安全半月谈 | 如何预防钢结构建筑坍塌事故?

生命是宝贵的

我们永远不知道

意外在哪一天会来临

近日,国内发生一起坍塌事故

造成多人遇难

事故一

3月7日19时15分,福建泉州市一家快捷酒店发生坍塌事故,共造成29人遇难。

事故现场图片

事故中涉事的钢结构建筑涉嫌违规改造,增加建筑楼层的荷载,形成了坍塌的安全隐患。(具体原因正在调查中)

事故现场图片

可见坍塌带来的威胁有多大

往往造成群死群伤

深圳也曾发生过

造成人员伤亡的坍塌事故

事故二

2018年4月5日,深圳市某搅拌站工地发生一起坍塌事故,事故工地正准备进行砂石料仓搭棚作业,事发时8名工人在钢结构砂石料铁皮棚顶部(距离地面约12米)进行作业,铁皮棚的钢支撑突然发生变形折弯导致铁皮棚发生坍塌,8名工人随即从铁皮棚顶部坠落或顺着铁皮滑落至地面。事故造成2人死亡,3人重伤。

事故现场图片

经调查,该起坍塌事故的直接原因:

01 涉事钢结构棚架的钢支撑材料存在缺陷;

02 横梁钢架和檩条的焊缝存在未焊满、未焊透、气孔、夹渣、烧穿等缺陷;

03 当工人在放置有大量铁皮的涉事棚架顶部作业时,棚架发生焊缝开裂及H型钢弯曲变形,导致涉事棚架的西北侧坍塌;

04 涉事公司的施工工人安全意识淡薄,在未采取安全防护措施(使用安全带)的情况下站在距离地面约12米高的钢结构棚架顶部进行高处作业。

知识点

什么是钢结构?

钢结构是由钢制材料组成的结构,是主要的建筑结构类型之一。它主要由型钢和钢板等制成的梁钢、钢柱、钢桁架等构件组成,并采用硅烷化、纯锰磷化、水洗烘干、镀锌等除锈防锈工艺。各构件或部件之间通常采用焊缝、螺栓或铆钉连接。

常见的钢结构建筑物材料

钢结构的优缺点

优点

钢结构自重较轻;钢结构工作的可靠性较高;钢材的抗振(震)性、抗冲击性好;钢结构制造的工业化程度较高;钢结构可以准确快速地装配;钢结构室内空间大;容易做成密封结构;钢结构可回收利用;钢结构工期较短。

钢结构由于优点众多,用途非常广泛。

缺点

01 钢结构耐腐蚀性较差。特别是在潮湿和腐蚀性介质的环境中,容易锈蚀。一般钢结构要除锈、镀锌或涂料,且要定期维护。对处于海水中的海洋平台结构,需采用“锌块阳极保护”等特殊措施予以防腐蚀。

防腐船用牺性阳极锌块

02 钢结构耐火性较差。由于钢的耐火性能非常差,钢的内部晶体组织对温度非常敏感,温度升高或者降低都会使钢材性能发生变化,钢结构通常在450℃~650℃时就会失去承载能力,发生很大的形变,导致钢柱、钢梁弯曲,常见结果为因变形过大而不能继续使用。

大火中的变形钢材

常见的钢结构建筑物

钢结构棚架

钢结构大型建筑

钢结构住宅

钢结构桥梁

钢结构海洋石油工程装备

造成钢结构建筑坍塌事故的常见原因

钢结构锈蚀破坏

钢结构锈蚀后会降低它的承载力,严重影响它的耐久性,破坏它的坚固性,造成事故发生。

钢结构的锈蚀

钢结构变形

钢结构变形将影响组装和连接,降低结构的稳定性和整体刚度,降低了构件的承载力,从而诱发钢结构的变形事故。常见的变形主要包括:钢材冷加工变形、钢材初始变形、因高温或碰撞引发的变形、制作安装变形和焊接变形等。

钢结构变形

钢结构材料缺陷

由于钢结构材料生产制程缺陷使钢材的韧性和塑性降低,钢材性能降低后引发事故。

不同质量钢板的比较

钢结构耐火性差

钢结构的突出缺点就是耐火性差,在火灾中,钢结构受热引发力学性能下降,它的承载力逐渐降低,从而造成了钢结构的坍塌。

火灾造成的坍塌

钢结构失稳

由于钢结构或者构件的局部稳定性或整体稳定丧失而容易诱发事故。如果在施工和安装过程中,不采取适当的临时支撑体系来维持钢结构的稳定性,就很容易造成钢结构失稳继而倒塌甚至是倾覆。

钢结构失稳导致坍塌

钢结构疲劳破坏

疲劳破坏是指在反复的交变荷载作用之下,应力水平远远低于钢材的屈服点或极限抗拉强度情况下发生的钢构件以及结构的破坏现象。比如:重复使用钢材使得截面易发生突变和焊缝过于集中等。

钢材料疲劳造成坍塌

如何预防钢结构建筑物坍塌事故?

手续合法

项目施工中必须针对工程特点编制施工组织设计,编制质量、安全技术措施,经甲乙方及监理单位审批后实施。

持证上岗

进行作业的施工企业必须具有专业承包资质,进行高处作业和焊接作业的人员需持有效期内的特种作业证,方可上岗作业。

作业须持证上岗

编制监测方案

应编制专项施工监测方案,在钢结构建筑的施工和安装过程中,应对钢结构变形进行监测。

技术交底

现场应对作业人员进行安全技术交底和培训,安全监管到位。

防止锈蚀

较易发生锈蚀的钢材料,特别是在潮湿和腐蚀性介质的环境中,应注意防腐、防湿,对钢材料进行工艺处理。

材料合格

施工之前应检测钢材料是否合格、焊接材料是否合格和螺栓等零件连接材料是否合格。

注意耐火

钢结构建筑应注意防火,通常可采用防火板、防火涂料、珍珠岩板、石膏板、混凝土或蛭石板等材料,用空心法、实心法或紧贴法将钢构件包裹起来,采取这些防火措施,保证钢结构达到标准耐火的极限要求。

控制荷载

严格控制施工荷载,尤其是楼板上集中荷载不得超过设计要求。

楼板荷载不得超过设计要求

安全监管到位

作业现场需要配备安全管理人员,在发现作业人员违章作业情况下及时制止。

事故是无情的

我们应做到防患于未然

安全来自长期警惕

事故源于瞬间麻痹

编辑 刘荣


(作者:读特记者 戴晓蓉)

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