建筑工程質(zhì)量事故分析（第4版）課件：鋼結(jié)構(gòu)工程質(zhì)量事故分析與處理案例解析

鋼結(jié)構(gòu)工程質(zhì)量事故分析與處理第五章鋼結(jié)構(gòu)工程質(zhì)量事故分析與處理“焊繡鳥巢”的故事被譽為“第四代體育館”的偉大建筑——中國國家體育館(鳥巢)，是近年來鋼結(jié)構(gòu)建筑的典范，用樹枝般的鋼網(wǎng)把一個可容10萬人的體育場編織成的一個溫馨鳥巢，其加工制作安裝要求十分精細，尤其是最微小的無縫焊接，一塊塊各型各樣的鋼架在幾十米的高空對接，各種位置的焊接，技術(shù)人員懸空作業(yè)，仰面電氣焊，火花四濺，一個個小小的縫隙，在他們像繡花一樣的精湛技術(shù)下，完美焊繡……這便是很多業(yè)內(nèi)人士稱鳥巢為“焊繡鳥巢”的原因。第五章

鋼結(jié)構(gòu)工程質(zhì)量事故分析與處理

鋼結(jié)構(gòu)工程質(zhì)量事故分析與處理“行謹則能堅其志,言謹則能崇其德”(宋·胡宏《胡子知言·文王》)，正是建筑工程技術(shù)人員對一切事情都要有認真、負責的態(tài)度，一絲不茍、精益求精，于細微之處見精神，于細微之處見境界，于細微之處見水平。把做好每件事情的著力點放在每一個環(huán)節(jié)、每一個步驟上，不心浮氣躁，不好高騖遠，特別注重把自己崗位上的、自己手中的事情做精做細，做得出彩，點點滴滴的細致考慮，克服重重困難，完成如此復雜的工藝，為國人打造幾千年的夢想，打開了一扇讓世界了解中國的大門。第五章

鋼結(jié)構(gòu)工程質(zhì)量事故分析與處理

鋼結(jié)構(gòu)工程質(zhì)量事故分析與處理第五章

鋼結(jié)構(gòu)工程質(zhì)量事故分析與處理3

安裝質(zhì)量事故分析與處理

3

工程案例解析

2

構(gòu)件制作

質(zhì)量事

故

分析與

處

理

鋼結(jié)構(gòu)工程質(zhì)量事故分析與處理4

鋼結(jié)構(gòu)一般加固方法

計劃學時：4學時1事故概況:2010年12月15日凌晨，內(nèi)蒙古自治區(qū)鄂爾多斯國際那達慕運動場的賽馬場西區(qū)發(fā)生主體鋼結(jié)構(gòu)坍塌。坍塌跨度約為150米。坍塌處已是廢墟，斷裂的鋼材和鋼筋混凝土四處鋪陳。如圖5-1所示。

5.1.1

焊接缺陷造成的事故

第五章

鋼結(jié)構(gòu)工程質(zhì)量事故分析與處理

鋼結(jié)構(gòu)工程質(zhì)量事故分析與處理第五章

鋼結(jié)構(gòu)工程質(zhì)量事故分析與處理

鋼結(jié)構(gòu)工程質(zhì)量事故分析與處理原因分析：事故發(fā)生后，中國鋼結(jié)構(gòu)協(xié)會專家委員會進行了現(xiàn)場勘察

鑒定,

專家組認定，這是一起施工質(zhì)量事故。(L)西看臺罩棚焊縫存在嚴重質(zhì)量缺陷，個別桿件接料不規(guī)范，這是

導致事故發(fā)生的主要原因；

5.1.1

焊接缺陷造成的事故

第五章

鋼結(jié)構(gòu)工程質(zhì)量事故分析與處理

鋼結(jié)構(gòu)工程質(zhì)量事故分析與處理(2)

12月5日完成后現(xiàn)場全面停工進入冬歇期，

用于罩棚鋼結(jié)構(gòu)焊接

的24個支撐柱開始卸載，

由于西側(cè)(西區(qū))看臺鋼結(jié)構(gòu)罩棚部分焊縫

存在嚴重質(zhì)量缺陷，遇到近期驟冷的天氣，事發(fā)當天氣溫從零下十幾

度驟降到了零下24度，因為材料的韌性和拉力都會衰減，導致鋼材的

脆性增大，鋼結(jié)構(gòu)罩棚出現(xiàn)較大伸縮而發(fā)生塌落；

5.1.1

焊接缺陷造成的事故

第五章

鋼結(jié)構(gòu)工程質(zhì)量事故分析與處理

鋼結(jié)構(gòu)工程質(zhì)量事故分析與處理(3)工程管理混亂。設(shè)計方對該工程的整體設(shè)計方案未完善，設(shè)計方案到事故發(fā)生前都未通過政府有關(guān)部門的會審，是典型的邊

設(shè)計、邊施工工程；施工過程中，相關(guān)質(zhì)量監(jiān)管缺失，

整個工程

中有近十個單位參與各類項目，工程動工至今，一直沒有進行過

驗收，寶冶公司的主體鋼結(jié)構(gòu)雖然竣工，

也并沒有單獨對這一項

目進行驗收(已經(jīng)使用中)，這是違規(guī)的—按照標準程序，每一

個獨立項目完成之后都要進行驗收。

5.1.1

焊接缺陷造成的事故

第五章

鋼結(jié)構(gòu)工程質(zhì)量事故分析與處理

鋼結(jié)構(gòu)工程質(zhì)量事故分析與處理(5)搶工建設(shè)，違背工程建筑的基本規(guī)律。這個鋼材消耗規(guī)模接

近奧運場館“鳥巢”的工程，從設(shè)計、采購、加工，到制作、運

輸、安裝，整個環(huán)節(jié)工期僅為105天。工程建設(shè)有三項指標：

質(zhì)

量、造價、工期，工期短會加大安全風險，很多工程由于趕工期、

做獻禮等，造成工程存在質(zhì)量隱患。一個建筑工期是經(jīng)過合理嚴

格的測算的，

加速不可能不影響到工程質(zhì)量。

5.1.1

焊接缺陷造成的事故

第五章

鋼結(jié)構(gòu)工程質(zhì)量事故分析與處理

鋼結(jié)構(gòu)工程質(zhì)量事故分析與處理某通訊樓工程網(wǎng)架為焊接空心球節(jié)點棋盤形四角錐網(wǎng)架，

支承方式為

上弦周邊支承。網(wǎng)架制作于5月，歷時15天；

同月27日用塔吊整體吊裝平移就位；

同年9月鋪設(shè)鋼筋混凝土屋面板(共35塊)。在鋪完29塊后，因中部

6塊板尺寸有誤，

需重新預制，

故鋪屋面板工程拖至次年4月15日完

成。

6月2—4日進行屋面保溫層、找平層施工，

同時網(wǎng)架下弦架設(shè)吊

頂龍骨，

6月5—7日連續(xù)中雨、大雨，

7日晨網(wǎng)架塌落，伴有巨響，

網(wǎng)架由短跨一端塌下，另端尚掛在圈梁上。從破壞現(xiàn)場看，上下弦疊合在一起，腹桿大量出現(xiàn)S形彎曲；

桿件

與空心球節(jié)點連接焊縫破壞形式是在焊縫熱影響區(qū)鋼管被拉斷，

或因

焊縫未焊透、母材未熔合使鋼管由焊縫中拔出。

5.1.2

設(shè)計錯誤引發(fā)的事故

第五章

鋼結(jié)構(gòu)工程質(zhì)量事故分析與處理

鋼結(jié)構(gòu)工程質(zhì)量事故分析與處理事故概述

5.1.2

設(shè)計錯誤引發(fā)的事故

網(wǎng)架的計算有誤，整個網(wǎng)架的全部桿件包括上弦、下弦和腹桿的截面面積均不足。致使在網(wǎng)架屋面施工過程中，實際荷載僅為設(shè)計荷載的2/3時，網(wǎng)架就遭到破壞。網(wǎng)架的塌落的確是由于受壓腹桿失穩(wěn)造成，當受壓腹桿失穩(wěn)退出

工作后，整個網(wǎng)架迅速失穩(wěn)而塌落。網(wǎng)架的焊縫質(zhì)量問題,從破壞現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)，鋼管與空心球的連接焊縫破壞有多處是未焊透或母材未熔合，使鋼管由

焊縫中拔出。這種焊縫本應是對接焊縫，呈V形坡口焊接。雖然施工圖中不正確地選用了貼角焊縫，但是，對貼角焊縫母材未熔也是不能允許的。第五章

鋼結(jié)構(gòu)工程質(zhì)量事故分析與處理設(shè)計原因分析施工原因分析

鋼結(jié)構(gòu)工程質(zhì)量事故分析與處理

5.1.2

設(shè)計錯誤引發(fā)的事故

(2)網(wǎng)架上弦節(jié)點上為形成排水坡度而設(shè)置的小立柱，本是中間高兩邊低。而施工中竟做成兩邊高中間低，致使屋面

積水，發(fā)現(xiàn)問題后，不返工重做，反而將中間保溫層加厚用以形成排水坡，既浪費材料又加大廠房屋面荷載。(3)網(wǎng)架支柱的預埋件不按圖紙設(shè)計位置做。預埋鋼板下的錨固鋼筋竟錯誤地置于圈梁保護層內(nèi)，塌落時錨固鋼筋自保護層中剝落。盲目認為網(wǎng)架是高次超靜定空間結(jié)構(gòu)，

安全度高，忽視其受力的復雜性，

甚至不問設(shè)計

條件盲目套用其它網(wǎng)架是導致網(wǎng)架質(zhì)量事故的思想根源。另外網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的焊接質(zhì)量要求較嚴，第五章

鋼結(jié)構(gòu)工程質(zhì)量事故分析與處理施工原因分析

鋼結(jié)構(gòu)工程質(zhì)量事故分析與處理一般建筑施工隊伍中的焊工，應進行專業(yè)培訓持合格證后方能參加網(wǎng)架的焊接工作。

施工原因分析事故概述事故概述深圳某國際展覽中心工程由展廳、會議中心和一座16層的酒店組成，

總的建筑面積約為42000m2，

其中展廳面積為7200m2，共有5個展

廳組成。

如圖所示。第五章

鋼結(jié)構(gòu)工程質(zhì)量事故分析與處理

鋼結(jié)構(gòu)工程質(zhì)量事故分析與處理5.1.3

設(shè)計不合理造成的事故

事故概述

9月深圳地區(qū)受臺風影響，普降大暴雨，總降雨量為130.44mm，尤其是7日早晨5—6時，降雨量達60mm/h。上午7時左右，

4號展廳網(wǎng)

架倒塌，

經(jīng)過現(xiàn)場調(diào)查發(fā)現(xiàn)網(wǎng)架全部塌落，東邊屋面構(gòu)件大面積散落于

地面，其余部分雖仍支承于柱上，但是仍可發(fā)現(xiàn)縱向下弦桿及部分腹桿

壓屈；在倒塌現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)大量的高強螺栓被拉斷或折斷，部分桿件有明顯

的壓屈，

大量的套筒因受彎而呈屈服現(xiàn)象。從可觀察到的桿件上沒有發(fā)

現(xiàn)桿件拉斷及明顯的頸縮現(xiàn)象，

也未發(fā)現(xiàn)桿件與錐頭焊縫拉開。軸支座

附近斜腹桿被壓屈，且該支座的支承柱向東有較大傾斜。在事故調(diào)查中，

根據(jù)有關(guān)人員反映，

4號展廳網(wǎng)架建成后，

曾多次發(fā)現(xiàn)積水現(xiàn)象，

事故第五章

鋼結(jié)構(gòu)工程質(zhì)量事故分析與處理

鋼結(jié)構(gòu)工程質(zhì)量事故分析與處理5.1.3

設(shè)計不合理造成的事故現(xiàn)場兩個排水口表面均有堵塞。

5.1.3

設(shè)計不合理造成的事故

根據(jù)屋面排水系統(tǒng)設(shè)計計算復核，4號展廳除承擔本身雨水外，還要承擔由會議室中心屋面溢流而來的雨水，而4號展廳屋面本身并未設(shè)置溢流口，且雨水斗設(shè)置不合理，不能有效地排除屋面上的雨水，導致網(wǎng)架積水、超載。根據(jù)原設(shè)計荷載，對該展廳網(wǎng)架結(jié)構(gòu)進行了復算，在原設(shè)計荷載下，網(wǎng)架結(jié)構(gòu)可以滿足設(shè)計要求。第五章

鋼結(jié)構(gòu)工程質(zhì)量事故分析與處理

鋼結(jié)構(gòu)工程質(zhì)量事故分析與處理原因分析

5.1.3

設(shè)計不合理造成的事故

按實際情況考慮到1.5%的找坡以及排水天溝的影響，以三角形分布荷載及

天溝的積水荷載進行了結(jié)構(gòu)分析，當屋面最深處積水達35cm時，軸支座節(jié)點附近受壓腹桿內(nèi)力接近于壓桿壓屈的臨界荷載，該處支座拉桿的拉力已超過高強

螺栓M27的允許承載力。當屋面最深處積水達45cm時，上述兩處支座的

Ф88×3.6腹桿的壓力已超過其壓屈的臨界荷載，該處的斜腹桿拉力已超過了M27高強螺栓的極限承載力，軸支座反力大于軸支座反力。所以當屋面有35-45cm積水時，該網(wǎng)架軸支座反力大于原設(shè)計荷載時的反力值。支座附近的腹桿

壓屈，拉桿的高強螺栓拉斷，導致網(wǎng)架倒塌。但此時網(wǎng)架拉桿均仍在彈性范圍

內(nèi)，而高強螺栓已超過其極限承載力被拉斷，從而得出高強螺栓的安全度低于桿件的安全度。從計算分析得出的結(jié)論與現(xiàn)場的情況是吻合的。第五章

鋼結(jié)構(gòu)工程質(zhì)量事故分析與處理

鋼結(jié)構(gòu)工程質(zhì)量事故分析與處理原因分析

5.1.3

設(shè)計不合理造成的事故

(3)高強螺栓一

定要有足夠的安全度，在倒塌事故現(xiàn)場尚未發(fā)現(xiàn)拉桿拉斷及頸縮現(xiàn)象，而高強螺栓被拉斷，

說明高強螺栓的安全度低于桿件的安全度。(1)對于有