混凝土結(jié)構(gòu)事故課件

1、混凝土結(jié)構(gòu)事故主 要 內(nèi) 容 混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫及表層缺陷 一設(shè)計(jì)失誤引起的事故二施工不當(dāng)引起的事故三結(jié)構(gòu)使用、改建不當(dāng)引起的事故四混凝土構(gòu)件的加固方法五6.1混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫及表層缺陷6.1.1混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫及原因分析 1.材料方面 混凝土材料來源廣闊，成分復(fù)雜，很難保證穩(wěn)定的性能。2.設(shè)計(jì)方面 由于設(shè)計(jì)者的失誤，常會(huì)計(jì)算錯(cuò)誤，同時(shí)，混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的計(jì)算理論是不完善的，很多防裂、限制裂縫開展靠構(gòu)造措施保證，其中有很多問題還待深入研究。3.施工方面 混凝土結(jié)構(gòu)施工工序多，制作工期較長(zhǎng)，其中某一環(huán)節(jié)出了差錯(cuò)都可能導(dǎo)致開裂事故，4.環(huán)境和使用方面5.其他各種原因 如火災(zāi)，地震作用，燃?xì)獗ǎ矒糇?/p>

2、用等。 6.1混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫及表層缺陷(1)設(shè)計(jì)承載力不足；(2)細(xì)部構(gòu)造處理不當(dāng)；(3)泵送混凝土過量增用水泥及 加水；(4)澆筑順序失誤；(5)使用超載；(6)反復(fù)荷載作用引起疲勞； 圖6-1常見的裂縫形態(tài)(a) 因受力過大、應(yīng)力集中等引起的裂縫； (b)因溫度變化引起的裂縫；(c) 因混凝土收縮產(chǎn)生的裂縫；(d) 因預(yù)拉應(yīng)力引起的裂縫； (e)因火災(zāi)產(chǎn)生的裂縫；(f)因鋼筋銹蝕引起的裂縫；(g)因骨料雜質(zhì)、水泥性能不良等引起的裂縫；6.1混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫及表層缺陷6.1.2混凝土結(jié)構(gòu)的表層缺損 混凝土的表層缺損是一項(xiàng)常見通病。在施工或使用過程中產(chǎn)生的表層缺損有蜂窩、麻面、小孔洞、缺棱掉

3、角、露筋、表皮酥松等。這些缺損影響觀瞻，使人產(chǎn)生不安全感?，F(xiàn)將常見的一些混凝土表層缺損的原因分析如下：(1)蜂窩：(2)麻面：(3)露筋：(4)缺棱掉角： (5)表層酥松：6.1混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫及表層缺陷6.1.3裂縫及表層破損的修補(bǔ)當(dāng)裂縫及表層缺損對(duì)承載力無影響或影響很小是，可以修補(bǔ)。其主要目的是使建筑外觀完好，并防止風(fēng)化、腐蝕、鋼筋銹蝕及缺損的進(jìn)一步發(fā)展，提高建筑的耐久性。常用的修補(bǔ)方法有以下幾種：1.抹面層2.填縫法3.灌漿法還有其他修補(bǔ)方法。 如孔洞較大時(shí)，可 用小豆石混凝土填實(shí)。對(duì)表面積較大的混凝土表面缺損，可用噴射混凝土等方法。 圖6-2鑿槽填充法修補(bǔ)裂縫1一環(huán)氧涂料；2一環(huán)氧砂漿

4、(或聚合物砂漿等)；3一防水油膏；4一水泥漿；5一防銹涂料 表6-1混凝土修補(bǔ)用環(huán)權(quán)樹脂為主劑的各種配合比表 6.2設(shè)計(jì)失誤引起的事故混凝土結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)方面引發(fā)事故的主要原因有以下幾個(gè)方面：(1)因方案不妥而引起的事故。(2)設(shè)計(jì)計(jì)算失誤。(3)對(duì)突發(fā)事故缺少二次防御能力，我國(guó)有關(guān)規(guī)范規(guī)定當(dāng)有偶然的突發(fā)性事件發(fā)生時(shí)，允許有結(jié)構(gòu)的局部破壞，但應(yīng)保持在一段時(shí)間內(nèi)不發(fā)生連續(xù)倒塌，能保持結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性。(4)對(duì)于結(jié)構(gòu)構(gòu)造細(xì)節(jié)處置不當(dāng)。(5)與其他工種(如建筑、水、暖、電等)配合不好，有些變動(dòng)不協(xié)調(diào)，造成設(shè)計(jì)錯(cuò)誤。6.2設(shè)計(jì)失誤引起的事故【實(shí)例6-1】某復(fù)合框架因選型不當(dāng)而引起裂縫事故 工程與事故概況：

5、某學(xué)校綜合教學(xué)樓共二層，底層和二層均為階梯教室，頂層設(shè)計(jì)為上人屋面，可作為文化活動(dòng)場(chǎng)。主體結(jié)構(gòu)采用三跨，共計(jì)14.4 m寬的復(fù)合框架結(jié)構(gòu)，如圖6-3所示。屋面為120 mm澆鋼筋混凝土梁板結(jié)構(gòu)，雙層防水并做水磨石頂面。樓面為現(xiàn)澆鋼筋混凝土大梁，鋪設(shè)80mm的鋼筋混凝土平板，水磨石地面，下為輕鋼龍骨、吸音石膏吊頂。在施工過程中拆除框架模板時(shí)發(fā)現(xiàn)復(fù)合框架有多處裂縫，并惡化很快，因?qū)Y(jié)構(gòu)安全造成危害，被迫停工檢測(cè)。圖6-3復(fù)合框架裂縫示意圖6.2設(shè)計(jì)失誤引起的事故事故分析認(rèn)為，造成這次事故的主要原因是選型不當(dāng)，框架受力不明確。按框架計(jì)算，構(gòu)件橫梁桿件主要受彎曲作用，但本樓框架兩側(cè)加了兩個(gè)斜向桿，斜桿

6、將對(duì)橫梁產(chǎn)生不利的拉伸作用。在具體計(jì)算時(shí)，因無類似的結(jié)構(gòu)計(jì)算程序可供選用，簡(jiǎn)單地將中間豎桿作為橫向桿的支座，橫梁按三跨連續(xù)梁計(jì)算，實(shí)際上由于節(jié)點(diǎn)處理不當(dāng)和豎桿剛性不夠，而有較大的彈性變形，斜桿向外的擴(kuò)展作用明.顯。按剛性支承的連續(xù)梁計(jì)算并選擇截面本來就偏小，彎矩分布也與實(shí)際結(jié)構(gòu)受力不符。加上不利的兩端拉伸作用，下弦橫梁就出現(xiàn)嚴(yán)重的裂縫。由于本樓為大開間教室，使用人數(shù)集中，安全度要求高一些，而結(jié)構(gòu)在未使用時(shí)就嚴(yán)重開裂，顯然不宜使用，研究后決定加固。加固方案不考慮原結(jié)構(gòu)承載力，而是采用與原結(jié)構(gòu)平行的鋼桁架代替上部結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)及柱子也作相應(yīng)加固，雖然加固及時(shí)未造成.人員傷亡，但加固費(fèi)用大，經(jīng)濟(jì)損失嚴(yán)重

7、。6.2設(shè)計(jì)失誤引起的事故【實(shí)例6-2】現(xiàn)澆梁柱鉸接處理不妥引起裂縫、破損 工程及事故概況：某廠房橫梁與柱鉸接。處理如圖6-6(a)所示，符合通常做法。但投入使用后，在鉸接點(diǎn)附近發(fā)生裂縫與局部破壞。圖6-6節(jié)點(diǎn)構(gòu)造(a)常規(guī)做法；(b)改進(jìn)做法6.2設(shè)計(jì)失誤引起的事故 事故原因分析認(rèn)為，鋼筋X形原意是只能承受水平力而不能承受彎矩，從而實(shí)現(xiàn)“鉸”的功能。但實(shí)際上，這種做法有相當(dāng)程度的嵌固作用。當(dāng)兩邊柱子有不均勻沉降時(shí)，節(jié)點(diǎn)處梁端產(chǎn)生一角變位，使錨筋受拉，梁端面與柱混凝土接觸面受壓一而形成抵抗力矩。若這種彎矩過大，則會(huì)使節(jié)點(diǎn)處開裂，甚至局部破壞。 在要求鉸接的條件較高時(shí)，可改進(jìn)節(jié)點(diǎn)做法，如圖6-6

8、(b)所示。這兩種節(jié)點(diǎn)做法更接近理想鉸接的形式，構(gòu)造也較簡(jiǎn)單，施工也很方便。梁柱間的間隙可視具體情況及梁、柱尺寸的大小而定。6.3施工不當(dāng)引起的事故 鋼筋混凝土工程使用的材料多種多樣，施工工序多，工期長(zhǎng)，其中任何一個(gè)環(huán)節(jié)出了問題就可能引起質(zhì)量事故。從已有質(zhì)量事故的統(tǒng)計(jì)來看，施工管理不善、施工質(zhì)量不高引起的事故率是比較高的。從施工管理方面分析，引起事故的原因是多方面的。 1.建筑業(yè)管理方面的原因(1)不按圖施工，甚至無圖施工。(2)施工人員少用一些材料，故意偷工減料。(3)建筑市場(chǎng)不規(guī)范。(4)進(jìn)建筑材料質(zhì)量把關(guān)不嚴(yán)。(5)不遵守操作規(guī)程，質(zhì)檢人員檢查不力，馬虎簽章，留下隱患。(6)不按基本建設(shè)

9、程序辦事，未經(jīng)有關(guān)部門批準(zhǔn)，擅自開工，往往無設(shè)計(jì)先施工，未勘測(cè)先設(shè)計(jì)，什么都搶工期，不講質(zhì)量。6.3施工不當(dāng)引起的事故2.施工管理和技術(shù)方面的原因（1）模板問題（2）鋼筋問題（3）混凝土施工問題 混凝土在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中主要承受受力，施工質(zhì)量出現(xiàn)問題的后果嚴(yán)重，比較常見的主要有： 1)配制混凝土配合比不準(zhǔn)，或不按配合比設(shè)計(jì)配料。 2)搗固不實(shí)。 3)澆筑順序不當(dāng)，有些混凝土結(jié)構(gòu)在澆筑過程中容易使模板產(chǎn)生不利變形，要按規(guī)定順序澆筑。 4)養(yǎng)護(hù)問題。6.3施工不當(dāng)引起的事故3.預(yù)應(yīng)力施工問題預(yù)應(yīng)力混凝土工程常見的質(zhì)量事故有：預(yù)應(yīng)力筋和錨夾具事故；預(yù)應(yīng)力構(gòu)件裂縫、變形事故；預(yù)應(yīng)力筋張拉事故和構(gòu)件制作

10、質(zhì)量事故。具體如下：（1）預(yù)應(yīng)力筋事故特征：強(qiáng)度不足、鋼筋冷彎性能不良等；（2）預(yù)應(yīng)力筋用錨夾具質(zhì)量事故特征：螺絲端桿斷裂、螺絲端桿變形、鋼絲（筋）束墩頭強(qiáng)度低、錨環(huán)斷裂等；（3）構(gòu)件制作質(zhì)量事故特征：先張鋼絲滑動(dòng)、先張構(gòu)件翹曲、先張構(gòu)件剛度差等；（4）預(yù)應(yīng)力鋼筋張拉質(zhì)量事故特征：張拉應(yīng)力失控、鋼筋伸長(zhǎng)值不符合規(guī)定、張拉應(yīng)力導(dǎo)致混凝土構(gòu)件開裂或破壞等；（5）預(yù)應(yīng)力構(gòu)件裂縫變形質(zhì)量事故特征：錨固區(qū)裂縫、端面裂縫、支座豎向裂縫、屋架上弦裂縫等。6.3施工不當(dāng)引起的事故【實(shí)例】屋架張拉錨固端部產(chǎn)生順筋裂縫工程及事故概況：某單層雙跨廠房采用21m和24m預(yù)應(yīng)力梯形屋架，現(xiàn)場(chǎng)預(yù)制后張拉預(yù)應(yīng)力，預(yù)應(yīng)力筋為

11、4束，冷拉N級(jí)鋼絲，共92棍。張拉完畢后檢查發(fā)現(xiàn)相當(dāng)一部分屋架在屋架端部節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生寬度為0. 05 0. 35mm的裂縫，順預(yù)應(yīng)力筋方向，長(zhǎng)500mm左右，其中有4棍屋架縫寬達(dá)0.91.0mm，長(zhǎng)度達(dá)600mm，如圖6-14 (a)所示。屋架端部節(jié)點(diǎn)(a)端部開裂情況；(b)端部加固示意圖6.3施工不當(dāng)引起的事故 事故原因分析認(rèn)為：復(fù)核計(jì)算顯示總體強(qiáng)度設(shè)計(jì)可靠度足夠，但局部承壓強(qiáng)度不足?；炷潦艿骄植繅毫r(shí)，在一定范圍內(nèi)，在橫向產(chǎn)生拉應(yīng)力。構(gòu)造要求承壓錨板厚度應(yīng)為14mm，實(shí)際上采用了8 mm的鋼板，起不到分散壓力的作用，預(yù)應(yīng)力孔道只需50，而施工時(shí)改為60,削弱了承壓面積，最主要的原因是端部橫

12、向配筋不足。按規(guī)范要求配置螺旋筋為8長(zhǎng)400mm，實(shí)際只配6長(zhǎng)200mm 。作為加固措施，在屋架端部采用外貼鋼夾板；用螺栓套箍擰緊，如圖6-14 (b)所示。加固后還進(jìn)行了荷載檢驗(yàn)，達(dá)到設(shè)計(jì)荷載的1.6倍，無異?，F(xiàn)象。6.4結(jié)構(gòu)使用、改建不當(dāng)引起的事故 結(jié)構(gòu)由于使用不當(dāng)或任意改建而引起的事故也經(jīng)常發(fā)生。主要的原因有以下幾種：(1)使用中任意加大荷載。(2)工業(yè)廠房屋面積灰過厚。(3)加層不當(dāng)。(4)維修改造不當(dāng)。6.4結(jié)構(gòu)使用、改建不當(dāng)引起的事故【實(shí)例】百貨大樓使用及改建不當(dāng)引起倒塌工程及事故概況：某市百貨大樓，由兩幢對(duì)稱的大樓并排組成，地下四層，地上五層，中間在三層處有一走廊將兩樓連接起來，

13、共計(jì)建筑面積達(dá)7.4萬m2。為鋼筋混凝土柱、無梁樓蓋。該大樓建于1989年，從交付使用到倒塌已有四年多。在四年中曾多次改建。某日傍晚，百貨大樓正值營(yíng)業(yè)高峰時(shí)間，大樓突然坍塌，地下室煤氣管道破裂，引起大火，如圖6-16所示。事故發(fā)生后50多輛消防車呼嘯到現(xiàn)場(chǎng)，1100名救援人員和150名戰(zhàn)士參加救助，動(dòng)用了21架直升飛機(jī)，大批警察封鎖現(xiàn)場(chǎng)。救助工作持續(xù)20余天，最后統(tǒng)計(jì)，造成近450人死亡，近千人受傷的特大事故。 從倒塌的現(xiàn)場(chǎng)看，混凝土質(zhì)量不是很高，而且一塌到底。事故發(fā)生后，組成了專門委員會(huì)，對(duì)事故責(zé)任者予以拘捕，追究法律責(zé)任。6.4結(jié)構(gòu)使用、改建不當(dāng)引起的事故圖 某市百貨大樓的倒塌現(xiàn)場(chǎng)6.4結(jié)

14、構(gòu)使用、改建不當(dāng)引起的事故 原因分析認(rèn)為，造成事故原因是多方面的。首先從設(shè)計(jì)上看，安全度留得不夠。每根柱子設(shè)計(jì)要求承載力應(yīng)達(dá)4.5 t(相當(dāng)于45kN)左右，實(shí)際復(fù)核其承載力沒有安全裕度。原設(shè)計(jì)為由梁柱組成框架結(jié)構(gòu)與現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板。為提高土地利用系數(shù)，施工時(shí)將地上四層改為地上五層，并將有梁樓蓋體系改為無梁樓蓋，以爭(zhēng)取室內(nèi)有較大的空間。改為無梁樓蓋時(shí)，雖然增加了板厚，但整體剛性不如有梁體系，且柱頭沖切強(qiáng)度比設(shè)計(jì)要求的強(qiáng)度還略低一點(diǎn)。這為事故發(fā)生種下了禍根。6.4結(jié)構(gòu)使用、改建不當(dāng)引起的事故從施工來講。從倒塌現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)情況看，混凝土中水泥用量偏小，強(qiáng)度達(dá)不到設(shè)計(jì)強(qiáng)度，當(dāng)時(shí)建筑材料緊俏，施工單位偷

15、工減料，這把本來設(shè)計(jì)安全度不足的結(jié)構(gòu)更加推向了危險(xiǎn)的邊緣。 從使用過程看，原設(shè)計(jì)樓面荷載為200kg/m2 (2kN/m2 )，實(shí)際上由于貨物堆積，柜臺(tái)布置過密，加上增加了不少附屬設(shè)備，購(gòu)物人群擁擠，致使實(shí)際使用荷載已近4kN/m2。為了整層建筑的供水，空調(diào)要求，在樓頂又增加了兩個(gè)冷卻水塔，每個(gè)重6.7t(約67kN)致使結(jié)構(gòu)荷載一超再超。在最后一次改建裝修中在柱頭焊接附件，使柱子承載力進(jìn)一步削弱，終于造成了慘劇。 盡管此樓設(shè)計(jì)不足，施工質(zhì)量差，使用改建又極不妥當(dāng)，但發(fā)生事故仍有一些先兆，說明結(jié)構(gòu)還有一定的延性。如能及時(shí)組織人員疏散，還有可能避免大量人員傷亡。6.5混凝土構(gòu)件的加固方法 鋼筋混

16、凝土結(jié)構(gòu)是建筑工程中大量應(yīng)用的結(jié)構(gòu)類型。由于各種因素的影響，會(huì)產(chǎn)生種種質(zhì)量缺陷或損壞，而對(duì)于每一項(xiàng)須加固的工程對(duì)象來說，又都有其不同的要求。具體選擇哪種加固技術(shù)，應(yīng)按彼此適應(yīng)的原則作決定。下面介紹幾種常用的加固方法。 1.增大截面加固法增大截面加固法，是指在原受彎構(gòu)件的上面或下面澆一層新的混凝土并補(bǔ)加相應(yīng)的鋼筋，以提高原構(gòu)件承載能力的方法。2. 改變受力體系加固法改變受力體系加固法是徹底改變結(jié)構(gòu)內(nèi)力的計(jì)算圖形，即在梁的跨中增設(shè)支點(diǎn)、增設(shè)托梁(架)或?qū)⒍嗫绾?jiǎn)支梁變?yōu)檫B續(xù)梁等方法。 3. 粘貼鋼板法粘貼鋼板加固法，是指用膠粘劑將鋼板粘貼在構(gòu)件外部以增加構(gòu)件承載力的一種加固方法。6.5混凝土構(gòu)件的加固方法4.錨結(jié)鋼板法 錨結(jié)鋼板法是將鋼板甚至其他鋼件(如槽鋼、角鋼等)錨結(jié)于混凝土構(gòu)件上，以達(dá)到加固補(bǔ)強(qiáng)的目的。 5.焊接鋼筋或鋼板法 焊接鋼筋或鋼板法是將