威海暴风雪中的轻钢结构工程事故分析

李风海1, 赵成武2, 周祥智3

（1.威海职业学院，山东 威海 264410；

威海中林网架钢构工程有限公司位于山东文登，其地址为 264400；

3．山东省文登市建筑设计院，山东 文登 264400）

本文对威海暴雪后的钢结构工程整体坍塌及局部坍塌等事故进行了分析，目的是找到我国钢结构高速发展背后隐藏的问题。希望能提出问题，让广大业内人士予以重视，从而确保钢结构产业健康且持续发展，保障广大人民的生命财产安全。

[关键词]钢结构工程；事故分析；雪荷载

1．引言

2005 年 12 月 3 日开始，仅半个月时间，威海市遭遇了接连三场降雪。这是威海有气象记录以来最为严重的暴风雪天气，给全市带来了极为严重的经济损失。众多轻钢结构厂房、仓库以及临时建筑物倒塌，致使人员和财产遭受巨大损失。据威海市建委的统计数据显示：对 350 个各类钢结构工程进行了检查，其中出现倒塌和受损情况的工程有 53 座，占统计数据的 15.14％，需注意，此数据仅为不完全统计数据。威海辖区包含 3 市 2 区，其中文登市的统计数据显示有 24 座房屋倒塌，倒塌面积为 6 万平米。

2．问题的提出

笔者跟随有关部门的工作人员钢结构监理规划，查看了部分坍塌事故现场。从总体情况来看，网架工程的状况较好，而轻钢、拱板工程存在的问题较大。此次大范围的坍塌事故是由于实际雪荷载值超过了规范值而引发的。然而，钢结构设计单位和施工单位的问题也不能被忽视，所有发生事故的工程都与设计和施工有着关联。以下是文登建设局统计的坍塌事故报表，笔者将设计单位和施工单位的名称省去了。

下面以文登市部分工程为例，分析此次事故的主要原因。

3．原因分析

（1）降雪荷载超出规范设计值

在钢结构大面积坍塌后公布的数据里，实地勘查的积雪厚度为 60 - 100cm，对应的荷载为 78 - 130Kg/M2，此数据范围较大，基本以积雪厚度为基本指标，但积雪厚度不能全面体现雪荷载。笔者觉得威海市气象局公布的数据更具权威性，威海气象局公布的数据是：12 月 3 日至 17 日，威海市的降水量为 51.3mm，即雪荷载为 51.3 Kg/M2。在参考文献 1 中，威海建委把威海地区的雪荷载标准值从原先的 45Kg/M2 修改为 50Kg/M2，仅提高了 10%，当然确定雪荷载标准值需考虑多方面因素。

降雪荷载超过了荷载规范，这是引起钢结构工程大面积坍塌的唯一原因吗？笔者考察了实际工程事故现场，认为还有其他一些原因不容忽视。

（2）钢结构的设计原因

A、钢材的力学指标用到及至

目前，我国轻钢钢结构的设计主要由厂家负责。在工程的招投标过程中，设计和施工通常被放在一起进行。工程报价往往是确定招投标结果的重要指标之一。厂家为了降低报价、提高中标可能性，会尽可能地“挖掘”用钢量。设计人员经常听到老板们说：“你怎么设计的？为什么别人的比你的轻这么多？”设计人员往往是为了证明自身的“水平”，会反复进行优化，将钢材的力学性能指标运用到极致。我们并非反对这样做，而是设计人员应当考虑到材料存在负偏差以及企业在制作和安装方面的水平等因素所带来的影响。当然，设计人员有他们的苦衷。这并非是设计人员的责任。整个业界都应该重视起来。关键在于甲方以及钢结构企业的老板们如何看待这个问题。实践已经证明，甲方和老板们为此付出的代价是很高的，并且远远超过了他们所节约的那点用钢量。

B、设计失误

笔者实地勘查某项工程时，发现该工程平面呈“L”型。其中一个边衔接着原有建筑，此边没有墙面檩条和墙板。然而，柱子的断面与有墙面檩条和墙板的柱子相同。并且，图纸上未表示该侧柱子如何保证平面外稳定性的措施。经过与原设计（即施工方）沟通，由于甲方等单位没有计算书，最终确认是设计问题。遇到这样的雪情，这样的设计问题就容易导致坍塌，这并不奇怪。有很多类似这样的设计问题，例如墙面檩条不设置隅撑，甚至屋面部分也没有隅撑。因为种种原因，我看不到结构的计算书，所以很难去核实和确定这些情况。

C、忽视支撑结构

我国的《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》明确规定了系杆的设置方法以及檩条斜拉条的设置原则。然而，在众多坍塌工程中发现，存在没有系杆或者系杆不符合规范要求的情况，这样根本无法形成空间受力体系。对于一些纵向支撑设置符合要求的工程，通常是屋面局部发生坍塌，而整个刚架并未坍塌，所遭受的损失会小很多。由此可见，支撑结构具有重要性。不设檩条斜拉条这种情况十分常见。屋脊没有采用刚性拉条，边檩条也未采用刚性拉条。这样就无法形成檩条的平面外受力体系。当雪荷载达到一定程度时，檩条会进入平面外失稳状态。刚架随即失去平面外的支撑。整个结构也就随即失稳了。

我们现在的轻钢设计理论和规范较为健全。设计人员要认真贯彻和执行，这值得我们思考。设计单位和政府审查部门要对图纸审核把关，这也值得我们思考。

（3）钢结构的制作与安装原因

A、高强螺栓节点问题

制作的质量和安装的质量存在紧密联系。当下，许多钢结构厂家承接的工程由自己进行制作，而将安装工作外包给一些安装队。这些安装队大多为个体户，不具备相关资质，技术水平参差不齐。倘若钢结构厂家在现场的监督工作做得不好，那么事故隐患就会很大。笔者在事故现场发现，一些刚架的连接节点的接触面锈蚀程度存在差异。这表明钢结构制作时，节点板的角度精度不够，并且在安装时没有采取必要的补救措施钢结构监理规划，从而导致高强螺栓节点无法达到设计要求。

现场发现了高强螺栓断裂的问题。因为技术条件以及检测设备等方面的原因，笔者难以确切判断到底是高强螺栓先断裂，还是在刚架坍塌过程中导致了螺栓断裂。然而，目前高强螺栓市场的混乱状况，必须引起钢结构企业的重视，尤其是那些小的钢结构厂家。它们一味注重原材料和零配件的进货价格，却忽视了质量，给钢结构工程带来了极大的事故隐患。

B、材料规格达不到设计要求

从事故现场来看，存在的问题不仅仅是材料的负公差。钢结构厂家存在偷还材料的严重情况。例如某工程，图纸标注柱翼缘板厚度为 16mm，而现场实测只有 12mm；柱根部断面图纸为 500mm，实测却是 400mm；檩条图纸标注为 C250*70*20*3，实测却为 C160*60*20*2。这样的结果令人瞠目结舌。并且这样的结果是在事故发生后才被发现的，值得甲方、监理等部门进行反思。

（4）项目管理部门的问题

A、甲方和监理方的缺位

在事故工程中发现了很多工程，却找不到工程档案，连图纸都没有，更不用说计算书和验收资料了。甲方称换人了，找不到了或者是施工方没有提供，这种说法令人叹息，也给工程事故的索赔带来很大难度。甲方不懂可以理解，监理方不懂就难以接受了，或许工程根本就没有监理方。有些人认为国家的建筑法规和规章制度如同没有一样。一旦出现问题，就只能把责任归咎于老天爷下大雪了。

另外，对于那些并非专业的甲方来说，他们在决策工程的施工方时，在平衡长远与眼前利益方面，以及在降低工程风险上，我们业内人士是否应该给予帮助呢？还是应该故意利用他们的错误决策来达到自己的目的呢？

B、政府

政府公布的统计数据显示，在发生事故的工程中，百分之百都未通过竣工验收备案。并且，其中百分之八十三的工程既无正规设计图纸，也无资质施工，同时还无质量监督。当然，甲方通过各种手段逃避了建设监管，导致工程质量安全处于失控状态，这可以说甲方是自作自受。在目前的社会状况中，政府部门需要考虑如何更有效地进行工程监管，以及如何创建和谐社会。这是值得政府部门去思考的问题。

4．结论

这次事故，很多部门和企业都将其归入了自然灾害范畴。然而，笔者认为，此次事故更应当引发钢结构业内人士的高度关注，让他们去寻找自身的原因，思考如何看待以及减少钢结构产业持续且高速发展给钢结构产业长远发展带来的不利影响。20 年或者 30 年后，我们现在建造的钢结构工程能否经受住时间的考验呢？能否经受住自然灾害的检验呢？是否会产生那种一个地方出了问题，其他地方也跟着受影响的效应呢？

参考文献：

威海市建设委员会于 2006 年 2 月 17 日印发了《轻型房屋钢结构工程建设管理规定》，并发出通知。

文登市建设局于 2005 年 12 月 9 日提交了关于暴雪给我市经济建设带来灾害的相关情况的报告。

文登市建设局于 2005 年 12 月 17 日发布了关于雪灾致使钢结构建筑物受损情况的通报。

建筑结构荷载规范（GB 50009 - 2001）是由中华人民共和国建设部发布的，由中国建筑工业出版社于 2002 年 2 月出版。

《钢结构设计规范》由《钢结构设计规范》编制组编写。该规范为 GB50017-2003 。由中国计划出版社出版，出版时间是 2003 年 10 月。

门式刚架轻型房屋钢结构技术规程是 CECS102:2002。该规程由中国工程建设标准化协会制定，由中国计划出版社出版，出版时间是 2003 年 3 月。

李风海，出生于 1971 年。他是一位男性。目前在威海职业学院建筑工程系担任教师，同时还是副教授和高级工程师，并且是国家一级注册建造师。