淺談鋼結(jié)構(gòu)工程倒塌事故的原因和鑒定

■張 敏 ■湖南中鐵五新鋼模有限責(zé)任公司，湖南 長沙 410100

鋼結(jié)構(gòu)工程是一項需要具備專業(yè)性的建設(shè)項目，近年來由于一些工程對其認(rèn)識不足，致使倒塌事故頻頻發(fā)生。鋼結(jié)構(gòu)本身具有施工便捷與高效率的特點。且在利用鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行工程建設(shè)時，也要結(jié)合其相關(guān)的缺點進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)施工設(shè)計，盡量避免倒塌事故的發(fā)生，減少人員財產(chǎn)損失。

1 鋼結(jié)構(gòu)的特點

1．1 輕度小、輕度高

鋼材料是一種密度大，強(qiáng)度也比較高的物質(zhì)。由于鋼材的密度與屈服點的比值都比較小，所以在相同的建筑材料需要條件下若是采用鋼結(jié)構(gòu)材料，會一定程度上減輕結(jié)構(gòu)自身的重量。此外，由于鋼材的重量相比于其他建筑材料都輕很多，若采用薄壁型的空間結(jié)構(gòu)，那么它的重量會更輕。

1．2 工業(yè)化使用率高

伴隨著現(xiàn)代社會的不斷發(fā)展，越來越多的行業(yè)都會運用到鋼材。鋼結(jié)構(gòu)的構(gòu)件是在工廠中制造出來。而在工廠的大批量生產(chǎn)中，由于其采用的是機(jī)械自動化制造，因此生產(chǎn)效率很高，且所生產(chǎn)出來的鋼結(jié)構(gòu)的質(zhì)量也能得到相應(yīng)地保障。這也在一定程度上促進(jìn)了鋼材應(yīng)用的廣泛性，如不僅能在房屋建筑中產(chǎn)生巨大的效應(yīng)，還能用于地下建設(shè)或水利工程的建設(shè)等。

1．3 鋼結(jié)構(gòu)密封性能高

鋼材是一個不容易被滲漏并能用于密封結(jié)構(gòu)的材料。就鋼材的自身特點來說，其組織就十分致密，就算是使用螺栓連接，都能做到緊密不滲透。因此其適用于密閉效果顯著的制品，比如管道、高壓容器等。

2 鋼結(jié)構(gòu)工程倒塌事故的原因分析

在鋼結(jié)構(gòu)工程倒塌事故中，導(dǎo)致其發(fā)生的原因比較多，其中包括鋼結(jié)構(gòu)的變形、腐化、層面漏水、材料失穩(wěn)等多種因素。但是通過總結(jié)研究可以得出以下四個方面的原因。

2．1 違反建設(shè)施工體制

要實現(xiàn)一個工程的安全建設(shè)，那么就離不開對建設(shè)施工的體制規(guī)劃。在進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)工程建設(shè)時，若違背客觀的建設(shè)規(guī)律，不按照相關(guān)程序與體制來建設(shè)，成品的質(zhì)量自然無法得到保證。而鋼結(jié)構(gòu)工程存在倒塌現(xiàn)象的主要原因是前期工程建設(shè)對應(yīng)該遵循的體制不關(guān)注;沒有按照相關(guān)的設(shè)計圖稿施工;沒有經(jīng)過專業(yè)部門的驗收就竣工等。

2．2 對土質(zhì)類型的勘察出現(xiàn)誤差

在進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)工程建設(shè)之前，對土質(zhì)勘察是必然的。如果相關(guān)的土質(zhì)勘察報告出現(xiàn)了誤差，或是內(nèi)容調(diào)查不詳細(xì)，那么在鋼結(jié)構(gòu)工程建設(shè)后，就會出現(xiàn)大量嚴(yán)重的質(zhì)量安全問題。最終致使施工單位采取錯誤的設(shè)計方案，造成地基構(gòu)造不平穩(wěn)，上層建筑中的鋼結(jié)構(gòu)工程自然會發(fā)生傾斜、倒塌。

2．3 受外界環(huán)境影響

在外界環(huán)境的影響下，對建筑項目的質(zhì)量也會造成一定的不良影響。外界環(huán)境影響主要是指在鋼結(jié)構(gòu)工程建設(shè)中，由于客觀的外界因素，致使鋼材料、焊條、涂層涂料、高強(qiáng)度螺栓等建設(shè)材料的質(zhì)量或性能不達(dá)標(biāo)。在使用過程中就很可能因材料的原因，造成鋼結(jié)構(gòu)出現(xiàn)斷裂、倒塌的情況。

2．4 在施工過程中的管理不到位

在建設(shè)施工中，由于施工人員或管理出現(xiàn)誤差引發(fā)的事故不在少數(shù)。因此只有及時地糾正管理中的不足，才能對鋼結(jié)構(gòu)工程倒塌事故的發(fā)生起到一定的減少作用。第一，部分施工人員不熟悉設(shè)計圖紙就盲目地進(jìn)行施工;第二，非專業(yè)的施工人員誤將鉸接當(dāng)作上鋼接，或是將簡支梁當(dāng)作連續(xù)梁進(jìn)行施工，致使施工結(jié)構(gòu)與預(yù)先設(shè)計結(jié)構(gòu)不同，出現(xiàn)結(jié)構(gòu)性破壞;第三，沒有按照相關(guān)的施工規(guī)則進(jìn)行施工，這就會在無意中造成對原有施工程序的破壞。

3 鋼結(jié)構(gòu)工程倒塌事故的鑒定

在鋼結(jié)構(gòu)工程倒塌事故中的自我鑒定，是一個緩慢的過程，因此首先要對事故工程的進(jìn)行前期調(diào)查，并進(jìn)行研究分析，最后得到檢測結(jié)果后，再進(jìn)行鑒定。例如，四川某地某建筑物建設(shè)為單層鋼結(jié)構(gòu)，跨度為30m，柱距為7.5m，其煤棚采用弧形彩鋼建設(shè)整體面，輕鋼建設(shè)屋架，采用混凝土與鋼管柱進(jìn)行獨立基礎(chǔ)。其建筑物的安全等級為二級，設(shè)計的使用年限為50年。該建筑物竣工后6個月在雪荷載作用下發(fā)生倒塌，引發(fā)鋼管柱斷裂。分析并鑒定這一建筑物倒塌的原因。

3．1 進(jìn)行工程基本情況調(diào)查

調(diào)查結(jié)果顯示，鋼結(jié)構(gòu)的輕鋼屋架斷裂塌落，屋架下方的拉桿與支撐桿折斷破損;部分鋼管柱已經(jīng)變形，無原本的結(jié)構(gòu)模樣，柱根出現(xiàn)松脫顯示;彩鋼建造的屋面出現(xiàn)嚴(yán)重地變形現(xiàn)象。

3．2 檢測研究分析

根據(jù)對現(xiàn)場的初步調(diào)查顯示，需進(jìn)一步進(jìn)行檢測研究。首先，現(xiàn)場鋼結(jié)構(gòu)與屋架的建造都與設(shè)計圖稿中的要求一致;其次，鋼結(jié)構(gòu)的構(gòu)件規(guī)格都符合相關(guān)建筑標(biāo)準(zhǔn)，也符合設(shè)計稿的要求;最后，對建筑物中的連接性能與雪的荷載力進(jìn)行跟蹤調(diào)查發(fā)現(xiàn)，鋼構(gòu)件之間的連接不緊密，焊接的方式失效，構(gòu)件之間沒有形成緊密的一體，螺栓與拉桿之間的彎鉤連接也出現(xiàn)失效現(xiàn)象，并且建筑物周圍的積雪超過了預(yù)期設(shè)計的荷載能力。

3．3 建筑物倒塌鑒定分析

根據(jù)上述的調(diào)查及深入研究分析，可得出建筑物倒塌的原因，在積雪荷載作用下，由于螺栓的抗拉性沒有得到保證，建筑物的屋架下方拉桿采用了螺栓連接方式，而該方式又出現(xiàn)了誤差;加之在積雪荷載的作用下，導(dǎo)致拉桿連接失效，從而直接引發(fā)了建筑物的倒塌。

4 結(jié)束語

要想建設(shè)一個質(zhì)量安全有保證的鋼結(jié)構(gòu)工程項目，就要充分地了解到引發(fā)倒塌事故的原因，并在根源上杜絕事故的發(fā)生。就建設(shè)施工單位而言，就需嚴(yán)格按照施工的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)施工;相關(guān)監(jiān)督檢測部門也要履行好自己的職責(zé)，實現(xiàn)社會監(jiān)督，進(jìn)而確保鋼結(jié)構(gòu)建設(shè)工程的質(zhì)量安全。

［1］李景兵．某在建鋼結(jié)構(gòu)工程倒塌事故的原因分析［J］．工程質(zhì)量，2013，04∶65．

［2］胡文玉，孫寧，唐忠平．某鋼結(jié)構(gòu)重型工業(yè)廠房施工倒塌事故分析［J］．中國水運(下半月)，2013，10∶363 －364．

［3］段紅霞．鋼結(jié)構(gòu)地震損傷分析與損傷識別方法研究［D］．大連理工大學(xué)，2010．

［4］李陽．基于施工過程的在建高層建筑防災(zāi)減災(zāi)研究［D］．長安大學(xué)，2012．