一起廠房外墻倒塌的事故分析與思索

一起鋼結(jié)構(gòu)廠房外墻倒塌的事故分析Asteelframefactorywallfalldownaccidentanalysis作者：朱立新單位：杭州興耀建設(shè)集團(tuán)有限公司郵編：310052摘要：鋼結(jié)構(gòu)廠房的圍護(hù)結(jié)構(gòu)與框架結(jié)構(gòu)的連接構(gòu)造是容易忽略之處，本文通過一個(gè)案例，分析構(gòu)造要求的重要性。關(guān)鍵詞：鋼結(jié)構(gòu)廠房圍護(hù)結(jié)構(gòu)風(fēng)荷載中圖分類號(hào)：TU712文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B文章編號(hào)：一、工程概況：義烏某服飾公司在義烏經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)4幢鋼結(jié)構(gòu)兩跨單層廠房，鋼框架結(jié)構(gòu)，高度10.5米，跨度24.5米，屋頂為單層彩鋼板，圍護(hù)結(jié)構(gòu)是磚混結(jié)構(gòu)，地質(zhì)條件良好，地下開挖0.7米見強(qiáng)風(fēng)化巖石層。總建筑面積38680萬平方米。該工程由義烏某設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)，義烏某設(shè)計(jì)院圖審，某建筑公司承包。二、施工過程：項(xiàng)目經(jīng)理在施工過程中發(fā)現(xiàn)，圖紙中鋼結(jié)構(gòu)柱與磚砌體圍護(hù)結(jié)構(gòu)之間沒有任何連接！10米高的磚砌體外墻獨(dú)立聳立著。盡管沿縱向有構(gòu)造柱和過梁，橫向沒有任何支撐，還是太危險(xiǎn)。立即向業(yè)主發(fā)函，告知設(shè)計(jì)中存在嚴(yán)重的安全隱患。業(yè)主也不敢怠慢，立即召集設(shè)計(jì)和項(xiàng)目經(jīng)理開會(huì)討論。不料，會(huì)議上該項(xiàng)目設(shè)計(jì)師，矢口否認(rèn)有任何安全問題，反而說項(xiàng)目經(jīng)理不懂。雙方爭(zhēng)執(zhí)起來，業(yè)主左聽聽右看看，不知道該相信誰，會(huì)議不了了之。項(xiàng)目經(jīng)理不服，再向圖紙審查公司告狀，圖紙審查人員也不以為然，不愿意修改。圍護(hù)墻結(jié)頂后，墻體與內(nèi)檐溝之間的縫隙漸漸擴(kuò)大，達(dá)5cm左右，設(shè)計(jì)依然沒有反應(yīng)。第二年的8月，已經(jīng)整整一年過去了，一陣狂風(fēng)過后，A幢廠房的南側(cè)外墻轟然倒塌，一陣狂風(fēng)就把一堵將近100米長，10.5米高，重達(dá)幾百噸的圍護(hù)墻吹到了！所幸當(dāng)時(shí)下雨，工人進(jìn)屋避雨，沒有人員傷亡，據(jù)氣象部門告知，當(dāng)天最大陣風(fēng)9級(jí)。三、現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)情況：A幢廠房的南側(cè)外墻全部向外倒塌，窗臺(tái)高度處以上墻體全部倒塌，構(gòu)造柱也在這個(gè)高度斷裂，僅剩窗臺(tái)高度以下墻體，兩端山墻連梁和部分墻體撕裂破碎。四、事故原因分析及處理方案：事故發(fā)生后，業(yè)主召集專家，設(shè)計(jì)院，施工單位，監(jiān)理到現(xiàn)場(chǎng)查看。通過審查圖紙和施工資料及現(xiàn)場(chǎng)勘察，一致認(rèn)定是設(shè)計(jì)院的失誤，遺漏了圍護(hù)墻與鋼柱之間的連接構(gòu)造，導(dǎo)致本應(yīng)由圍護(hù)墻與鋼框架整體共同受力抵抗風(fēng)荷載，變成只有圍護(hù)墻承受風(fēng)荷載，最終導(dǎo)致倒塌。設(shè)計(jì)院對(duì)該工程事故負(fù)全部責(zé)任并賠償經(jīng)濟(jì)損失。事故原因分析完畢后，專家們提出了修復(fù)方案。由于磚砌體圍護(hù)墻是向外倒塌，廠房鋼框架沒有受到任何影響，只需對(duì)所有未倒塌的墻體增加①12@500穿墻抱箍與鋼柱連接。倒塌部分重造：將剩余未倒塌磚墻的松動(dòng)部分清理干凈，將斷裂剩余的部分構(gòu)造柱混凝土鑿除，露出鋼筋至搭接焊的長度，焊接鋼筋后重造。業(yè)主這時(shí)還不放心，要求對(duì)所有墻體進(jìn)行加固：在每個(gè)構(gòu)造柱墻體外，再增加900mm厚，2400mm寬的磚柱加強(qiáng)，穿墻抱箍與原圍護(hù)墻連接。下面計(jì)算分析一下該圍護(hù)為什么會(huì)倒?，F(xiàn)截取取一個(gè)構(gòu)造柱單元墻體進(jìn)行分析：柱距9米，高10米。風(fēng)荷載，Wk=pgzpspzWoWk:風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值，Wo：基本風(fēng)壓，義烏地區(qū)取0.35KN/mm2煦：風(fēng)荷載體形系數(shù)，由于倒塌時(shí)門窗未安裝，參照圍墻，高度10米取值，1.3舊：風(fēng)壓高度變換系數(shù)，取1.0。Pgz：Z高度處的陣風(fēng)系數(shù)，按照B類市郊地形環(huán)境，10米高，取1.78計(jì)算得：Wk=1.78*1.3*1.0*0.35=0.81KN/mm2風(fēng)荷載彎矩M=309.38KN，V=26.2KN用理正工具箱軟件計(jì)算，C20混凝土，計(jì)算結(jié)果顯示：合理柱截面應(yīng)為：800X250mm，配筋520，截面A=1458mm2。而實(shí)際工程是一個(gè)構(gòu)造柱，截面240X240mm，配筋212，A=113mm2。遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于設(shè)計(jì)截面和配筋。所以實(shí)際情況與計(jì)算簡(jiǎn)圖變化后，受力情況完全不一樣，差別達(dá)幾十倍以上，所以倒塌是必然的。1山Illi1「T1111「11111111111111hiiii1口iiiiiinniii1iiiiiiiiiiniini口川1111n11111111111111n11ii111111ii1mill111「n11iii1111111nn1111111111i「milimillii「「inimilliE1E---1,,.]■.廠房南立面圖廠房剖面圖1聶吁總結(jié)：憑借日常生活經(jīng)驗(yàn)，幾百噸重的墻體被大風(fēng)吹倒是不可能的事，也許這就是設(shè)計(jì)師和圖審師死要面子不肯承認(rèn)錯(cuò)誤的原因。但是，計(jì)算結(jié)果表明，獨(dú)立的圍護(hù)墻縱向就是一種細(xì)長的高聳結(jié)構(gòu)，在這種高聳結(jié)構(gòu)情況下，缺乏橫向連接和支撐，倒塌是必然的，過了一年才倒已經(jīng)是奇跡。大跨度鋼結(jié)構(gòu)廠房的外墻與混凝土框架結(jié)構(gòu)辦公樓外墻受力狀況完全不一樣，不能以混凝土框架結(jié)構(gòu)辦公樓的經(jīng)驗(yàn)套用。一般的鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，層高低，縱橫方向都有梁作為支撐，不存在該問題，但是大跨度鋼結(jié)構(gòu)廠房的這種問題就非常突出?，F(xiàn)在回想起來，如果該廠