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(yù)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(gè)可容10萬人的體育場編織成的一個(gè)溫馨鳥巢，其加工制作安裝要求十分精細(xì)，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(gè)個(gè)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(jǐn)則能堅(jiān)其志,言謹(jǐn)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(rèn)真、負(fù)責(zé)的態(tài)度，一絲不茍、精益求精，于細(xì)微之處見精神，于細(xì)微之處見境界，于細(xì)微之處見水平。把做好每件事情的著力點(diǎn)放在每一個(gè)環(huán)節(jié)、每一個(gè)步驟上，不心浮氣躁，不好高騖遠(yuǎn)，特別注重把自己崗位上的、自己手中的事情做精做細(xì)，做得出彩，點(diǎn)點(diǎn)滴滴的細(xì)致考慮，克服重重困難，完成如此復(fù)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(jì)劃學(xué)時(shí)：4學(xué)時(shí)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(dá)慕運(yùn)動(dòng)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(huì)專家委員會(huì)進(jìn)行了現(xiàn)場勘察

鑒定,

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

導(dǎo)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(jìn)入冬歇期，

用于罩棚鋼結(jié)構(gòu)焊接

的24個(gè)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(yán)重質(zhì)量缺陷，遇到近期驟冷的天氣，事發(fā)當(dāng)天氣溫從零下十幾

度驟降到了零下24度，因?yàn)椴牧系捻g性和拉力都會(huì)衰減，導(dǎo)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(jì)方對該工程的整體設(shè)計(jì)方案未完善，設(shè)計(jì)方案到事故發(fā)生前都未通過政府有關(guān)部門的會(huì)審，是典型的邊

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

整個(gè)工程

中有近十個(gè)單位參與各類項(xiàng)目，工程動(dòng)工至今，一直沒有進(jìn)行過

驗(yàn)收，寶冶公司的主體鋼結(jié)構(gòu)雖然竣工，

也并沒有單獨(dú)對這一項(xiàng)

目進(jìn)行驗(yàn)收(已經(jīng)使用中)，這是違規(guī)的—按照標(biāo)準(zhǔn)程序，每一

個(gè)獨(dú)立項(xiàng)目完成之后都要進(jìn)行驗(yàn)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(gè)鋼材消耗規(guī)模接

近奧運(yùn)場館“鳥巢”的工程，從設(shè)計(jì)、采購、加工，到制作、運(yùn)

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

質(zhì)

量、造價(jià)、工期，工期短會(huì)加大安全風(fēng)險(xiǎn)，很多工程由于趕工期、

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

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(diǎn)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(shí)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(yù)制，

故鋪屋面板工程拖至次年4月15日完

成。

6月2—4日進(jìn)行屋面保溫層、找平層施工，

同時(shí)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(diǎn)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(jì)錯(cuò)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(jì)錯(cuò)誤引發(fā)的事故

網(wǎng)架的計(jì)算有誤，整個(gè)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(shí)際荷載僅為設(shè)計(jì)荷載的2/3時(shí)，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(dāng)受壓腹桿失穩(wěn)退出

工作后，整個(gè)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(yīng)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(jì)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(jì)錯(cuò)誤引發(fā)的事故

(2)網(wǎng)架上弦節(jié)點(diǎn)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(fèi)材料又加大廠房屋面荷載。(3)網(wǎng)架支柱的預(yù)埋件不按圖紙?jiān)O(shè)計(jì)位置做。預(yù)埋鋼板下的錨固鋼筋竟錯(cuò)誤地置于圈梁保護(hù)層內(nèi)，塌落時(shí)錨固鋼筋自保護(hù)層中剝落。盲目認(rèn)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(fù)雜性，

甚至不問設(shè)計(jì)

條件盲目套用其它網(wǎng)架是導(dǎo)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(yán)，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(duì)伍中的焊工，應(yīng)進(jìn)行專業(yè)培訓(xùn)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(huì)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(gè)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(jì)不合理造成的事故

事故概述

9月深圳地區(qū)受臺風(fēng)影響，普降大暴雨，總降雨量為130.44mm，尤其是7日早晨5—6時(shí)，降雨量達(dá)60mm/h。上午7時(shí)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(qiáng)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(jì)不合理造成的事故現(xiàn)場兩個(gè)排水口表面均有堵塞。

5.1.3

設(shè)計(jì)不合理造成的事故

根據(jù)屋面排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算復(fù)核，4號展廳除承擔(dān)本身雨水外，還要承擔(dān)由會(huì)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(dǎo)致網(wǎng)架積水、超載。根據(jù)原設(shè)計(jì)荷載，對該展廳網(wǎng)架結(jié)構(gòu)進(jìn)行了復(fù)算，在原設(shè)計(jì)荷載下，網(wǎng)架結(jié)構(gòu)可以滿足設(shè)計(jì)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(jì)不合理造成的事故

按實(shí)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(jìn)行了結(jié)構(gòu)分析，當(dāng)屋面最深處積水達(dá)35cm時(shí)，軸支座節(jié)點(diǎn)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(qiáng)

螺栓M27的允許承載力。當(dāng)屋面最深處積水達(dá)45cm時(shí)，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(qiáng)螺栓的極限承載力，軸支座反力大于軸支座反力。所以當(dāng)屋面有35-45cm積水時(shí)，該網(wǎng)架軸支座反力大于原設(shè)計(jì)荷載時(shí)的反力值。支座附近的腹桿

壓屈，拉桿的高強(qiáng)螺栓拉斷，導(dǎo)致網(wǎng)架倒塌。但此時(shí)網(wǎng)架拉桿均仍在彈性范圍

內(nèi)，而高強(qiáng)螺栓已超過其極限承載力被拉斷，從而得出高強(qiáng)螺栓的安全度低于桿件的安全度。從計(jì)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(jì)不合理造成的事故

(3)高強(qiáng)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(qiáng)螺栓被拉斷，

說明高強(qiáng)螺栓的安全度低于桿件的安全度。(1)對于有