工程事故分析第六章混凝土结构事故.ppt

土木工程事故分析与处理 第6章 混凝土结构事故 主 要 内 容 混凝土结构的裂缝及表层缺陷 一 设计失误引起的事故 二 施工不当引起的事故 三 结构使用、改建不当引起的事故 四 混凝土构件的加固方法 五 6.1混凝土结构的裂缝及表层缺陷 6.1.1混凝土结构的裂缝及原因分析 1.材料方面 混凝土材料来源广阔，成分复杂，很难保证稳定的性能。 2.设计方面 由于设计者的失误，常会计算错误，同时，混凝土结构裂缝的计算理论是不完善的，很多防裂、限制裂缝开展靠构造措施保证，其中有很多问题还待深入研究。 3.施工方面 混凝土结构施工工序多，制作工期较长，其中某一环节出了差错都可能导致开裂事故， 4.环境和使用方面 5.其他各种原因 如火灾，地震作用，燃气爆炸，撞击作用等。 6.1混凝土结构的裂缝及表层缺陷 (1)设计承载力不足； (2)细部构造处理不当； (3)泵送混凝土过量增用水泥及 加水； (4)浇筑顺序失误； (5)使用超载； (6)反复荷载作用引起疲劳； 图6-1常见的裂缝形态 (a) 因受力过大、应力集中等引起的裂缝； (b)因温度变化引起的裂缝；(c) 因混凝土收缩产生的裂缝；(d) 因预拉应力引起的裂缝； (e)因火灾产生的裂缝；(f)因钢筋锈蚀引起的裂缝；(g)因骨料杂质、水泥性能不良等引起的裂缝； 6.1混凝土结构的裂缝及表层缺陷 6.1.2混凝土结构的表层缺损 混凝土的表层缺损是一项常见通病。在施工或使用过程中产生的表层缺损有蜂窝、麻面、小孔洞、缺棱掉角、露筋、表皮酥松等。这些缺损影响观瞻，使人产生不安全感。现将常见的一些混凝土表层缺损的原因分析如下： (1)蜂窝： (2)麻面： (3)露筋： (4)缺棱掉角： (5)表层酥松： 6.1混凝土结构的裂缝及表层缺陷 6.1.3裂缝及表层破损的修补 当裂缝及表层缺损对承载力无影响或影响很小是，可以修补。其主要目的是使建筑外观完好，并防止风化、腐蚀、钢筋锈蚀及缺损的进一步发展，提高建筑的耐久性。常用的修补方法有以下几种： 1.抹面层 2.填缝法 3.灌浆法 还有其他修补方法。 如孔洞较大时，可 用小豆石混凝土填实。对表面积较大的混凝土表面缺损，可用喷射混凝土等方法。 图6-2凿槽填充法修补裂缝 1一环氧涂料；2一环氧砂浆(或聚合物砂浆等)；3一防水油膏；4一水泥浆；5一防锈涂料 表6-1混凝土修补用环权树脂为主剂的各种配合比表 6.2设计失误引起的事故 混凝土结构在设计方面引发事故的主要原因有以下几个方面： (1)因方案不妥而引起的事故。 (2)设计计算失误。 (3)对突发事故缺少二次防御能力，我国有关规范规定当有偶然的突发性事件发生时，允许有结构的局部破坏，但应保持在一段时间内不发生连续倒塌，能保持结构的整体稳定性。 (4)对于结构构造细节处置不当。 (5)与其他工种(如建筑、水、暖、电等)配合不好，有些变动不协调，造成设计错误。 6.2设计失误引起的事故 【实例6-1】某复合框架因选型不当而引起裂缝事故 工程与事故概况：某学校综合教学楼共二层，底层和二层均为阶梯教室，顶层设计为上人屋面，可作为文化活动场。主体结构采用三跨，共计14.4 m宽的复合框架结构，如图6-3所示。屋面为120 mm浇钢筋混凝土梁板结构，双层防水并做水磨石顶面。楼面为现浇钢筋混凝土大梁，铺设80mm的钢筋混凝土平板，水磨石地面，下为轻钢龙骨、吸音石膏吊顶。在施工过程中拆除框架模板时发现复合框架有多处裂缝，并恶化很快，因对结构安全造成危害，被迫停工检测。 图6-3复合框架裂缝示意图 6.2设计失误引起的事故 事故分析认为，造成这次事故的主要原因是选型不当，框架受力不明确。按框架计算，构件横梁杆件主要受弯曲作用，但本楼框架两侧加了两个斜向杆，斜杆将对横梁产生不利的拉伸作用。在具体计算时，因无类似的结构计算程序可供选用，简单地将中间竖杆作为横向杆的支座，横梁按三跨连续梁计算，实际上由于节点处理不当和竖杆刚性不够，而有较大的弹性变形，斜杆向外的扩展作用明.显。按刚性支承的连续梁计算并选择截面本来就偏小，弯矩分布也与实际结构受力不符。加上不利的两端拉伸作用，下弦横梁就出现严重的裂缝。 由于本楼为大开间教室，使用人数集中，安全度要求高一些，而结构在未使用时就严重开裂，显然不宜使用，研究后决定加固。加固方案不考虑原结构承载力，而是采用与原结构平行的钢桁架代替上部结构，基础及柱子也作相应加固，虽然加固及时未造成.人员伤亡，但加固费用大，经济损失严重。 6.2设计失误引起的事故 【实例6-2】现浇梁柱铰接处理不妥引起裂缝、破损 工程及事故概况：某厂房横梁与柱铰接。处理如图6-6(a)所示，符合通