y料,當日該地區(qū)出現(xiàn)雷雨大風天氣,極大風速達15.1m/s,降雨量達31.7mm,冰雹最大直徑2mm。該工程所處的特殊地理位置：凹字形的山谷口狀地形,屋面特有的倒四棱臺造型使得該鋼網(wǎng)架承受了較大的風荷載。惡劣天氣導(dǎo)致工程事故2025/4/15事故原因分析：設(shè)計圖紙中鋼網(wǎng)架支座鋼板與預(yù)埋鋼板之間的焊縫尺寸明顯偏小,不滿足設(shè)計標準要求。鋼網(wǎng)架工程局部支座的焊縫連接存在明顯缺陷。局部支座連接有漏焊現(xiàn)象。局部螺栓球與支座連接焊縫也存在明顯缺陷。這些都嚴重影響了網(wǎng)架在負壓風荷載作用下的結(jié)構(gòu)平安。惡劣天氣時發(fā)生了鋼網(wǎng)架破壞事故。惡劣天氣導(dǎo)致工程事故2025/4/15

結(jié)論與建議引發(fā)鋼結(jié)構(gòu)工程事故的主要原因：設(shè)計階段選型不合理、計算錯誤、對結(jié)構(gòu)荷載和受力情況估計缺乏、不滿足設(shè)計標準要求、平安裕度過低。施工方案不合理，無相關(guān)施工階段驗算。制作和安裝階段的連接〔焊縫〕質(zhì)量差，鋼材質(zhì)量低劣，支撐和結(jié)構(gòu)剛度缺乏。違反施工規(guī)程，不按圖紙施工。2025/4/15

結(jié)論與建議2025/4/15

結(jié)論與建議設(shè)計階段對策：嚴格執(zhí)行國家頒發(fā)的設(shè)計與施工標準和標準。加強設(shè)計的審查制度。設(shè)計應(yīng)回歸“適用、經(jīng)濟、美觀〞的原那么。設(shè)計要選擇合理的結(jié)構(gòu)形式，充分考慮最不利的荷載組合，對結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化時，要保證結(jié)構(gòu)的平安裕度充足。對復(fù)雜鋼