建筑工程质量事故分析（第4版）课件：钢结构工程质量事故分析与处理案例解析

钢结构工程质量事故分析与处理第五章钢结构工程质量事故分析与处理“焊绣鸟巢”的故事被誉为“第四代体育馆”的伟大建筑——中国国家体育馆(鸟巢)，是近年来钢结构建筑的典范，用树枝般的钢网把一个可容10万人的体育场编织成的一个温馨鸟巢，其加工制作安装要求十分精细，尤其是最微小的无缝焊接，一块块各型各样的钢架在几十米的高空对接，各种位置的焊接，技术人员悬空作业，仰面电气焊，火花四溅，一个个小小的缝隙，在他们像绣花一样的精湛技术下，完美焊绣……这便是很多业内人士称鸟巢为“焊绣鸟巢”的原因。第五章

钢结构工程质量事故分析与处理

钢结构工程质量事故分析与处理“行谨则能坚其志,言谨则能崇其德”(宋·胡宏《胡子知言·文王》)，正是建筑工程技术人员对一切事情都要有认真、负责的态度，一丝不苟、精益求精，于细微之处见精神，于细微之处见境界，于细微之处见水平。把做好每件事情的着力点放在每一个环节、每一个步骤上，不心浮气躁，不好高骛远，特别注重把自己岗位上的、自己手中的事情做精做细，做得出彩，点点滴滴的细致考虑，克服重重困难，完成如此复杂的工艺，为国人打造几千年的梦想，打开了一扇让世界了解中国的大门。第五章

钢结构工程质量事故分析与处理

钢结构工程质量事故分析与处理第五章

钢结构工程质量事故分析与处理3

安装质量事故分析与处理

3

工程案例解析

2

构件制作

质量事

故

分析与

处

理

钢结构工程质量事故分析与处理4

钢结构一般加固方法

计划学时：4学时1事故概况:2010年12月15日凌晨，内蒙古自治区鄂尔多斯国际那达慕运动场的赛马场西区发生主体钢结构坍塌。坍塌跨度约为150米。坍塌处已是废墟，断裂的钢材和钢筋混凝土四处铺陈。如图5-1所示。

5.1.1

焊接缺陷造成的事故

第五章

钢结构工程质量事故分析与处理

钢结构工程质量事故分析与处理第五章

钢结构工程质量事故分析与处理

钢结构工程质量事故分析与处理原因分析：事故发生后，中国钢结构协会专家委员会进行了现场勘察

鉴定,

专家组认定，这是一起施工质量事故。(L)西看台罩棚焊缝存在严重质量缺陷，个别杆件接料不规范，这是

导致事故发生的主要原因；

5.1.1

焊接缺陷造成的事故

第五章

钢结构工程质量事故分析与处理

钢结构工程质量事故分析与处理(2)

12月5日完成后现场全面停工进入冬歇期，

用于罩棚钢结构焊接

的24个支撑柱开始卸载，

由于西侧(西区)看台钢结构罩棚部分焊缝

存在严重质量缺陷，遇到近期骤冷的天气，事发当天气温从零下十几

度骤降到了零下24度，因为材料的韧性和拉力都会衰减，导致钢材的

脆性增大，钢结构罩棚出现较大伸缩而发生塌落；

5.1.1

焊接缺陷造成的事故

第五章

钢结构工程质量事故分析与处理

钢结构工程质量事故分析与处理(3)工程管理混乱。设计方对该工程的整体设计方案未完善，设计方案到事故发生前都未通过政府有关部门的会审，是典型的边

设计、边施工工程；施工过程中，相关质量监管缺失，

整个工程

中有近十个单位参与各类项目，工程动工至今，一直没有进行过

验收，宝冶公司的主体钢结构虽然竣工，

也并没有单独对这一项

目进行验收(已经使用中)，这是违规的—按照标准程序，每一

个独立项目完成之后都要进行验收。

5.1.1

焊接缺陷造成的事故

第五章

钢结构工程质量事故分析与处理

钢结构工程质量事故分析与处理(5)抢工建设，违背工程建筑的基本规律。这个钢材消耗规模接

近奥运场馆“鸟巢”的工程，从设计、采购、加工，到制作、运

输、安装，整个环节工期仅为105天。工程建设有三项指标：

质

量、造价、工期，工期短会加大安全风险，很多工程由于赶工期、

做献礼等，造成工程存在质量隐患。一个建筑工期是经过合理严

格的测算的，

加速不可能不影响到工程质量。

5.1.1

焊接缺陷造成的事故

第五章

钢结构工程质量事故分析与处理

钢结构工程质量事故分析与处理某通讯楼工程网架为焊接空心球节点棋盘形四角锥网架，

支承方式为

上弦周边支承。网架制作于5月，历时15天；

同月27日用塔吊整体吊装平移就位；

同年9月铺设钢筋混凝土屋面板(共35块)。在铺完29块后，因中部

6块板尺寸有误，

需重新预制，

故铺屋面板工程拖至次年4月15日完

成。

6月2—4日进行屋面保温层、找平层施工，

同时网架下弦架设吊

顶龙骨，

6月5—7日连续中雨、大雨，

7日晨网架塌落，伴有巨响，

网架由短跨一端塌下，另端尚挂在圈梁上。从破坏现场看，上下弦叠合在一起，腹杆大量出现S形弯曲；

杆件

与空心球节点连接焊缝破坏形式是在焊缝热影响区钢管被拉断，

或因

焊缝未焊透、母材未熔合使钢管由焊缝中拔出。

5.1.2

设计错误引发的事故

第五章

钢结构工程质量事故分析与处理

钢结构工程质量事故分析与处理事故概述

5.1.2

设计错误引发的事故

网架的计算有误，整个网架的全部杆件包括上弦、下弦和腹杆的截面面积均不足。致使在网架屋面施工过程中，实际荷载仅为设计荷载的2/3时，网架就遭到破坏。网架的塌落的确是由于受压腹杆失稳造成，当受压腹杆失稳退出

工作后，整个网架迅速失稳而塌落。网架的焊缝质量问题,从破坏现场发现，钢管与空心球的连接焊缝破坏有多处是未焊透或母材未熔合，使钢管由

焊缝中拔出。这种焊缝本应是对接焊缝，呈V形坡口焊接。虽然施工图中不正确地选用了贴角焊缝，但是，对贴角焊缝母材未熔也是不能允许的。第五章

钢结构工程质量事故分析与处理设计原因分析施工原因分析

钢结构工程质量事故分析与处理

5.1.2

设计错误引发的事故

(2)网架上弦节点上为形成排水坡度而设置的小立柱，本是中间高两边低。而施工中竟做成两边高中间低，致使屋面

积水，发现问题后，不返工重做，反而将中间保温层加厚用以形成排水坡，既浪费材料又加大厂房屋面荷载。(3)网架支柱的预埋件不按图纸设计位置做。预埋钢板下的锚固钢筋竟错误地置于圈梁保护层内，塌落时锚固钢筋自保护层中剥落。盲目认为网架是高次超静定空间结构，

安全度高，忽视其受力的复杂性，

甚至不问设计

条件盲目套用其它网架是导致网架质量事故的思想根源。另外网架结构的焊接质量要求较严，第五章

钢结构工程质量事故分析与处理施工原因分析

钢结构工程质量事故分析与处理一般建筑施工队伍中的焊工，应进行专业培训持合格证后方能参加网架的焊接工作。

施工原因分析事故概述事故概述深圳某国际展览中心工程由展厅、会议中心和一座16层的酒店组成，

总的建筑面积约为42000m2，

其中展厅面积为7200m2，共有5个展

厅组成。

如图所示。第五章

钢结构工程质量事故分析与处理

钢结构工程质量事故分析与处理5.1.3

设计不合理造成的事故

事故概述

9月深圳地区受台风影响，普降大暴雨，总降雨量为130.44mm，尤其是7日早晨5—6时，降雨量达60mm/h。上午7时左右，

4号展厅网

架倒塌，

经过现场调查发现网架全部塌落，东边屋面构件大面积散落于

地面，其余部分虽仍支承于柱上，但是仍可发现纵向下弦杆及部分腹杆

压屈；在倒塌现场发现大量的高强螺栓被拉断或折断，部分杆件有明显

的压屈，

大量的套筒因受弯而呈屈服现象。从可观察到的杆件上没有发

现杆件拉断及明显的颈缩现象，

也未发现杆件与锥头焊缝拉开。轴支座

附近斜腹杆被压屈，且该支座的支承柱向东有较大倾斜。在事故调查中，

根据有关人员反映，

4号展厅网架建成后，

曾多次发现积水现象，

事故第五章

钢结构工程质量事故分析与处理

钢结构工程质量事故分析与处理5.1.3

设计不合理造成的事故现场两个排水口表面均有堵塞。

5.1.3

设计不合理造成的事故

根据屋面排水系统设计计算复核，4号展厅除承担本身雨水外，还要承担由会议室中心屋面溢流而来的雨水，而4号展厅屋面本身并未设置溢流口，且雨水斗设置不合理，不能有效地排除屋面上的雨水，导致网架积水、超载。根据原设计荷载，对该展厅网架结构进行了复算，在原设计荷载下，网架结构可以满足设计要求。第五章

钢结构工程质量事故分析与处理

钢结构工程质量事故分析与处理原因分析

5.1.3

设计不合理造成的事故

按实际情况考虑到1.5%的找坡以及排水天沟的影响，以三角形分布荷载及

天沟的积水荷载进行了结构分析，当屋面最深处积水达35cm时，轴支座节点附近受压腹杆内力接近于压杆压屈的临界荷载，该处支座拉杆的拉力已超过高强

螺栓M27的允许承载力。当屋面最深处积水达45cm时，上述两处支座的

Ф88×3.6腹杆的压力已超过其压屈的临界荷载，该处的斜腹杆拉力已超过了M27高强螺栓的极限承载力，轴支座反力大于轴支座反力。所以当屋面有35-45cm积水时，该网架轴支座反力大于原设计荷载时的反力值。支座附近的腹杆

压屈，拉杆的高强螺栓拉断，导致网架倒塌。但此时网架拉杆均仍在弹性范围

内，而高强螺栓已超过其极限承载力被拉断，从而得出高强螺栓的安全度低于杆件的安全度。从计算分析得出的结论与现场的情况是吻合的。第五章

钢结构工程质量事故分析与处理

钢结构工程质量事故分析与处理原因分析

5.1.3

设计不合理造成的事故

(3)高强螺栓一

定要有足够的安全度，在倒塌事故现场尚未发现拉杆拉断及颈缩现象，而高强螺栓被拉断，

说明高强螺栓的安全度低于杆件的安全度。(1)对于有