[摘要]從施工原因、使用原因、設(shè)計(jì)原因等幾個(gè)方面加以論述,對(duì)鋼筋砼懸挑結(jié)構(gòu)的破壞與預(yù)防措施加以介紹。
[關(guān)鍵詞]建筑;懸挑結(jié)構(gòu);鋼筋混凝土
1引言
隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人們生活水平的提高,人們對(duì)各種建筑物的功能要求和城市建筑美觀的要求也越來越高,建筑中經(jīng)常使用鋼筋砼懸挑結(jié)構(gòu),有關(guān)鋼筋砼懸挑結(jié)構(gòu)的破壞事故時(shí)有發(fā)生。鋼筋砼懸挑結(jié)構(gòu)的破壞主要有以下三種形式:整體傾覆坍塌;沿懸臂梁、板根部斷塌;懸挑構(gòu)件下砌體局部受壓破壞。因此,詳細(xì)分析引發(fā)鋼筋砼懸挑結(jié)構(gòu)破壞的施工原因、使用原因、設(shè)計(jì)原因,并提出相應(yīng)的預(yù)防措施是十分必要的。
2引發(fā)鋼筋砼懸挑結(jié)構(gòu)破壞的原因
2.1施工原因
。1)施工縫留設(shè)位置不正確。懸挑結(jié)構(gòu)施工縫留在彎矩和剪力最大處懸挑構(gòu)件根部,接茬處理不好,容易在接茬處產(chǎn)生裂縫,導(dǎo)致懸挑結(jié)構(gòu)破壞。
。2)模板支撐不可靠。由于懸挑結(jié)構(gòu)板支撐不可靠,在鋼筋砼尚未達(dá)到足夠強(qiáng)度時(shí),模板會(huì)產(chǎn)生沉降,從而導(dǎo)致根部砼開裂,這樣拆模后懸挑構(gòu)件將從根部產(chǎn)生斷裂破壞。
。3)施工超載。懸挑結(jié)構(gòu)的固端彎矩與作用荷載成正比,如果施工荷載過大,施工荷載超過設(shè)計(jì)荷載時(shí),模板及其支撐的剛度又不足,則在施工過程中就會(huì)造成模板下沉,使懸挑結(jié)構(gòu)根部出現(xiàn)裂縫,尤其是當(dāng)由根部向外澆筑砼時(shí)隨著荷載增加,也極易在根部產(chǎn)生裂縫,從而導(dǎo)致拆模后懸挑結(jié)構(gòu)破壞。
。4)拆模過早。許多懸挑結(jié)構(gòu)破壞事故都是由于拆模過早,砼尚未達(dá)到足夠強(qiáng)度所造成的。所以施工規(guī)范規(guī)定,懸臂構(gòu)件須待上一層結(jié)構(gòu)完工,且混凝土強(qiáng)度必須達(dá)到100%才能拆底模。
。5)材料不合格或砼配合比錯(cuò)誤。如果所使用的水泥、鋼筋不合格,或砼配合比錯(cuò)誤(含砼配合比正確但施工時(shí)隨意加水的情況),則必然會(huì)導(dǎo)致鋼筋砼懸挑結(jié)構(gòu)的破壞。
(6)施工錯(cuò)誤。若懸挑結(jié)構(gòu)為變截面,施工時(shí)將模板做成等截面外形,造成懸挑結(jié)構(gòu)根部截面變小,或?qū)⑹芰︿摻罘旁谙虏,或被踩踏向下變形過大,造成受力筋嚴(yán)重下移,或錨固長(zhǎng)度不夠等原因,拆模后,均會(huì)導(dǎo)致懸挑結(jié)構(gòu)破壞(見圖1、圖2)。
2.2使用原因
建筑的正常使用是保證結(jié)構(gòu)安全的必要條件。如果鋼筋砼懸挑結(jié)構(gòu)上堆載過大,或進(jìn)行野蠻的破壞性裝修,則會(huì)引起鋼筋砼懸挑結(jié)構(gòu)的破壞。
人們?cè)诜课菅b修的時(shí)候后都不滿足原有的房屋結(jié)構(gòu)造型,往往會(huì)進(jìn)行一定的結(jié)構(gòu)拆改。但結(jié)構(gòu)拆改的時(shí)候并不是可以任意而為的,必須要綜合考慮各種情況。當(dāng)陽臺(tái)為挑板式結(jié)構(gòu)時(shí)對(duì)結(jié)構(gòu)安全影響更大,挑板式陽臺(tái)的前沿墻不但承擔(dān)陽臺(tái)傳來的活荷載、靜荷載及上層結(jié)構(gòu)傳來的荷載,同時(shí)又負(fù)擔(dān)抵抗陽臺(tái)板傾覆的垂直壓力,也是抗傾覆的配重墻,當(dāng)該墻體拆除后,對(duì)于上層陽臺(tái)結(jié)構(gòu)來講失去了墻體支撐而處于危險(xiǎn)狀態(tài),對(duì)于下層陽臺(tái)結(jié)構(gòu)來講,失去了抗傾覆荷載而處于傾覆危險(xiǎn)狀態(tài)。
有的住戶在房屋裝修過程中,在懸挑陽臺(tái)上砌筑墻體,堆放重物等,明顯加大靜荷載,使樓板處于超負(fù)荷使用狀態(tài),導(dǎo)致陽臺(tái)挑梁或挑板根部斷裂,嚴(yán)重危及到房屋的使用安全。
2.3設(shè)計(jì)原因
設(shè)計(jì)懸挑構(gòu)件,要滿足構(gòu)件承載能力極限狀態(tài)驗(yàn)算。此項(xiàng)要求,設(shè)計(jì)人員對(duì)正截面承載能力驗(yàn)算都能引起重視,也基本能滿足要求,此不贅敘。但對(duì)懸挑構(gòu)件的抗傾覆問題和局部承壓?jiǎn)栴},有些設(shè)計(jì)人員往往予以忽視。設(shè)計(jì)方面的原因主要有四個(gè)方面:一是懸挑結(jié)構(gòu)上部的壓重不足,二是整體失穩(wěn),發(fā)生傾覆坍塌;三是受力鋼筋錨固長(zhǎng)度不足;四是構(gòu)件截面的受彎、受剪破壞。就整體失穩(wěn)發(fā)生傾覆坍塌的原因如下所述。
當(dāng)懸挑構(gòu)件作為一個(gè)剛體,驗(yàn)算其整體穩(wěn)定(如傾覆)時(shí),要求抗傾覆力矩大于或等于傾覆力矩,使構(gòu)件圍繞傾覆點(diǎn)不發(fā)生傾覆破壞。應(yīng)按下式進(jìn)行驗(yàn)算[1]:
n
0.8CG1G1K≥1.2CG1G2K+1.4CQ1Q1K+∑1.4CQiφCiQiK
i=2
式中:G1K為起有利作用的永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值;
G2K為起不利作用的永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值;
CG1、CG2分別為G1K、G2K的荷載效應(yīng)系數(shù);
Q1K、QiK為起不利作用的第1和第i個(gè)可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值;
CQ1、CQ2分別為Q1K、Q2K的荷載效應(yīng)系數(shù);
φCi為第i個(gè)可變荷載的組合系數(shù)。
在應(yīng)用上式進(jìn)行抗傾覆計(jì)算時(shí)要注意以下3個(gè)方面的因素:
(1)起不利作用的第一個(gè)可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值的效應(yīng)大于其它任意第i個(gè)可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值的效應(yīng);
(2)該式中0.8的系數(shù)不能少;
。3)值得注意的是:起有利作用的可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值效應(yīng)不能在抗傾覆力矩中出現(xiàn)。有個(gè)別設(shè)計(jì)人員因?yàn)榘哑鹩欣饔玫目勺兒奢d標(biāo)準(zhǔn)值效應(yīng)也算在抗傾覆力矩中,所以導(dǎo)致整體抗傾覆計(jì)算、設(shè)計(jì)的錯(cuò)誤,造成事故的隱患。
3預(yù)防措施
就引發(fā)鋼筋砼懸挑結(jié)構(gòu)的施工原因而言,要嚴(yán)格按規(guī)范規(guī)程施工,并加強(qiáng)施工工序的檢查驗(yàn)收工作,加強(qiáng)施工人員的業(yè)務(wù)素質(zhì),提高其責(zé)任心。應(yīng)采取可靠的支模方案,在砼強(qiáng)度達(dá)到一定要求時(shí),再拆除模板,防止為了搶工期,節(jié)省模板,過早拆除模板和支撐,使構(gòu)件失穩(wěn),出現(xiàn)傾覆事故。施工時(shí)應(yīng)盡可能不將懸挑部位作為上料口,避免震動(dòng)或超載,若必須超載,則要采取可靠的支撐方案。使用方面,不要在陽臺(tái)等懸挑構(gòu)件堆載過多,野蠻地進(jìn)行破壞性裝修,造成使用超載,引發(fā)懸挑結(jié)構(gòu)的破壞。從設(shè)計(jì)方面講,為了防止倒塌事故的發(fā)生,應(yīng)讓有相應(yīng)資質(zhì)等級(jí)的正規(guī)單位進(jìn)行設(shè)計(jì),并切實(shí)加強(qiáng)設(shè)計(jì)的檢查及審核制度[2]。
4結(jié)論
目前,鋼筋砼懸挑結(jié)構(gòu)及其他特種結(jié)構(gòu)已廣泛地在眾多工業(yè)與民用建筑工程與其它工程中應(yīng)用,分析其破壞原因并采取相應(yīng)的預(yù)防措施,是杜絕各類質(zhì)量事故與安全事故產(chǎn)生的重要環(huán)節(jié)。我國(guó)的建筑市場(chǎng)各行為主體的管理還有待進(jìn)一步加強(qiáng)與規(guī)范,并隨著我國(guó)建筑行業(yè)管理各項(xiàng)法規(guī)、條例的相繼出臺(tái),通過各級(jí)主管部門依法行政,各種質(zhì)量事故與安全事故將越來越少,市場(chǎng)環(huán)境將更加規(guī)范。
參考文獻(xiàn):
[1]東南大學(xué).鄭州工學(xué)院.砌體結(jié)構(gòu)[M].第二版.北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,1995.
[2]張有才.段敬民.建筑物的檢測(cè)、鑒定、加固與改造[M] . 北京:冶金工業(yè)出版社,1997