工程事故分析第七章其他类型结构事故.ppt

土木工程事故分析与处理 第7章 其他类型结构事故 主 要 内 容 木结构事故 一 钢-混凝土组合屋架事故 二 特种结构事故 三 结构安装工程事故 四 7.1 木结构事故 在我国，木结构的应用历史悠久，常用作主要的承重结构，如木屋架、木擦条、木柱等。木结构发生事故的主要原因有以下几个方面: (1)选材不当。 (2)节点制作不合格。 (3)木屋架断面过小。 (4)木屋架安装偏差，支撑设置不当等也是引起事故的原因之一。 (5)对湿度较大的环境中，缺乏防潮措施，导致木材开裂和腐蚀。 7.1 木结构事故 事故实例 【例7-1】某市简易电影院木制屋盖坍塌事故 事故概况：某市简易电影院，建筑面积约500 m2，有观众厅、舞台和放映室。采用木屋架跨度9m，矢高为2.25m，木屋架间距3.5m，屋架为三角形圆木豪式屋架，其上架凛条再铺小青瓦。屋架支于墙砌体上，外墙体下部为高3 m、厚400 mm的毛石墙，以上为190 mm的混凝土空心砌块墙体，支承屋架的檐口标高处有一道圈梁。 1987年6月29日晚，300多名观众正在影院中看电影时，屋盖突然塌落，部分圈梁及墙体被拉掉，当场砸死8人，重伤14人，轻伤121人。该工程是由一位给排水专业的人员设计，先后由三个当地包工队施工，工程于1987年6月5日竣工验收，仅放映过9场电影便倒塌，造成重大伤亡事故。 7.1 木结构事故 事故调查结果表明，屋架是由靠舞台处的第一棍屋架塌落引起的。事故的直接原因是施工队严重偷工减料，粗制滥造，使屋架承载力严重不足造成的。具体问题如下。 (1)屋架上弦杆尺寸太小，承载力不足。设计要求屋架的上、下弦圆木梢径不小于140 mm。但多数屋架弦木梢径只有100~120 mm，首先破坏的屋架上弦梢径仅94 mm，其截面面积只有设计要求面积的45 %，强度严重不足，如图7-1所示。 图7-1倒塌影院的木屋架 7.1 木结构事故 (2)对屋架的横向支撑，设计上未作交代，施工时未设支撑，屋盖系统空间刚度很差。 (3)除偷工减料外，施工制作工艺粗糙。节点处刻槽不用锯割，用斧头砍劈，刻槽过深，截面受到严重削弱，使承载力进一步降低。此外，木料选择平直度不好，含水量偏高，纹理扭曲，木节多，这些都不符合规范要求，对木材的强度造成不利的影响。 (4)工程验收工作非常马虎，明知包工队偷工减料，验收时仍写上“观众厅圈梁及屋架属于中等质量，可以使用”的错误结论。 由以上分析可知，实际采用的木屋架构件截面小、材质差已不满足要求，加之施工粗糙，系统稳定性差，最终造成了重大事故。 7.2钢一混凝土组合屋架事故 常用的钢一混凝土组合结构有组合板、组合梁、组合屋架、组合楼盖和组合柱等。组合屋架是上弦采用混凝土弦杆，下弦采用钢构件，腹杆采用混凝土构件或钢构件。下弦与腹杆的联结往往用焊接，如焊接质量不好，则易造成质量事故。 【例7-2】某15m组合屋架的事故。 事故概况：某单位的饭厅兼礼堂，于1971年7月建成。屋架采用组合屋架，跨度15m,见图7-2 (a)屋面采用钢筋混凝土挂瓦板，上铺小青瓦，交付使用后已经一冬一春，当年冬天还下了一场较大的雪，并未发现反常规现象，也未发现有过大的变形。1972年8月，因发现屋面有几处渗水，上屋面察看，见到屋面不平，局部有较大下垂。根据这一现象，立即仔细检查，发现端间一榀屋架下弦节点已破坏，下弦挠度很大，上弦裂缝严重。整个屋盖共有四榀屋架，其余三榀屋架节点虽未达破坏，但也不同程度地存在裂缝，其位置及破坏形态也与破坏的屋架相同。于是决定停止使用，进行分析加固，因而未造成更大的恶性事故。 7.2钢一混凝土组合屋架事故 由图7-2 (b)可知，组合屋架两端拉杆为228，伸过节点与中间的128拉杆绑条对接焊相连接，斜腹杆为混凝土柱，斜拉杆为1A20。斜拉杆上、下锚人混凝土中，在下弦节点处弯一圆弧与水平受拉钢筋焊牢。在节点破坏处，斜拉杆已从下弦节点处拉出，焊缝撕断，下弦节点处在水平钢筋以上的混凝土被斜拉杆拉裂破碎而抛出。由于斜拉杆拉脱，节点急剧下垂达220mm，上弦严重裂缝，全屋架已经破坏，处于倒塌的边缘。 7.2钢一混凝土组合屋架事故 7.2钢一混凝土组合屋架事故 图7-2组合屋架节点事故 7.3特种结构事故 特种结构是具有特殊用途、结构形式独特的结构，常见的有支挡结构、贮液池、水塔、筒仓、烟囱、电视塔等。特种结构与房屋结构常用的梁、板、柱结构不大相同，施工方法也比较专门化，在事故分析的过程中遇到的疑难问题较多，常见的事故包括: (1)开裂，以致不能使用。如水池有裂缝会渗水；贮气罐有裂缝会漏气等等。 (2)错位、变形。如水池在施工中因地下水作用而上浮；贮气罐试气、放气时失稳；烟囱偏斜等等。 (3)倒塌。如结构强度不够，而引起倒塌。施