混凝土結構事故課件

1、混凝土結構事故主 要 內(nèi) 容 混凝土結構的裂縫及表層缺陷 一設計失誤引起的事故二施工不當引起的事故三結構使用、改建不當引起的事故四混凝土構件的加固方法五6.1混凝土結構的裂縫及表層缺陷6.1.1混凝土結構的裂縫及原因分析 1.材料方面 混凝土材料來源廣闊，成分復雜，很難保證穩(wěn)定的性能。2.設計方面 由于設計者的失誤，常會計算錯誤，同時，混凝土結構裂縫的計算理論是不完善的，很多防裂、限制裂縫開展靠構造措施保證，其中有很多問題還待深入研究。3.施工方面 混凝土結構施工工序多，制作工期較長，其中某一環(huán)節(jié)出了差錯都可能導致開裂事故，4.環(huán)境和使用方面5.其他各種原因 如火災，地震作用，燃氣爆炸，撞擊作

2、用等。 6.1混凝土結構的裂縫及表層缺陷(1)設計承載力不足；(2)細部構造處理不當；(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) 因預拉應力引起的裂縫； (e)因火災產(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混凝土結構的裂縫及表層缺陷6.1.2混凝土結構的表層缺損 混凝土的表層缺損是一項常見通病。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混凝土結構的裂縫及表層缺陷6.1.3裂縫及表層破損的修補當裂縫及表層缺損對承載力無影響或影響很小是，可以修補。其主要目的是使建筑外觀完好，并防止風化、腐蝕、鋼筋銹蝕及缺損的進一步發(fā)展，提高建筑的耐久性。常用的修補方法有以下幾種：1.抹面層2.填縫法3.灌漿法還有其他修補方法。 如孔洞較大時，可 用小豆石混凝土填實。對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混凝土修補用環(huán)權樹脂為主劑的各種配合比表 6.2設計失誤引起的事故混凝土結構在設計方面引發(fā)事故的主要原因有以下幾個方面：(1)因方案不妥而引起的事故。(2)設計計算失誤。(3)對突發(fā)事故缺少二次防御能力，我國有關規(guī)范規(guī)定當有偶然的突發(fā)性事件發(fā)生時，允許有結構的局部破壞，但應保持在一段時間內(nèi)不發(fā)生連續(xù)倒塌，能保持結構的整體穩(wěn)定性。(4)對于結構構造細節(jié)處置不當。(5)與其他工種(如建筑、水、暖、電等)配合不好，有些變動不協(xié)調(diào)，造成設計錯誤。6.2設計失誤引起的事故【實例6-1】某復合框架因選型不當而引起裂縫事故 工程與事故概況：

5、某學校綜合教學樓共二層，底層和二層均為階梯教室，頂層設計為上人屋面，可作為文化活動場。主體結構采用三跨，共計14.4 m寬的復合框架結構，如圖6-3所示。屋面為120 mm澆鋼筋混凝土梁板結構，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發(fā)現(xiàn)復合框架有多處裂縫，并惡化很快，因?qū)Y構安全造成危害，被迫停工檢測。圖6-3復合框架裂縫示意圖6.2設計失誤引起的事故事故分析認為，造成這次事故的主要原因是選型不當，框架受力不明確。按框架計算，構件橫梁桿件主要受彎曲作用，但本樓框架兩側(cè)加了兩個斜向桿，斜桿

6、將對橫梁產(chǎn)生不利的拉伸作用。在具體計算時，因無類似的結構計算程序可供選用，簡單地將中間豎桿作為橫向桿的支座，橫梁按三跨連續(xù)梁計算，實際上由于節(jié)點處理不當和豎桿剛性不夠，而有較大的彈性變形，斜桿向外的擴展作用明.顯。按剛性支承的連續(xù)梁計算并選擇截面本來就偏小，彎矩分布也與實際結構受力不符。加上不利的兩端拉伸作用，下弦橫梁就出現(xiàn)嚴重的裂縫。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，而結構在未使用時就嚴重開裂，顯然不宜使用，研究后決定加固。加固方案不考慮原結構承載力，而是采用與原結構平行的鋼桁架代替上部結構，基礎及柱子也作相應加固，雖然加固及時未造成.人員傷亡，但加固費用大，經(jīng)濟損失嚴重

7、。6.2設計失誤引起的事故【實例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，在鉸接點附近發(fā)生裂縫與局部破壞。圖6-6節(jié)點構造(a)常規(guī)做法；(b)改進做法6.2設計失誤引起的事故 事故原因分析認為，鋼筋X形原意是只能承受水平力而不能承受彎矩，從而實現(xiàn)“鉸”的功能。但實際上，這種做法有相當程度的嵌固作用。當兩邊柱子有不均勻沉降時，節(jié)點處梁端產(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，則會使節(jié)點處開裂，甚至局部破壞。 在要求鉸接的條件較高時，可改進節(jié)點做法，如圖6-6

8、(b)所示。這兩種節(jié)點做法更接近理想鉸接的形式，構造也較簡單，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，其中任何一個環(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)建筑市場不規(guī)范。(4)進建筑材料質(zhì)量把關不嚴。(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

9、程序辦事，未經(jīng)有關部門批準，擅自開工，往往無設計先施工，未勘測先設計，什么都搶工期，不講質(zhì)量。6.3施工不當引起的事故2.施工管理和技術方面的原因（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構中主要承受受力，施工質(zhì)量出現(xiàn)問題的后果嚴重，比較常見的主要有： 1)配制混凝土配合比不準，或不按配合比設計配料。 2)搗固不實。 3)澆筑順序不當，有些混凝土結構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)護問題。6.3施工不當引起的事故3.預應力施工問題預應力混凝土工程常見的質(zhì)量事故有：預應力筋和錨夾具事故；預應力構件裂縫、變形事故；預應力筋張拉事故和構件制作

10、質(zhì)量事故。具體如下：（1）預應力筋事故特征：強度不足、鋼筋冷彎性能不良等；（2）預應力筋用錨夾具質(zhì)量事故特征：螺絲端桿斷裂、螺絲端桿變形、鋼絲（筋）束墩頭強度低、錨環(huán)斷裂等；（3）構件制作質(zhì)量事故特征：先張鋼絲滑動、先張構件翹曲、先張構件剛度差等；（4）預應力鋼筋張拉質(zhì)量事故特征：張拉應力失控、鋼筋伸長值不符合規(guī)定、張拉應力導致混凝土構件開裂或破壞等；（5）預應力構件裂縫變形質(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施工不當引起的事故【實例】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預應力梯形屋架，現(xiàn)場預制后張拉預應力，預應力筋為

11、4束，冷拉N級鋼絲，共92棍。張拉完畢后檢查發(fā)現(xiàn)相當一部分屋架在屋架端部節(jié)點產(chǎn)生寬度為0. 05 0. 35mm的裂縫，順預應力筋方向，長500mm左右，其中有4棍屋架縫寬達0.91.0mm，長度達600mm，如圖6-14 (a)所示。屋架端部節(jié)點(a)端部開裂情況；(b)端部加固示意圖6.3施工不當引起的事故 事故原因分析認為：復核計算顯示總體強度設計可靠度足夠，但局部承壓強度不足?；炷潦艿骄植繅毫r，在一定范圍內(nèi)，在橫向產(chǎn)生拉應力。構造要求承壓錨板厚度應為14mm，實際上采用了8 mm的鋼板，起不到分散壓力的作用，預應力孔道只需50，而施工時改為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400mm，實際只配6長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。加固后還進行了荷載檢驗，達到設計荷載的1.6倍，無異常現(xiàn)象。6.4結構使用、改建不當引起的事故 結構由于使用不當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。(4)維修改造不當。6.4結構使用、改建不當引起的事故【實例】百貨大樓使用及改建不當引起倒塌工程及事故概況：某市百貨大樓，由兩幢對稱的大樓并排組成，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、共計建筑面積達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，百貨大樓正值營業(yè)高峰時間，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，1100名救援人員和150名戰(zhàn)士參加救助，動用了21架直升飛機，大批警察封鎖現(xiàn)場。救助工作持續(xù)20余天，最后統(tǒng)計，造成近450人死亡，近千人受傷的特大事故。 從倒塌的現(xiàn)場看，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，對事故責任者予以拘捕，追究法律責任。6.4結構使用、改建不當引起的事故圖 某市百貨大樓的倒塌現(xiàn)場6.4結

14、構使用、改建不當引起的事故 原因分析認為，造成事故原因是多方面的。首先從設計上看，安全度留得不夠。每根柱子設計要求承載力應達4.5 t(相當于45kN)左右，實際復核其承載力沒有安全裕度。原設計為由梁柱組成框架結構與現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板。為提高土地利用系數(shù)，施工時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，以爭取室內(nèi)有較大的空間。改為無梁樓蓋時，雖然增加了板厚，但整體剛性不如有梁體系，且柱頭沖切強度比設計要求的強度還略低一點。這為事故發(fā)生種下了禍根。6.4結構使用、改建不當引起的事故從施工來講。從倒塌現(xiàn)場檢測情況看，混凝土中水泥用量偏小，強度達不到設計強度，當時建筑材料緊俏，施工單位偷

15、工減料，這把本來設計安全度不足的結構更加推向了危險的邊緣。 從使用過程看，原設計樓面荷載為200kg/m2 (2kN/m2 )，實際上由于貨物堆積，柜臺布置過密，加上增加了不少附屬設備，購物人群擁擠，致使實際使用荷載已近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冷卻水塔，每個重6.7t(約67kN)致使結構荷載一超再超。在最后一次改建裝修中在柱頭焊接附件，使柱子承載力進一步削弱，終于造成了慘劇。 盡管此樓設計不足，施工質(zhì)量差，使用改建又極不妥當，但發(fā)生事故仍有一些先兆，說明結構還有一定的延性。如能及時組織人員疏散，還有可能避免大量人員傷亡。6.5混凝土構件的加固方法 鋼筋混

16、凝土結構是建筑工程中大量應用的結構類型。由于各種因素的影響，會產(chǎn)生種種質(zhì)量缺陷或損壞，而對于每一項須加固的工程對象來說，又都有其不同的要求。具體選擇哪種加固技術，應按彼此適應的原則作決定。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，是指在原受彎構件的上面或下面澆一層新的混凝土并補加相應的鋼筋，以提高原構件承載能力的方法。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構內(nèi)力的計算圖形，即在梁的跨中增設支點、增設托梁(架)或?qū)⒍嗫绾喼Я鹤優(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件外部以增加構件承載力的一種加固方法。6.5混凝土構件的加固方法4.錨結鋼板法 錨結鋼板法是將鋼板甚至其他鋼件(如槽鋼、角鋼等)錨結于混凝土構件上，以達到加固補強的目的。 5.焊接鋼筋或鋼板法 焊接鋼筋或鋼板法是將