第五章 砌体结构工程事故分析与处理ppt课件.ppt
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1、2022/12/23,土木建筑学院岳建伟,河南大学,工程事故分析与处理,2,2022/12/23,第五章 砌体结构工程事故分析与处理,砌体结构工程质量控制要点,1,材料不合格造成的工程事故,2,设计原因造成的工程事故,3,施工违规造成的而工程事故,4,环境因素造成的工程事故,5,3,2022/12/23,一、砌体结构工程质量控制要点,1.砌体结构材料的质量控制,1.1组成混凝土材料的质量控制,l )块材的质量控制强度、外观检查、泛霜试验、抗冻试验干缩率:承重墙和外墙砌块要求干缩率小于 0.5mm / m ,非承重墙和内墙砌块要求干缩率小于 0.6mm / m 。,2 )砂浆的质量控制强度要求砂
2、浆(分 M15、M10、 M7.5 、M5、M2.5、Ml、M0.4 七个等级)用标准养护的试块的抗压强度确定。每一层楼或每 250 m3砌体中的各种强度的砂浆,每台搅拌机至少制作一组(每组6个试块,每个分项工程不少于两组)。,砂浆分层度分层度不应大于 20mm(混合砂浆)、 30mm (水泥砂浆)。过大分层度的砂浆易离析,分层度 0时,砂浆易干缩。,4,2022/12/23,一、砌体结构工程质量控制要点,1.砌体结构材料的质量控制,1.1组成混凝土材料的质量控制,3)砖墙墙体砌筑时的构造控制,5,2022/12/23,一、砌体结构工程质量控制要点,1.砌体结构材料的质量控制,1.2砌体结构的
3、一般构造要求,1)墙、柱的允许高厚比,2)墙体的防潮,2.砌体结构的一般构造要求,6,2022/12/23,一、砌体结构工程质量控制要点,1.砌体结构材料的质量控制,1.2砌体结构的一般构造要求,3)砌块砌体的搭砌,2.砌体结构的一般构造要求,7,2022/12/23,一、砌体结构工程质量控制要点,1.砌体结构材料的质量控制,1.2砌体结构的一般构造要求,2.砌体结构的一般构造要求,8,2022/12/23,一、砌体结构工程质量控制要点,1.砌体结构材料的质量控制,1.2砌体结构的一般构造要求,2.砌体结构的一般构造要求,跨度大于 6m 的屋架以及跨度大于下列数值的梁,其支承面下的砌体应设置素
4、混凝土或钢筋混凝土垫块,当墙中设有圈梁时,垫块宜与圈梁浇成整体。当砖砌体时,梁跨 4 .8m ;当砌块和料石砌体时,梁跨 4 . 2m。,9,2022/12/23,一、砌体结构工程质量控制要点,1.砌体结构材料的质量控制,1.2砌体结构的一般构造要求,2.砌体结构的一般构造要求,10,2022/12/23,二、砌体材料不合格造成的工程事故,1.砌体结构材料的质量控制,材料选配不当引起砌体结构工程缺陷,1)砖 常见缺陷有外观质量差、强度不足和耐久性不满足要求等,因而必须对现场砖抽取试样进行严格的外观检查、强度检测和各项耐久性试验。2)砂浆常见缺陷有强度不足、和易性差等现象。,11,2022/12
5、/23,二、砌体材料不合格造成的工程事故,2.工程案例,2.1 案例1,事故概况: 1997 年 7 月 12 日浙江省常山县某职工住宅楼突然整体倒塌,造成 36 人死亡, 3 人受伤,是一起重大事故。该工程为五层半的砖混结构,建筑面积 2476 m2,工程造价 219 元m2(不含水电)。结构情况是砖砌承重墙、基础墙,混凝土条形基础。预应力圆孔板楼面、屋面,底层为 2 . 15m 高的自行车库,上部五层为职工宿舍,檐口标高 16 . 95m。,12,2022/12/23,二、砌体材料不合格造成的工程事故,2.工程案例,2.1 案例1,详细调查分析,具体情况如下:1).砖样测试(1 )现场砖实
6、测抗压强度平均值为 5.85MPa ,只达设计要求 MU10 砖应有强度的 60;实测砖的抗折强度平均值为 1.12MPa ,只达 MU10 砖应有强度的 50 。 (2 )厂家砖样检测结果为尺寸偏差不合格,抗压强度十分离散,高的达 21.5MPa ,低的仅 5 .1MPa ,标准差 5.2MPa 。 (3 )原位砌体抗压强度平均值0.59MPa ,只达到设计要求抗压强度( MU10、 M7.5 ) 的 15.7 。,13,2022/12/23,二、砌体材料不合格造成的工程事故,2.工程案例,2.1 案例1,详细调查分析,具体情况如下: 2). 基础墙砌体中的砂,应该用中砂或粗砂,实际使用的是
7、特细砂,经抽样检测含泥量高达 31 % (允许值为 5%)。施工中竟用石灰钙代替石灰膏拌和混合砂浆,导致砂浆无粘结力,现场判定所用砂浆强度等级在 M0. 4 以下.3).基础墙在砌筑时用了很多半砖,形成大量通缝,而且外墙转角处均留直槎。室外散水一直未做,未能对基础墙起保护作用。混凝土条形基础的设计高度为 350mm,实际只有 250mm。 ( 4 ) 1997 年 7 月 8-10 日常山县遭洪灾,城区 2 / 3 被淹。本楼所在地区汇水面积较大,楼房底层车库进水,基础墙长时间积水浸泡。因为地基土层中有隔水层,地面水难以下渗。而本楼基础墙外侧无散水,内侧设计要求回填土,但施工单位却擅自取消回填
8、土改为架空地面,并且无抹灰粉刷层。致使基础砌体直接受浸泡,导致强度大幅度降低。 ( 5 )经对原设计文件检查、复核,承重砖砌体均能满足规范规定的承载力要求,但由于架空层部分的承重砖砌体开有洞口,使一些短墙肢成为薄弱部位。经验算实际承载力只达到轴向力设计值的 40 54 。,14,2022/12/23,二、砌体材料不合格造成的工程事故,2.工程案例,2.1 案例1,详细调查分析,具体情况如下: 4 ) 1997 年 7 月 8-10 日常山县遭洪灾,城区 2 / 3 被淹。本楼所在地区汇水面积较大,楼房底层车库进水,基础墙长时间积水浸泡。因为地基土层中有隔水层,地面水难以下渗。致使基础砌体直接受
9、浸泡,导致强度大幅度降低。5 )经对原设计文件检查、复核,承重砖砌体均能满足规范规定的承载力要求,但由于架空层部分的承重砖砌体开有洞口,使一些短墙肢成为薄弱部位。经验算实际承载力只达到轴向力设计值的 40 54 。,15,2022/12/23,二、砌体材料不合格造成的工程事故,2.工程案例,2.2 案例2,事故概况:山东某车间 12m 跨,为扩大车间,由东端向北接出一段新厂房,建成后车间成 L 形。扩建部分跨度为 12m ,采用钢筋混凝土双铰拱屋架(标准构件),屋架间距 4.5m ,承重墙为 370mm,带 240 mm X300mm砖垛。屋面采用 4.5mX1.5m 槽形板,屋面为普通做法,
10、吊车梁支于带砖垛的墙体上,吊车梁顶标高为 4. 25m ,屋架下弦标高5.5m ,屋架支于托墙上,托墙梁为 240mmx450mm,支于墙垛上。托墙梁与吊车垫梁之间留有 70 mm间隙,材料为 MU7.5 砖、 M5砂浆均合格。,16,2022/12/23,二、砌体材料不合格造成的工程事故,2.工程案例,2.2 案例2,该车间在施工过程中,设计负责人已发现结构设计中的问题,并出了加固图纸,但未向建设单位提出停工加固,也未向施工单位交代保证加固工作的安全措施和施工方法。施工单位发现难以按加固图纸进行施工,就搁置了下来。约 20 天后,正值雨天,并刮有 6-7 级东北风,当时正在做屋面炉渣保温层,
11、室内正进行回填土,车间新建部分突然倒塌,造成 4 名施工人员死亡的重大事故。,17,2022/12/23,二、砌体材料不合格造成的工程事故,2.工程案例,2.2 案例2,18,2022/12/23,二、砌体材料不合格造成的工程事故,2.工程案例,2.2 案例2,事故分析: 砖吊车墙厂房设计,一般做法是将托墙梁与吊车垫梁连在一起,以增加托墙梁下砖砌体的局部受压面积和局部受压强度。但本工程的设计人却将二者分开。中间填以水泥沥青砂浆,又未对托墙梁下砌休局部承压强度进行复核,设计方面出现了错误。,19,2022/12/23,二、砌体材料不合格造成的工程事故,2.工程案例,2.2 案例2,托墙梁下砌体局
12、部受压面积为,局部抗压强度的计算面积,托墙梁底面承受的纵向力 N :分别为 18.23t (使用阶段设计荷载)和 15. 65t (施工阶段实际荷载)。,20,2022/12/23,二、砌体材料不合格造成的工程事故,2.工程案例,2.2 案例2,事故结论及教训: 托墙梁下局部承载力严重不足是引起倒塌的主要原因。车间北端敞口,在风载作用下,使本已不安全的纵向墙体(包括壁柱)内又产生附加弯曲应力,这就促使墙体倒塌。,21,2022/12/23,三、砌体结构设计原因造成的工程事故,1.设计失误原因,设计失误原因,1)设计马虎,不够细心2)整体方案欠佳,尤其是未注意空旷房屋承载力的降低因素 会议室、礼
13、堂、食堂或农村企业车间,层高大,横墙少,大梁下局部压力大。,3)设计时仅注意了墙体总的承载力的计算,却忽视了墙体高厚比和局部承压的计算4)未注意构造要求重计算、轻构造,在构造措施中,圈梁的布置、构造柱的设置可提高砌体结构的整体安全性.,22,2022/12/23,三、砌体结构设计原因造成的工程事故,2.工程案例,案例1,事故概况:基础为水泥砂浆砌筑的毛石基础,墙体厚 180mm 。屋面平均厚 100mm,。二楼大教室中间进深梁为现浇钢筋混凝土梁,墙体外墙面用水刷石,内墙面为普通抹灰。工程于 1987 年 1 月开工,三个月后主体结构完成,于 5 月 10 日拆除大梁底部支撑及模板,开始内部装修
14、。第二天发现墙体有较大变形,工人用锤子将凸出墙体打了回去,继续施工。第三天发现大教室的窗间墙在室内窗台下约 100mm处有一条很宽的水平裂缝,宽度约 20mm,有些工人感到不妙,大喊危险并往外跑。其余工人尚未反应过来,整个房屋就全部倒塌,两层楼板叠压在一起,未及时撤离的工人全部死亡。,23,2022/12/23,三、砌体结构设计原因造成的工程事故,2.工程案例,案例1,24,2022/12/23,三、砌体结构设计原因造成的工程事故,2.工程案例,案例1,事故发生后测定,砖的等级为 MU0.5 砂浆强度只有 M0.4。在拆模第二天发现险情,还不采取应急措施,终于导致重大事故发生。设计验算结果如下
15、:取大教室大梁下的砖柱计算,这是整个结构的薄弱环节。,25,2022/12/23,三、砌体结构设计原因造成的工程事故,2.工程案例,案例1,26,2022/12/23,三、砌体结构设计原因造成的工程事故,2.工程案例,案例1,27,2022/12/23,三、砌体结构设计原因造成的工程事故,2.工程案例,案例2,事故概况:北京某大学教学楼分为甲、乙、丙、丁、戊 5 段,各段间用沉降缝分开。乙段与丁段在结构上是对称的,当主体结构已全部完工,在施工进入装修阶段时,大楼乙段部分突然倒塌,倒塌时正值清晨,只有11名工人上了房,其中 6 名被砸死,其余重伤,损失惨重。该工程由正规大设计院设计,施工单位是市
16、属的大建筑公司。大楼乙段和丁段为地上五层,跨度 14.2m ,现浇混凝土主梁,截面尺寸 300mm X 1200mm,间距 5 . 4m ;次梁跨度 5 . 4m ,截面尺寸 180mmx 450mm ,间距 2.4- 3.0m ,现浇混凝土板厚 80mm,大梁支承于 490mm X 2000mm 的窗间墙上。,28,2022/12/23,三、砌体结构设计原因造成的工程事故,2.工程案例,案例2,首层砌体设计采用砖的强度等级为 MU10 ,砂浆为 M10 。施工中对砖的质量进行检验,发现不足 MUl0 ,因而与设计洽商,将丁段与乙段的砖柱改为加芯混凝土组合柱,加芯混凝土断面为 260mm x
17、1000 mm ,配有少量钢筋,纵筋 6 10 ,箍筋6 间距 300mm ,每隔 10 行砖左右,设 4 拉筋一道。支承大梁的梁垫为整浇混凝土,与窗间墙等宽,与大梁同高,并与大梁同时浇筑。经初步检查,设计按规范要求,并无错误;混凝土浇筑符合质量要求,砌体部分砌筑质量稍差,尤其是加芯混凝土部分,不够致密,其他方面基本符合要求。,29,2022/12/23,三、砌体结构设计原因造成的工程事故,2.工程案例,案例2,30,2022/12/23,三、砌体结构设计原因造成的工程事故,2.工程案例,案例2,从现场调查可知,无论从沉降资料看,还是从倒塌后挖开墙基检查,可以排除因地基破坏引起房屋倒塌的可能性
18、。,可以判断大梁下组合砖柱首先破坏而引起房屋倒塌的可能性较大。丁段与乙段完全对称,虽未倒塌,但已看到 轴靠近七层主楼的窗间墙存在着从底层到四层的斜裂缝。在大多数大梁的梁垫下出现垂直的微细的劈裂裂缝,内墙出现在梁垫下,外墙出现在梁头上。 窗间墙包芯柱混凝土严重脱水,质地疏松,与砖之间粘结极差,难以共同工作。因而组合柱的承载力不足应为房屋倒塌的根源。,31,2022/12/23,三、砌体结构设计原因造成的工程事故,2.工程案例,案例2,清华大学土木系进行了缩尺模型试验。 ( 1 )主要目的是要检验计算简图是否合理。结构力学中简化的理想化支座,一种为铰接,一种为刚接,但实际情况决不会是理想化的铰接或
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