建筑施工技術(shù)-Construction Technology of Civil Engineering 案例湖南汝城民房整體倒14課件講解

建筑施工技術(shù)ConstructionTechnologyofCivilEngineering案例：湖南汝城民房整體倒塌一、事故發(fā)生2021年6月19日，下午1點，湖南汝城縣一棟7層的民房整體發(fā)生垮塌。本次事故導(dǎo)致12人被困，這種居民樓瞬間化為廢墟的事故十分罕見，我們來對事故做進一步分析。一、事故發(fā)生根據(jù)新聞報道，6月19日12時40分許，湖南汝城縣盧陽鎮(zhèn)某居民自建房垮塌。事故發(fā)生后，當(dāng)?shù)乜h委縣政府第一時間組織應(yīng)急、消防、公安、武警、衛(wèi)健、住建等相關(guān)部門趕赴現(xiàn)場和緊急救援。盧陽鎮(zhèn)面積較大，通過現(xiàn)場救援照片和街道景觀對比，我們發(fā)現(xiàn)照片中的廣告牌較為明顯，放大后依稀可見“萍副食店”的字樣，但第一個字過于模糊，不好辨認(rèn)。在百度地圖中搜索后發(fā)現(xiàn)，其為“素萍副食店”，位于盧陽鎮(zhèn)云頭路，100m外是盧陽農(nóng)貿(mào)市場。于是我們找到了事發(fā)地點。一、事故發(fā)生在廢墟中，樓板（鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)）如米諾骨牌狀排列，板與板之間未能發(fā)現(xiàn)明顯的鋼筋混凝土柱。在疑似構(gòu)造柱位置，能發(fā)現(xiàn)馬牙槎的痕跡。這些都暗示著垮塌的民房是一棟典型的磚混結(jié)構(gòu)！一、事故發(fā)生從新聞和現(xiàn)場中我們可知，垮塌民房是于2016年-2019年間建成的磚混結(jié)構(gòu)，距事故發(fā)生時間不超過5年。和住宅一般的設(shè)計年限（50年）相比，這棟民房甚至仍可看作新樓，和年久失修的危樓完全扯不上聯(lián)系。那么民房倒塌的原因究竟是什么呢？二、結(jié)構(gòu)形式對于三四線城市的自建房而言，絕大部分是磚混結(jié)構(gòu)和框架結(jié)構(gòu)。在兩者中，又以磚混結(jié)構(gòu)占多數(shù)。雖然磚混結(jié)構(gòu)的性能差于框架結(jié)構(gòu)，但從價格上分析磚混結(jié)構(gòu)會顯得便宜。那么，什么是磚混結(jié)構(gòu)呢？磚混結(jié)構(gòu)是指建筑物中豎向承重結(jié)構(gòu)的墻、柱等采用磚或者砌塊砌筑，橫向承重的梁、樓板、屋面板等采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。也就是說磚混結(jié)構(gòu)是以小部分鋼筋混凝土及大部分磚墻承重的結(jié)構(gòu)。二、結(jié)構(gòu)形式那么，什么又是框架結(jié)構(gòu)呢？框架結(jié)構(gòu)是指由梁和柱以剛接或者鉸接相連接而成，構(gòu)成承重體系的結(jié)構(gòu)，即由梁和柱組成框架共同抵抗使用過程中出現(xiàn)的水平荷載和豎向荷載。結(jié)構(gòu)的房屋墻體不承重，僅起到圍護和分隔作用，一般用預(yù)制的加氣混凝土、膨脹珍珠巖、空心磚或多孔磚等輕質(zhì)板材等材料砌筑或裝配而成。自建房，磚混結(jié)構(gòu)和框架結(jié)構(gòu)有什么區(qū)別呢？大家思考一下二、結(jié)構(gòu)形式自建房，無論是磚混結(jié)構(gòu)還是框架結(jié)構(gòu)，采用的主要材料都是磚、鋼筋、混凝土，但在承重、抗震性、鋼筋等方面有所不同。1.框架結(jié)構(gòu)住宅的承重結(jié)構(gòu)是梁、板、柱，而磚混結(jié)構(gòu)的住宅承重結(jié)構(gòu)是樓板和墻體。在牢固性上，理論來說框架結(jié)構(gòu)能高于磚混結(jié)構(gòu)。2.結(jié)構(gòu)的豎向構(gòu)件在抗震中起至關(guān)重要的作用。磚混結(jié)構(gòu)的豎向構(gòu)件是磚墻，框架結(jié)構(gòu)的豎向構(gòu)件是框架柱，混凝土澆筑的框架柱明顯強于磚墻。所以，框架結(jié)構(gòu)的抗震性能高于磚混結(jié)構(gòu)。3.框架結(jié)構(gòu)中柱是主要承重構(gòu)件，而現(xiàn)澆的框架柱的鋼筋含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于磚混結(jié)構(gòu)中使用的鋼筋。三、倒塌分析根據(jù)湖南省應(yīng)急管理廳通報，經(jīng)過現(xiàn)場勘查、調(diào)查取證、專家論證和綜合分析等調(diào)查認(rèn)定，事故直接原因是坍塌房屋地基承載力不能滿足規(guī)范要求，且房屋上部受拉區(qū)未配置鋼筋；因毗鄰房屋拆除和開挖地基，改變了原基土的側(cè)向約束，促使地基變形，地基承載力單側(cè)降低，導(dǎo)致整板基礎(chǔ)斷裂；加之該房屋為單跨磚混結(jié)構(gòu)（一個開間

），高寬比較大且上部結(jié)構(gòu)開間方向剛度差，當(dāng)整板基礎(chǔ)斷裂后失穩(wěn)傾覆，導(dǎo)致瞬間坍塌。從中可以發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)致此次事故的原因主要有4條：1.地基承載力不足；2.未布置足夠的鋼筋；3.土體原側(cè)向約束變化導(dǎo)致地基變形；4.剛度不足，失穩(wěn)傾覆。三、倒塌分析1.地基承載力不足。地基承載力是指地基承擔(dān)荷載的能力。在荷載作用下，地基要產(chǎn)生變形。隨著荷載的增大，地基變形逐漸增大，初始階段地基土中應(yīng)力處在彈性平衡狀態(tài)，具有安全承載能力。當(dāng)荷載增大到地基中開始出現(xiàn)某點或小區(qū)域內(nèi)各點在其某一方向平面上的剪應(yīng)力達到土的抗剪強度時，該點或小區(qū)域內(nèi)各點就發(fā)生剪切破壞而處在極限平衡狀態(tài)，土中應(yīng)力將發(fā)生重分布。地基小范圍的極限平衡狀態(tài)大都可以恢復(fù)到彈性平衡狀態(tài)，地基尚能趨于穩(wěn)定，仍具有安全的承載能力，但地基變形稍大，必須驗算變形的計算值不允許超過允許值。當(dāng)荷載繼續(xù)增大，地基出現(xiàn)較大范圍的塑性區(qū)時，將顯示地基承載力不足而失去穩(wěn)定，此時地基達到極限承載力。三、倒塌分析2.未布置足夠的鋼筋。在受拉過程中，主要受力構(gòu)件是鋼筋混凝土梁，我們可以將鋼筋混凝土梁按照配置鋼筋不同分為少筋梁、適筋梁、超筋梁。少筋梁破壞的過程是：梁在荷載作用下，受拉區(qū)混凝土一旦開裂，裂縫截面混凝土所承擔(dān)的拉力幾乎全部轉(zhuǎn)移給受拉鋼筋，因縱向鋼筋太少，鋼筋立即進入屈服階段，甚至被拉斷，而受壓區(qū)的混凝土還沒有被壓碎。其破壞特征是受拉區(qū)一旦開裂梁即破壞，破壞很突然，屬脆性破壞。超筋梁破壞的過程是：梁內(nèi)縱向受拉鋼筋配置過多，在受拉鋼筋屈服之前，受壓區(qū)的混凝土已經(jīng)被壓碎，破壞時受壓邊緣混凝土達到極限壓應(yīng)變，梁的截面破壞，這種破壞叫做超筋破壞。由于破壞時受拉鋼筋應(yīng)力遠(yuǎn)小于屈服強度，裂縫延伸不高，裂縫寬度不大，梁破壞前的撓度也很小，屬脆性破壞。三、倒塌分析2.未布置足夠的鋼筋。適筋梁破壞可以分為三個階段。第Ⅰ階段荷載較小，梁基本上處于彈性工作階段，隨著荷載增加，彎矩加大，拉區(qū)邊緣纖維混凝土表現(xiàn)出一定塑性性質(zhì)。第Ⅱ階段彎矩超過開裂彎矩，梁出現(xiàn)裂縫，裂縫截面的混凝土退出工作，拉力由縱向受拉鋼筋承擔(dān)，隨著彎矩的增加，受壓區(qū)混凝土也表現(xiàn)出塑性性質(zhì)，當(dāng)梁處于第Ⅱ階段末時，受拉鋼筋開始屈服。第Ⅲ階段鋼筋屈服后，梁的剛度迅速下降，撓度急劇增大，中和軸不斷上升，受壓區(qū)高度不斷減小。受拉鋼筋應(yīng)力不再增加，經(jīng)過一個塑性轉(zhuǎn)動構(gòu)成，壓區(qū)混凝土被壓碎，構(gòu)件喪失承載力。三、倒塌分析2.未布置足夠的鋼筋。對于適筋梁，第Ⅰ階段末的極限狀態(tài)可作為其抗裂度計算的依據(jù)；第Ⅱ階段可作為構(gòu)件在使用階段裂縫寬度和撓度計算的依據(jù)；第Ⅲ階段末的極限狀態(tài)可作為受彎構(gòu)件正截面承載能力計算的依據(jù)。適筋梁的破壞特點是破壞始于受拉鋼筋的屈服。三、倒塌分析3.土體原側(cè)向約束變化導(dǎo)致地基變形。松軟的土經(jīng)過壓實后變得厚實，具有了一定的抗性，而這是通過土體的側(cè)向壓力來表示的。土的側(cè)壓力：擋土墻的填土因自重或外荷載作用時對墻背產(chǎn)生的土壓力。設(shè)計擋土墻首先確定：土壓力的性質(zhì)、大小、方向和作用點。影響土壓力的因素：墻體可能的移動方向、墻后填土的性質(zhì)、填土面的形式，墻的截面剛度和地基的變形等。什么是土的側(cè)壓力？三、倒塌分析3.土體原側(cè)向約束變化導(dǎo)致地基變形。根據(jù)擋土墻的位移情況以及土體所處的應(yīng)力狀態(tài)，土壓力可分為靜止土壓力、主動土壓力、被動土壓力。主動土壓力

被動土壓力

靜止土壓力三、倒塌分析4.剛度不足，失穩(wěn)傾覆。剛度，指材料或結(jié)構(gòu)在受力時抵抗彈性變形的能力，是材料或結(jié)構(gòu)彈性變形難易程度的表征。材料的剛度通常用