某偶然荷載對建筑物的影響分析

王兵，孫飛龍，胡海松

（1.安徽省水利科學(xué)研究院，安徽 合肥 230000；2.安徽省建筑工程質(zhì)量監(jiān)督檢測站，安徽 合肥 230031）

1 引言

鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在建筑、橋梁中有著廣泛的應(yīng)用。在施工現(xiàn)場會(huì)遇到各種偶發(fā)意外情況，對混凝土結(jié)構(gòu)造成沖擊作用，比如近年來國內(nèi)的吊裝事故，有塔吊的吊裝構(gòu)件跌落或者塔吊由于操作不當(dāng)?shù)顾业浇ㄖ锏氖鹿食Ｓ邪l(fā)生，這些偶發(fā)事件可能會(huì)對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生一定的破壞，影響結(jié)構(gòu)的安全性。因此如何評估這種偶然荷載對建筑物的影響，在工程建設(shè)領(lǐng)域中，需要引起一定的重視。

本文通過實(shí)際檢測工作中遇到的典型案例，即對某施工現(xiàn)場塔吊配重塊掉落后的構(gòu)件質(zhì)量檢測，并分析總結(jié)該偶然荷載對建筑物的實(shí)際影響，為工程的下一步處理提供依據(jù)。

2 研究現(xiàn)狀

沖擊荷載和偶然荷載的確定主要依據(jù)主觀判斷和工程經(jīng)驗(yàn)，不是基于統(tǒng)計(jì)分析，因而設(shè)計(jì)表達(dá)式中不再考慮荷載分項(xiàng)系數(shù)，一般直接采用標(biāo)準(zhǔn)值為設(shè)計(jì)值。偶然荷載屬于小概率事件，兩種不相關(guān)的偶然事件，同時(shí)發(fā)生的概率更小，所以不必同時(shí)考慮兩種偶然荷載。按規(guī)定的偶然荷載所設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)仍然存在破壞的可能性，但應(yīng)保證偶然事件發(fā)生后受損的結(jié)構(gòu)能夠承擔(dān)相應(yīng)的永久荷載和活荷載，不至于發(fā)生由于局部破壞導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)整體倒塌。

當(dāng)前對結(jié)構(gòu)構(gòu)件沖擊荷載的研究是基礎(chǔ)性的，目前國內(nèi)關(guān)于結(jié)構(gòu)構(gòu)件沖擊荷載這部分的研究還很少，其他方面比如爆炸荷載已經(jīng)有了很多分析研究。

3 工程案例

某33層框架剪力墻結(jié)構(gòu)，當(dāng)主體結(jié)構(gòu)施工至十二層時(shí)，塔吊配重塊掉落，將十一層頂板3-5/G-M砸穿，并落在十層頂板3-5/G-M上，事故導(dǎo)致十一層3-5/G-M及其周邊構(gòu)件嚴(yán)重受損，十層3-5/G-M頂板受損及其周邊構(gòu)件疑似受損。

3.1 現(xiàn)場檢測

3.1.1 外觀質(zhì)量檢查

現(xiàn)場采用目測、尺量及拍照的方法對十層剪力墻3/G-H、3/K-M、G/3-1/3、G/2/3-5、M/4-5，十一層剪力墻9/D-1/D、7/D-1/D、7/E-G、8/H-L、4/BC、D/5-7外觀質(zhì)量進(jìn)行檢查，重點(diǎn)檢查了墻板、梁板等節(jié)點(diǎn)處是否存在裂縫，具體檢測結(jié)果如下：

十一層剪力墻7/E-G西側(cè)面局部有麻面、掉皮等一般質(zhì)量缺陷；十一層剪力墻4/B-C西側(cè)面局部有麻面、掉皮等一般質(zhì)量缺陷，其C軸處局部混凝土破損、脫落，造成縱向鋼筋局部外露。其余構(gòu)件未發(fā)現(xiàn)明顯裂縫及其它異常情況，外觀質(zhì)量正常。

3.1.2 鋼筋配置情況檢測

用鋼筋探測儀和直尺檢測剪力墻的鋼筋配置情況，檢測結(jié)果見表1。

抽檢的剪力墻鋼筋間距平均值均符合設(shè)計(jì)要求。

3.1.3 混凝土密實(shí)性檢測

依據(jù)《超聲法檢測混凝土缺陷技術(shù)規(guī)程》（CECS 21:2000），利用非金屬超聲檢測儀對現(xiàn)澆混凝土的不密實(shí)區(qū)及空洞進(jìn)行探測，一般有對測法、對測加斜測法、鉆孔或預(yù)埋管測法。本工程采用對測法和斜測法測試剪力墻混凝土密實(shí)性。對被檢測的剪力墻全面布點(diǎn)，測點(diǎn)間距為200mm?；炷谅曀贉y試結(jié)果見表2。

超聲對測法和斜測法檢測的各剪力墻聲速均無異常測點(diǎn)，剪力墻混凝土內(nèi)部密實(shí)性良好。

3.2 構(gòu)件損傷評估

檢測資料表明：檢測范圍內(nèi)的11根構(gòu)件，其中十一層剪力墻7/E-G存在一般外表缺陷，十一層剪力墻4/B-C存在一般外表缺陷和露筋嚴(yán)重缺陷，其余構(gòu)件外觀質(zhì)量正常；抽檢的剪力墻鋼筋配置符合設(shè)計(jì)要求；采用對測法和斜測法檢測的十層和十一層剪力墻內(nèi)部密實(shí)性均良好，未發(fā)現(xiàn)異常情況。

剪力墻鋼筋配置情況匯總表 表1

剪力墻混凝土聲速測試結(jié)果匯總表 表2

依據(jù)設(shè)計(jì)圖紙和相關(guān)規(guī)范，綜合分析檢測資料得知：①十一層剪力墻7/E-G、4/B-C雖然存在一定的缺陷，但未發(fā)現(xiàn)其表面存在裂縫且其混凝土內(nèi)部密實(shí)性良好，可排除其缺陷是由塔吊配重塊掉落造成的可能；②檢測的其它構(gòu)件外觀質(zhì)量正常，混凝土內(nèi)部密實(shí)性良好，塔吊配重塊掉落并未對這些構(gòu)件造成損傷。

4 結(jié)語

在施工過程中，應(yīng)做好設(shè)備的各項(xiàng)安全檢查和人員的安全培訓(xùn)工作，盡量避免類似事故的發(fā)生，當(dāng)事故發(fā)生后，則應(yīng)立即停止事故發(fā)生區(qū)域內(nèi)的各項(xiàng)施工工作，抓緊委托檢測單位對受損區(qū)域和附近區(qū)域的構(gòu)件進(jìn)行質(zhì)量檢測，了解事故對結(jié)構(gòu)構(gòu)件和建筑物的影響程度，為工程的后續(xù)處理提供一定的參考依據(jù)。

隨著科技的發(fā)展，物理現(xiàn)象的數(shù)值模擬技術(shù)得到很大的發(fā)展，以前無法精確計(jì)算和分析的問題現(xiàn)在成為可能，使得人們對災(zāi)害的認(rèn)識(shí)水平大大提高，但目前在建筑領(lǐng)域還沒有大量開展對沖擊和碰撞進(jìn)行類似的實(shí)驗(yàn)和分析工作，盡管眾多建筑物受到?jīng)_擊和碰撞的災(zāi)害實(shí)例，說明建筑結(jié)構(gòu)也需要這種災(zāi)害分析。在今后的工作中，需要加強(qiáng)類似突發(fā)事故的總結(jié)和預(yù)防，進(jìn)一步做到安全施工、文明施工。