某鋼結(jié)構(gòu)廠房整體倒塌事故的檢測鑒定研究

錢 健 （安徽省建筑工程質(zhì)量第二監(jiān)督檢測站，安徽 合肥 230031）

1 引言

近年來，我國建筑行業(yè)蓬勃發(fā)展，特別是工業(yè)建筑很大程度上促進(jìn)了國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。鋼結(jié)構(gòu)由于具有布置靈活、節(jié)省費(fèi)用、施工快捷等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于各類工業(yè)建筑中。但在很多縣城區(qū)域由于設(shè)計(jì)、施工操作不規(guī)范，出現(xiàn)諸如倒塌類事故也不在少數(shù)。本文通過某鋼結(jié)構(gòu)廠房整體倒塌事故，對其事故原因進(jìn)行了相關(guān)分析。

2 概述

該廠房采用單層鋼結(jié)構(gòu)，平面幾何尺寸（長×寬）為14.5m×48m，縱向9道軸線，廠房縱向共計(jì)8榀三角鋼屋架，南端第一開間屋面檁條設(shè)置在原有結(jié)構(gòu)屋面梁上部。該工程無地質(zhì)勘察資料，無正規(guī)設(shè)計(jì)圖紙，施工單位無相應(yīng)資質(zhì)，建設(shè)過程無相關(guān)質(zhì)量控制資料等，居民張某（原告）個人出資建設(shè)，高某（被告）于2018年10月10日以包工包料形式承包施工，2018年10月15日主體結(jié)構(gòu)完工。一層平面布置示意圖及鋼屋架桿件布置示意圖，如圖1、圖2所示，結(jié)構(gòu)體系及布置調(diào)查見表1所示。2019年1月31日，該鋼結(jié)構(gòu)廠房發(fā)生倒塌。根據(jù)現(xiàn)場查看：廠房北端1軸屋架及圍護(hù)結(jié)構(gòu)向廠房內(nèi)傾斜（未倒塌）；其余軸線屋架整體向廠房內(nèi)部倒塌，鋼屋架上弦桿上折、母材撕裂破壞（破壞部位鋼屋架相鄰直腹桿間未設(shè)置斜腹桿，網(wǎng)格為四邊形），下弦桿支座部位出現(xiàn)母材撕裂現(xiàn)象，A軸、B軸圍護(hù)結(jié)構(gòu)部分倒塌，A軸、B軸屋架支承鋼管柱均出現(xiàn)不同程度的傾斜或倒塌。

結(jié)構(gòu)體系及布置調(diào)查 表1

3 檢測依據(jù)

《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》（GB50205-2001）

《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50017-2017）

《門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范》（GB51022-2015）

《鋼結(jié)構(gòu)現(xiàn)場檢測技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T50621-2010）

《鋼結(jié)構(gòu)焊接規(guī)范》（GB50661-2011）

《工業(yè)建筑可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)》（GB50 144-2008）

國家現(xiàn)行有關(guān)荷載、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范等

4 工程施工質(zhì)量抽查

4.1 支撐系統(tǒng)桿件布置

現(xiàn)場對鋼結(jié)構(gòu)廠房支撐系統(tǒng)桿件的施工布置情況進(jìn)行檢測，結(jié)果匯總見表2所示。實(shí)測該工程支撐系統(tǒng)桿件及屋面檁條拉條、撐管布置不符合圖集及技術(shù)規(guī)范要求，未能形成完整、穩(wěn)定的支撐體系。

結(jié)構(gòu)支撐桿件布置匯總表 表2

4.2 鋼屋架支承鋼管柱截面尺寸

現(xiàn)場對該鋼結(jié)構(gòu)廠房剛架主要結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面尺寸進(jìn)行檢測，按照《建筑結(jié)構(gòu)檢測技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T50344—2004）對建筑結(jié)構(gòu)抽樣檢測的最小樣本容量要求，廠房鋼屋架支承構(gòu)件施工采用成品圓鋼管柱，采用超聲波測厚儀、游標(biāo)卡尺、鋼尺等對鋼管柱截面尺寸進(jìn)行檢測。選用一次計(jì)數(shù)抽樣方案，結(jié)果匯總見表3所示。

鋼屋架支承鋼管柱截面尺寸檢測結(jié)果匯總表 表3

4.3 鋼屋架桿件布置等檢測

鋼屋架采用三角屋架，上、下弦桿及腹桿施工均采用C型鋼；屋面、墻面檁條均采用矩形鋼管；桿件節(jié)點(diǎn)連接施工方式為現(xiàn)場焊接（節(jié)點(diǎn)未設(shè)置綴板），實(shí)測焊縫長度在30mm～60mm之間；下弦桿節(jié)點(diǎn)間最大間距為1200mm。各榀鋼屋架施工均存在部分節(jié)點(diǎn)相鄰直腹桿間未設(shè)置斜腹桿的情況，網(wǎng)格為四邊形，未能形成穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)受力體系。

屋面部分檁條支座施工未設(shè)置在屋架上弦桿節(jié)點(diǎn)處，對屋架上弦桿產(chǎn)生附加應(yīng)力，改變了屋架桿件受力模式，對屋架的整體承載能力產(chǎn)生不利影響。

4.4 結(jié)構(gòu)驗(yàn)算

采用中國建筑科學(xué)研究院結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件 PKPM2010，恒荷載 0.30kN/m，屋面活荷載0.50kN/m，鋼柱、鋼屋架、檁條均采用Q235B。

驗(yàn)算結(jié)論表明：鋼柱、鋼屋架、檁條承載能力不符合標(biāo)準(zhǔn)要求，柱間支撐、屋架支撐設(shè)置不符合標(biāo)準(zhǔn)要求。

5 工程坍塌原因分析

根據(jù)提供的相關(guān)材料、現(xiàn)場檢測結(jié)果以及結(jié)構(gòu)復(fù)核結(jié)論綜合分析，該工程發(fā)生倒塌事故的主要原因?yàn)椋孩黉撐菁躡～c、l～m節(jié)點(diǎn)間網(wǎng)格未設(shè)置斜腹桿，屋架局部形成不穩(wěn)定體系，影響結(jié)構(gòu)整體承載；②鋼柱、鋼屋架、檁條承載力不符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求；③拉條、隅撐、柱間縱向支撐、屋架水平支撐、縱向剛性系桿均未設(shè)置，結(jié)構(gòu)未形成完整、穩(wěn)定的支撐體系，不符合規(guī)范要求；④屋面部分檁條支座未設(shè)置在屋架上弦桿節(jié)點(diǎn)處，對屋架上弦桿產(chǎn)生附加應(yīng)力，改變了屋架桿件受力模式，對屋架的整體承載能力產(chǎn)生不利影響；⑤鋼屋架節(jié)點(diǎn)桿件連接部位角焊縫長度較小，不符合規(guī)范要求。

6 結(jié)語

廠房倒塌問題對社會人民財(cái)產(chǎn)安全都會造成極大的影響，近年來相關(guān)案件也受到各地方部門的高度重視，且不同倒塌事故的原因錯綜復(fù)雜。因此，進(jìn)行結(jié)構(gòu)檢測鑒定，并分析事故原因尤為重要，同時強(qiáng)調(diào)按照建設(shè)工程工序和規(guī)范設(shè)計(jì)施工對結(jié)構(gòu)安全的重要性，從源頭上防止倒塌事故發(fā)生。