钢结构屋面坍塌事故原因：设计重大错误+违规施工增荷载

这个工程项目里边存在着挂靠、转包以及违法分包等好多问题，关系特别混乱。事故有直接原因，那就是屋面钢结构设计出现重大错误，结构设计计算荷载取值跟建筑构造做法并不一样。有钢梁按照排架来进行设计，却没跟混凝土结构一起做整体计算分析。还没有依据经过施工图审查的设计图纸来施工，把钢结构屋面构造当中20mm厚的水泥砂浆找平层改成了50mm厚的细石混凝土，并且浇筑细石混凝土的时候超厚，这就进一步加大了屋面荷载。由上述缘故致使钢梁跨中拼接点的高强螺栓出现滑丝情况，钢梁铰接支座的锚栓发生剪切以及拉弯破坏效应，进而引发11、12轴二榀屋面钢梁出现坍塌现象。

钢屋面及作业人员分布示意图

事故相关单位主要问题

（一）EPC总承包施工单位

1.资质出借违法。

2.项目管理违法。

施工管理存在违法现象，没有按照经由施工图审查的设计图纸来进行施工，未曾办理设计变更的相关手续，私自对设计进行修改然后展开施工。

（二）监理单位

1. 未曾履行工程质量监理方面的职责，未曾履行《全过程工程咨询合同》所约定的针对湖畔里项目施工质量、施工图设计审核以及设计变更等方面的管理职责。

二、工程管理监理职责未履行，无视项目部长期存在的管理问题，对施工单位五类管理人员未到岗履职的情况未进行监管，未向主管部门反映 未汇报，默认项目部相关台账 资料造假。

（三）转包设计单位

1.违规承揽设计业务。

其一，存在非法分包工程设计的情况，其二，把金华湖畔里EPC项目结构专业设计分包给了没有设计资质的工作室。

（四）设计工作室

非法去承接工程设计，于还没有取得工程设计资质证书这种状况下，非法承接了金华湖畔里EPC项目结构专业这方面的设计业务。

（五）施工图审查单位

未依法履行施工图设计文件审查职责。

处理情况

（一）建议追究刑事责任、司法机关已采取刑事强制措施人员。

（二）对有关公职人员问责处理。

钢结构建筑坍塌悲剧敲响了“谁”的警钟？

对钢结构而言，因其具备匀质高强、结构可靠性高、施工速度快以及抗震性好这般良好特性，所以得以被广泛应用。特别来讲呢，钢结构属于延性破坏结构，它事先出现的较大变形预兆，能够有助于预先发现险情，进而规避损害风险。

可是，近些年来好多起建筑出现坍塌的悲惨事故显示出，钢结构依旧有因为结构设计是不是合理、材料质量有没有隐患或者使用维护是不是恰当而引发严重后果的可能性。这篇文章从对案例进行统计开始入手，针对钢结构安全方面存在的风险展开分析，针对风险防控给出起到参考作用的建议。

钢结构建筑风险特点

钢结构尽管优势突显，但也同时具有一些风险特点，如：

存在结构稳定的问题呢，那是因为钢铁有着比较高的强度，并且杆件相对来说较为柔细，所以由此在设计以及在施工时节该稳定问题就显得比较突出呢。

钢材在室温时塑性与韧性呈现较好表现，然而伴随温度下降其渐趋降低，再加上存在材质缺陷以及焊接缺陷等情况，致使钢结构脆性断裂的风险变得更为显著，这便是脆性断裂问题。

具备的耐火性能欠佳，当环境温度超过400℃之际，普通结构钢的钢材强度以及弹性模量开始急剧地下降，而到了达到650℃之时，钢材已然基本丧失掉承载能力。

耐锈蚀的能力欠佳，常见的钢材出现腐蚀的情况有包含大气腐蚀，介质腐蚀以及应力腐蚀这三类。按照国外所做试验得出的结果来看，那些外露且不涂刷涂层有两面的钢材，在大气环境下的腐蚀速度是每年8至17毫米。

钢结构在被广泛运用之际，由于使用的数量以及其自身所存在的问题，致使事故频繁地发生，那些相关事故的风险展现出了下面这样的特性：

1)结构形式以工业厂房(包括普通的轻型钢屋架)事故最多。

2）事故发生以使用阶段的最多。

3）事故类型以钢结构整体倒塌最多。

（4）事故破坏的形式当中，钢结构失稳破坏是最多的那种情况，除此之外，脆性断裂引发的被认定可称作事故的情形以及焊接连接被破坏从而导致事故的情形，它们所占的比例同样也呈现出较大的态势。

5）事故原因以制作和安装质量最多。

坍塌倾覆归因分析与风险防控措施

1、坍塌/倾覆事故破坏的原因分析

最突出的问题在于钢结构的稳定问题，钢结构的失稳事故被划分成两大类，分别是整体失稳事故跟局部失稳事故呀，它们各自产生的原因是这样的呢。

（1）整体失稳事故原因分析

属于设计方面出现的错误，这种设计错误主要和设计人员自身所具备的水平存在关联，比如说，存在缺乏稳固概念的情况，稳定验算公式出现错误，仅仅只对基本构件的稳定进行验算却忽略了整体结构的稳定验算，计算简图以及支座约束和实际受力不相符，设计安全储备过小等一系列状况。

②存在制作方面的缺陷，制作缺陷一般涵盖构件的初弯曲情况，构件的初偏心情形，热轧冷加工所引发的状况，以及爆接致使产生的残余变形等等方面。

③钢结构在进行安装的进程之中，临时支撑要是设置得不合理，或者是数量不够充足，稍微轻一点点的情况就是会致使部分构件失去稳定状态，要是严重一些的话，则会导致整个结构在施工的过程当中出现倒塌或者是倾覆的状况。

④存在使用不当情况。结构竣工投入使用之后，使用不当以及意外因素同样是致使失稳事故的主要原因。比如说，使用方随性地去改造使用功能，改变构件的受力状态，，由积灰或者增加悬吊设备引发超载，基础出现不均匀沉降以及温度应力导致附加变形，还有意外的冲击荷载等。

（2）局部失稳事故原因分析

局部失稳主要是针对构件来讲的，其失稳所造成的后果，尽管不像整体失稳那般严重，然而也应当引起充分的重视。

造成设计错误的情况是，设计人员对构件的局部稳定验算有所忽视，甚至根本就不开展此验算工作。而在对构件进行验收时，所采用的方法出现错误。如此一来，就造成组成构件的各类板件，其宽厚比以及高厚度比，均大于规范所规定的限值。

② 存在构造不当的情况。一般在构件局部承受集中力比较大的部位，应该设置构造加劲肋，另外，为了确保构件在运转过程当中不会发生变形，也必须设置横隔、加劲肋之类的。可是在实际工程里面，加劲肋数量不足且构造不当这种现象颇为普遍。

③原始存在的缺陷，其中涵盖钢材那些负公差严重超过规定范围的情况，以及在制作时由焊接等工艺生成的局部鼓曲问题，还有波浪形的变形状况等。

④ 吊点所处位置并不合理。对于大型钢结构构建来讲，其吊点位置的选定是极为重要的，有时在构件内部会存在过大的压应力，而这种过大的压应力又会致使构件在吊装时出现局部失稳的情况。

2、坍塌/倾覆风险防控措施

钢结构失稳风险防控须遵守以下原则：

（1）设计人员应强化稳定设计理念

为防止钢结构出现失稳事故得以不发生，身为设计人员着实肩负着最为重要的职责，强化稳定设计理念绝对是十分必要的。结构的整体布置需要去考虑整个体系以及及其组成部分的稳定性要求，特别是支撑体系那个样的布置；结构稳定计算方法所依据的前提假定一定要符合实际受力情况，特别是受支座约束那种的影响；构件的稳定计算跟细部构造的稳定计算务必配合紧密，尤其得有强节点这样的个概念呃；处理稳定问题要有放眼整体这样观点才好，要对整体稳定与各局部相关稳定的影响加以考虑。

（2）制作单位应力求减少缺陷

在诸多常见缺陷里头，初弯曲、初偏心、残余应力对稳定承载力的影响最为显著，是如此呈现的。所以，着手制作的单元有必要借助契合情理的工艺方法以及关乎质量把控的各项施为，把缺陷削减至最小的程度。

（3）施工单位应确保安装过程中的安全

施工单位要防止钢结构安装过程中失稳，确保结构安全，就只有精心布置临时支撑，采用合理的吊装方案，还要把科学的施工组织设计给制定出来。

（4）使用单位应正常使用钢结构建筑物

其一，使用单位得留意对已然建成的钢结构展开定期的检查以及维护工作；其二，在出现需要针对工艺流程以及使用功能予以改造的情况时，务必要同设计单位或者相关专业人员进行商讨，切不可自行擅自增加负荷或者对构件受力情况加以改变。

（5）基层强监管，加大违法打击力度

早期我国在城镇化进程开始阶段所建造的一些建筑结构类型，或许已然没法契合当下进行使用时所提出的需求了，相关部门应当针对那些未曾经过正规设计流程的钢结构建造物以及实施了改建步骤的建筑物，着手开展安全方面隐患的排查工作，并且要及时地针对其中存在隐患问题的建筑，展开消除隐患的整治行动。