理论教育 建筑结构概念设计与选型施工过程注意事项

建筑结构概念设计与选型施工过程注意事项

时间:2023-09-18 理论教育 版权反馈
【摘要】:例如,上海某工业厂房加工车间为五层升板结构,如图2-45所示。图2-45 升板结构事故分析简图提升设备采用爬升式蜗轮蜗杆电动提升机,电动机功率为3kW,丝杆长度为2m,提升速度为1.8m/h,提升机自重500kg,每台提升能力为30t。7月20日上午提升机正在空车下降丝杆,准备把第三层板从19.0m处提升到20.5m处,当天,来了一股大风,整个结构发生摇晃、倾倒,数秒钟之内升板结构全部倒塌。事故后对设计计算、施工工艺和工程质量进行了全面的调查复核。

建筑结构概念设计与选型施工过程注意事项

建筑结构工程师设计新建筑时,对预计完成的整体结构一般进行过精细的分析。但建筑结构一般是由一个个构件逐步叠加建成的,当结构尚未完成时,常常处于不稳定状态,如果设计考虑不周或施工措施失当,则容易造成结构失效。

例如,上海某工业厂房加工车间为五层升板结构,如图2-45所示。该工程采用天然地基、片筏基础,预制柱插入基础杯口深1.25m。柱网5.5m×5.5m,柱断面尺寸400mm×400mm,三层以下混凝土强度300号(相当于C28),配4978-7-111-48732-6-Chapter02-202.jpg25主筋。四层以上为现浇钢筋混凝土柱,混凝土标号为200号(相当于C18),配筋4978-7-111-48732-6-Chapter02-203.jpg16。底层层高为5.5m,二层以上各层为4.5m。主体建筑总高23.5m,建筑面积2348m2。楼板采用钢筋混凝土平板,板厚180mm,就地浇筑,逐层提升。

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图2-45 升板结构事故分析简图

提升设备采用爬升式蜗轮蜗杆电动提升机电动机功率为3kW,丝杆长度为2m,提升速度为1.8m/h,提升机自重500kg,每台提升能力为30t。

该工程于1973年12月开始施工,1974年5月10日吊装完下面三层预制柱,6月25日将屋面板升至预制柱顶,7月7日浇筑完四、五层柱子,7月12日开始在现浇柱上升板。倒塌前,二、三层楼板已经就位,搁置在承重销上,其他各层楼板分别支承在12.7m、16.0m、19.0m标高的休息孔的钢销上。所有柱帽均未开始施工,柱与板之间也无其他连接措施。7月20日上午提升机正在空车下降丝杆,准备把第三层板从19.0m处提升到20.5m处,当天,来了一股大风,整个结构发生摇晃、倾倒,数秒钟之内升板结构全部倒塌。倒塌后,除二层楼板朝南位移4.55m外,其余全朝北位移。倒塌时造成15人死亡,31人受伤。(www.daowen.com)

事故后对设计计算、施工工艺和工程质量进行了全面的调查复核。认定事故的主要原因是设计计算假定与施工实际情况不符,施工中采取的稳定措施不力,致使群柱整体失稳,造成倒塌。首先是设计时未考虑施工的实际情况。计算时将五层柱子分两段验算其强度与稳定性,第一段为下面三层预制柱,假定下端固定,上端为弹性铰支。第二段计算上边两层柱子,假定柱子下端(即四层楼面处)为固定,上端为铰支如图2-46a。但是,本工程的施工单位未理会设计意图,采用一次提升完毕的实施方案,实施前并未与设计单位共同研究施工时的技术措施。实际施工中的柱子,是一根根独立的长细比很大[Hc/b=(23.5+1.25)/0.4=62]的悬臂柱,承受了各层楼板传来的轴向压力和水平风力(图2-46b)。这种施工时结构的受力状态与设计假定完全不符。最终导致结构因柱子群体失稳而倒塌。

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图2-46 柱子失稳分析简图

又如四川某钢筋混凝土拱桥,跨度156m,采用悬臂吊篮法施工。这种施工方法由拱脚向跨中逐步用吊篮分段浇筑。在两边即将合拢时突然坍塌。事后经复核分析,主要是未验算在单边悬臂状态下,端部受施工荷载作用时的弯扭失稳。

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