摘要：本文针对某钢结构工业厂房倒塌事故，通过现场检查和内力计算对该厂房的倒塌事故进行了全面分析，并对当前钢结构设计和施工给出了合理建议。
关键词：钢结构 倒塌 内力计算
一、引言
随着我国经济的飞速发展，各地新建厂房的数量迅速增长，钢结构因其施工速度快、 用量省、适应性强等优点越来越多地被应用于工业建筑领域，随之也出现了众多钢构公司，但由于无序的竞争，在建设过程中，不规范的设计制造和施工使得各种事故屡见不鲜，本文介绍了一起钢结构厂房的倒塌事故，并分析了厂房倒塌的原因。
二、工程概况
某生产车间为单层四跨轻钢厂房，屋面采用压型钢板檩条为冷弯薄壁型钢檩条，屋架为变截面H型钢梁门式刚架，跨度为35m，总长80m。厂房建筑面积约为11200㎡。原设计檩条为连续Z型檩条，而施工当中，将其施工为简支檩条，连续钢梁在中间支座处也被施工为铰接，已投入使用2年，业主在使用期间又在檩条上增加了消防喷淋。
三、破坏情况
该厂房建成投入使用仅2年多, 就因屋面气楼内积灰严重，在一场大雪的作用下造成屋架主梁整体失稳，导致结构整体倒塌。
四、现场检测
该厂房在施工过程中未按照图纸施工，连续的钢梁及檩条支座处均被做成铰接；屋架之间未设水平支撑；局部焊缝存在缺陷，如焊缝高度不够，焊缝出现裂纹撕裂现象；部分屋盖檩条直接放在上弦杆的中间，未放于桁架节点上，局部钢柱腹板扭曲；钢梁明显扭曲、折断；钢梁与柱连接节点拉开；屋面檩条扭曲弯折；彩钢板部分塌陷。
五、结构计算
（一）主结构验算
为分析厂房倒塌原因，选择一榀钢架进行验算复核，考虑到在中间支座，钢梁为铰接，故仅取中间跨钢梁并按照两端简支考虑进行计算，荷载选用倒塌当日实际荷载进行计算，恒荷载为0.25KN/㎡ ，雪荷载为0.285KN/㎡ ，喷淋荷载等效为0.02 KN/㎡，采用PKPM软件对屋架的承载力和稳定性进行了分析。计算结果如下，其中梁单元1截面为：（H600*240*6*12）；梁单元2截面为：H550*200*6*12 ；梁单元4截面为：（H550*200*6*8），梁单元3、5、6与之对称，为了计算方便，在PKPM运算中统一取为H600*240*6*12。
PKPM计算的一部分结构数据：
Nfr=1，Ntw=1，GDx=0.4861E+05>20*0.4358E+03，该层X向满足整体稳定要求，不需要考虑P-Δ效应；
Nfr=1，Ntw=1，GDy=0.3406E+06>20*0.4358E+03，该层Y向满足整体稳定要求，不需要考虑P-Δ效应；
楼层抗剪承载力、及承载力比值：
X向承载力0.3836E+04，Y向承载力0.1438E+05Ratio_Bu:X,Y1.00：1.00
在当时雪荷载的作用下，梁中最大弯矩271.92mm远超过了受弯构件的挠度容许值L/400=87.5mm，导致整个屋盖破坏主要是挠度过大，主钢梁失稳破坏。
（二）次结构验算
该檩条为跨度为8.1m的简支檩条，截面为Z200*70*20*2.5 ，中间设有两道拉条，使用结构力学求解器，求出檩条在两个方向的弯矩。
由于悬吊水管荷载存在偏心，按照《冷弯薄壁型钢结构技术规范》（GB50018-2002）5.33考虑双力矩B按照跨中弯矩相等原则，将分水管集中荷载等效为均布荷载，大小为0.1KN/m ；查《冷弯薄壁型钢结构技术规范》（GB50018-2002）附表A.4 得到B=0.009KN/㎡，由《冷弯薄壁型钢结构技术规范》（GB50018-2002）附表A.2得到φbx=0.53
跨中截面
强度 σ=Mx/Wx+My/Wy+B/Wω=127.4Mpa