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【钢结构·技术】钢柱弱轴失稳造成在建钢结构整体倒塌

 https://www.lgmi.com    发表日期:2022/5/30 9:10:39  兰格钢铁
    

202126日下午,晋江市西滨军垦农场内晋江全亿无纺布有限责任公司在建钢结构办公用房浇筑混凝土时发生坍塌,造成3人死亡、7人受伤。


    

涉事工程基本情况


    

2020128日,晋江全亿无纺布有限责任公司通过投标方式向融通农业发展(杭州)有限责任公司(法定代表人:李世功)租赁土地(地址位于西滨军垦南路21号),合同载明:租赁地块为军队所有,融通农业发展(杭州)有限责任公司享有经营管理权。租赁用途:工厂、仓储、办公,租货,期限5年。拟建钢结构厂房与办公用房,其中已建成厂房单层9000平方米,层高8米,用于无纺布仓储;在建办公用房(涉事建筑),拟建四层,单层340平方米,建成高度13米,并于2021115日启动建设施工。


    

坍塌建筑为一栋四层钢结构房屋,经检测单位健研检测集团有限公司现场测量,建筑物开间方向尺寸为4×4m(柱间距)+1.5m(悬挑),进深方向为3×6m(柱间距)+1.5m(悬挑),单层建筑面积约341平方米,总建筑面积约1365平方米。基础为柱下扩展基础,采用天然地基。


    

主体钢结构安装完成时现场详图1(混凝土楼板尚未浇捣):


    

1主体钢结构安装完成现场

根据现场实测尺寸,钢结构平面布置图如图2所示:


    

2结构平面布置示意


    

现场踏勘及检测情况


    

该建筑钢柱、钢梁均为工厂制作后现场安装。钢柱、钢梁为H型钢,钢材型号为Q235。经委托健研检测集团有限公司对坍塌体开展测量、取样及检测工作,检测结果表明钢材强度符合国家标准。


    

现场踏勘发现,所有钢框梁与钢框柱的连接处均仅采用腹板螺栓连接,上下翼缘均未焊接,造成主体框架梁-柱节点全部成为铰接节点,钢结构整体稳定性差。尤其是沿钢柱的弱轴方向稳定性更差,破坏时钢柱腹板沿节点板连接点被整体撕裂开(如图3、图4)。该建筑属于整体失稳坍塌,坍塌方向与钢柱弱轴方向一致。


    

3钢柱边柱弱轴节点破坏

4钢柱中柱弱轴节点破坏


    

经检查,基础未见破坏迹象。

事故原因分析和事故性质

事故调查组通过对事故现场进行勘查、取样、实测,并委托健研检测集团有限公司进行结构质量检测,结合专家分析,逐一排除了地震、气象、地基沉降等可能导致坍塌的因素,查明了事故发生的直接原因:


    

1.涉事建筑钢框架柱采用H型钢(实测尺寸为H346×174×6×8),在梁-柱铰接节点情况下,其稳定性不满足《钢结构设计标准》(GB50017-2017)第7.2.1条的要求,结构构件丧失稳定;同时,根据《建筑结构可靠度设计统一标准》(GB50068-2018)第4.1.1-14)条,认定结构构件超过了承载能力极限状态。


    

2.钢结构H型钢柱双向与钢梁均为铰接,结构整体稳定性差,而钢柱弱轴方向的稳定性更差。经计算分析,在屋面板基本浇捣完成时,底层中柱实际承受的竖向荷载约280千牛,超过了钢柱弱轴方向保持稳定所能承受的最大竖向荷载,导致钢柱沿弱轴发生失稳破坏引起整体倒塌。

文章编辑:【兰格钢铁网】www.lgmi.com

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