建筑工程事故分析与处理教辅

建筑工程事故分析与处理教辅内容摘要：

施。 1)地基不均匀沉降引起的裂缝； 预防措施： 合理设置沉降缝 加强上部的刚度和整体性，提高抗剪能力； 加强地基验槽工作； 不宜将建筑物设置在不同刚度的地基上。 2)地基冻胀引起的裂缝； 预防措施： 一定要将基础的埋置深度到冰冻线以下。 当基础不能做到冰冻线以下时，应采取换土 (换成非冻胀土 )等措施消除土的冻胀； 用单独基础，采用基础梁承担墙体重量，其两端支于单独基础上。 3)温度变化引起的裂缝； 预防措施： 根据实际情况设置伸缩缝； 在施工中要保证伸缩缝的合理做法，使之能起作用； 屋面如为整浇混凝土 ,或虽为装配式屋面 板，但其上有整浇混凝土面层，则要留好施工带； 屋面施工最好避开高温季节； 遇有长的现浇屋面混凝土挑檐、圈梁时，可分段施工，预留伸缩缝。 4)地震作用引起的裂缝； 对砌体结构，要求在地震作用下不产生任何裂缝一般是做不到的，但设计和施工中采取一定的措施，做到在地震作用下少开裂，不大开裂，并做到“大震不倒 ”是可能的。 能采取的措施主要有： 应按结构抗震设计要求规范设置圈梁，注意圈梁应闭合，遇有洞口时要满足搭接要求； 设置构造柱； 5)砌块房屋的裂缝 分为受力裂缝与非受力裂缝两大类。 在各种荷载直接作用下墙体产生的相应形式的 裂缝称为受力裂缝。 而由于砌体收缩、温湿度变化、地基沉降不均匀等引起的裂缝则为非受力裂缝，又称为变形裂缝。 伸缩缝间距应当合理设置； 在砌块生产方面应当加强质量控制； 砌块房屋施工方面也要加强管理； 增强基础圈梁刚度，适当增加平面上圈梁布置的密度； 确保屋面保温层的隔热效果，防止屋面防水层失效、渗漏； 在屋盖上设分隔缝； 顶层圈梁或支承梁的梁垫均不得与屋面板整浇； 第 1 篇 绪论及建筑主体结构 篇 7 屋盖保温层上的砂浆找平层与周边女儿墙间应断开，留出沟槽，用松软防水材料填塞。 加强顶层内、外纵墙端开间门窗洞口周边的刚度。 6)砌体承载力不足产生的裂 缝 主要观察裂缝宽度和长度随时间的发展情况，在观测的基础上认真分析原因，及时采取有效措施，以避免重大事故的发生。 7)裂缝处理方法 一旦砌体出现裂缝 ,首先要分析裂缝的原因，并观察其发展状态。 这可以从构件受力的特点，建筑物所处的环境条件，以及裂缝所处的处置，出现的时间及形态综合加以判断。 在裂缝原因已经查清的基础上，采取有效措施补强。 对于不至于危机安全的裂缝可用灌缝、封闭的办法。 而对于危机安全的裂缝，则应进行加固。 对不危及安全的裂缝最常用的是灌浆法处理。 当裂缝较细，裂缝数量较多，发展已基本稳定时可用压力灌浆 法补强； 当裂缝较宽时，可以在灰缝内嵌上钢筋，然后再砂浆填缝； 当裂缝很宽，发展不稳定而危及安全时，则必须进行强度加固。 砌体的加固 方法 识记：裂缝处理方法；扩大砌体截面加固；外加钢筋混凝土加固；外包钢加固；钢筋网水泥砂浆层加固；增加圈梁、拉杆；其它加固方法。 领会：裂缝处理方法；加固处理方法。 应用：掌握裂缝处理方法和加固处理方法的适用范围、优缺点、结构构造、施工工艺要点、注意事项等。 扩大砌体截面加固 :适用于砌体承载力不足但裂缝尚属轻微，要求扩大面积不是很大的情况。 方法：新旧砌体咬搓结合，钢 筋连接。 外加钢筋混凝土加固 :形式分为单面、双面、四面包围。 外包钢加固 :快捷，高强，施工快且不要养护期； 钢筋网水泥砂浆层加固 :使墙体形成组合墙体，俗称夹板墙。 增加圈梁、拉杆。 其它加固方法。 本章重点、难点 引起砌体结构裂缝的常见因素和主要表现。 砌体结构常见裂缝分析及预防措施。 砌体结构的加固处理方法及其构造措施。 第 3 章 钢结构工程事故 钢结构的缺陷 识记：钢材性能及其缺陷；加工制作中存在的缺陷；运输、安装和使用存在的缺陷。 领会：可能存在的缺陷形成原因及其危害。 应 用：掌握缺陷处理方法。 钢结构缺陷的产生，主要取决于钢材的性能和成型前已 有的缺陷、钢结构的加工制第 1 篇 绪论及建筑主体结构 篇 8 作和安装工艺、钢结构的使用维护方法等因素。 按照严重程度分为： 轻微缺陷：不影响建筑结构的承载力、刚度及其完整性，也不影响建筑结构的近期使用； 使用缺陷 :非破坏性缺陷。 它不影响建筑结构的承载力，但却影响其使用功能，或使结构的使用性能下降，有时还会使人产生不舒适感和不安全感。 例如，钢粱较大的挠度等 危及承载力缺陷 :由于材料强度不足、构件截面尺寸不够、构件残缺有伤、安装连接构造质量低劣等原因直接威胁到 构件甚至整个结构的承载力和稳定性。 1)钢材性能及其缺陷 化学成分：（目前建筑结构用钢主要有低碳钢与底合金钢两种）铁（ 99%）、碳（ %%）、微量元素 ,其中硫（≤ %%）、磷（≤ %%）是常见有害元素，应重点检测，控制含量。 物理力学性能：常用的强度（屈服强度、抗拉强度和塑性 伸长率、截面收缩率），冷弯，冲击韧性，可焊性，疲劳，冷脆，腐蚀，时效，高温蠕变脆性。 钢材的高温蠕变性：指钢材在高温及长期应力作用下会出现蠕变脆的现象。 钢材的冷脆：指钢材随温度 降低，其逆性和韧性逐渐降低（即钢材逐渐变脆）现象。 钢材的缺陷： 发裂、夹层、微孔、白点、内部破裂、氧化铁皮、斑疤、夹渣、夹砂、划痕、切痕、过热、过烧、脱碳、机械性能不合格，化学成分不合格或严重偏析。 建筑工程中的缺陷按其严重程度不同可分为轻微缺陷、 使用缺陷 、 危及承载力缺陷。 2)钢结构在加工制作中可能产生的缺陷：  选用钢材的性能不合格；  矫正时引起的冷热硬化；  放样尺寸和孔中心的偏差；  切割边未作加工或加工未达到要求；  孔径误差；  冲孔未作加工，存在有硬化区和微裂纹；  构件的冷加工引 起的钢材硬化和微裂纹；  构件的热加工引起的残余应力等； 3)钢结构在焊接过程中可能发生的缺陷  热影响区母材的塑性、韧性降低，使钢材硬化、变脆和开裂；  焊接残余应力和残余应变；  各种焊接缺陷，如裂纹、焊瘤、烧穿、弧坑、气孔、夹渣、咬边、未熔合和未焊透等；  焊接带来的应力集中 等 ； 4)铆钉连接可能给钢结构带来的缺陷主要有： 第 1 篇 绪论及建筑主体结构 篇 9 铆钉孔引起构件截面消弱； 铆合质量差，铆钉松动； 铆合温度过高，引起局部钢材硬化； 板件间密度不够等； 5)钢结构 的 螺栓连接可能发生的缺陷  螺栓孔引起构件截面消弱；  普通螺栓连接在长期动荷 载作用下的螺栓松动；  高强度螺栓连接预应力松弛引起的滑移变形；  螺栓及其附件钢材质量不符合设计要求； 6)钢结构的防护涂层缺陷： 显刷纹，流挂，皱纹，失光，不沾，透色，颜色不匀，光泽不良，回粘，剥离，变色褪色，起泡，粉化，龟裂，不盖地。 7)钢结构在运输、安装过程中，可能发生的缺陷  运输过程中引起结构或其构件产生较大变形和损伤；  吊装过程中引起结构或其构件产生较大变形和局部失稳；  安装过程中没有足够的临时支撑或锚固，导致结构或其构件产生较大的变形，丧失稳定性，甚至倾覆等；  施工连接（焊缝、螺栓连接）的质 量不满足设计要求； 8)钢结构在使用过程中可能发生的缺陷有  钢结构承载力和刚度失效；  钢结构失稳；  钢结构疲劳破坏；  钢结构脆性断裂；  钢结构腐蚀破坏； 由于地基不均与沉降等原因造成的结构损坏； 这些可能发生的缺陷都是直接或间接由于使用荷载和条件的改变以及使用环境的变化所引起的。 钢筋混凝土组合材料性能上比钢结构有优势，所以出现上述缺陷的可能性比较小。 事故及其影响因素 识记：承载力不足和刚度的失效；钢结构的失稳；钢结构的疲劳破坏；钢结构的脆性破坏；钢结构的腐蚀破坏。 领会：事故形成的原因 及其影响因素。 应用：分析事故特点；采取积极预防措施。 1） 承载力不足和刚度的失效； 钢结构承载力失效：指正常使用状态下结构或连接因材料强度被超越而导致破坏。 钢结构刚度失效：指产生影响其继续承载或正常使用的塑性变形或振动。 2） 钢结构的失稳； 钢结构的失稳主要发生在 轴压、压弯、和受弯构件。 钢结构由于材料强度高，所用截面相对较小，也就最容易产生失稳。 3） 钢结构的疲劳破坏； 第 1 篇 绪论及建筑主体结构 篇 10 钢结构的疲劳破坏往往是在其循环应力反复作用下发生的。 4） 钢结构的脆性破坏； 钢结构的脆性破坏是其极限状态最危险的破坏形式之一。 5） 钢结构的腐蚀破坏； 6） 钢结构的火灾事故； 火灾对钢结构的危害 耐火性差是钢结构的缺点。 一旦发生火灾，钢结构很容易遭受破坏而倒塌。 如美国纽约世贸中心大楼的。 钢结构在火灾中的失效分析 200℃ 以下时变化不大； 250℃ 左右时，钢材的抗拉强度反而有较大提高，而塑性和冲击韧性下降 （蓝脆现象）。 超过 300℃ 时，钢材的、和开始显著下降，而塑性伸长率显著增大，钢材产生徐变。 当温度超过 400℃ 时，屈服强度、抗拉强度和弹性模量急剧降低。 600℃ 时，屈服强度、抗拉强度和弹性模量均接近于零，承载力几乎完全丧失。 钢结构的 防火防护方法主要有 紧贴包裹法 ： 采用防火涂料紧贴钢结构的外露表面，将钢构件包裹起来。 空心包裹法 ： 采用防火板、石膏板、蛭石板、硅酸钙盖板、珍珠岩板将钢构件包裹起来。 实心包裹法 ： 一般采用混凝土，将钢结构浇注在其中。 钢结构防火方法的选择以构件的耐火极限要求为依据，防火涂料是最为流行的做法。 7） 钢结构设计和钢结构安装的稳定性中重要性 因为钢结构设计不当，很容易引起构件整体稳定不满足要求。 比如长细比参数如果过大；钢结构安装过程中由于结构并未完全形成一个设计要求的受力整体或其整体刚度较弱，需要设置临时支承。 若临 时支承体系不完善，轻则会使部分构件丧失整体稳定，重则造成整个结构的倒塌或倾覆。 事故实例分析 识记：屋盖的事故；吊车梁的事故；钢桥的事故。 领会：事故的特点及其形成原因。 应用：掌握事故分析方法和事故处理方法。 1） 屋盖的事故 钢屋盖事故类型 （ 1）桁架杆件弯曲。 第 1 篇 绪论及建筑主体结构 篇 11 （ 2）桁架杆件局部弯曲。 （ 3）屋架垂直偏差。 （ 4）桁架节点板弯曲。 （ 5）桁架节点板开裂。 （ 6）屋架支座节点连接损坏。 （ 7）屋架挠度超标准。 （ 8）屋盖支撑屈曲。 （ 9）屋盖倒塌。 钢屋架是屋盖中的 主要结构，其最普遍的损坏形式是杆件弯曲和杆件局部弯曲，个别情况弯曲值达 100mm，并超过杆件长度的 1/50。 表 101是前苏联对 20个冶金厂 66 个车间有不同程度破坏的 770 榀屋架所作的分析。 而损坏最多的杆件是屋架腹杆（表 102），其中以受压腹杆最为危险，它的弯曲频数比受拉腹杆高出 3倍。 在一般屋架中约有 70%的受压腹杆存在弯曲，平均弯曲矢高为 10~15mm，个别达 100mm。 弯曲方向主要为出屋架平面，其中以跨中附近的柔性腹杆破坏最频。 上弦杆损坏情况最少，这是由于上弦杆有足够大的断面，与屋盖构件和支撑有较好的 连接。 钢屋盖事故原因分析 屋盖中屋架和托架是主要构件，其薄弱环节是长细比大的受压腹杆、屋架与柱连接节点、端部受拉斜撑和天窗斜撑。 制作和安装中的原因： （ 1）构件几何尺寸超过允许偏差，由于矫正不够、焊接变形、运输安装中受弯，使杆件有初弯曲，引起杆件内力变化。 （ 2）屋架或托架节点构造处理不当，形成应力集中；檩条错位或节点偏心。 （ 3）腹杆端部与弦杆距离不合要求，使节点板工作恶化，出现裂缝。 （ 4）桁架杆件尤其是受压杆件漏放连接垫板，造成杆件过早丧失稳定。 （ 5）桁架拼接节点质量 低劣，焊缝不足，安装焊接不符合质量要求 （ 6）任意改变钢材要求，使用强度低的钢材或减小杆件设计截面。 （ 7）桁架支座固定不正确，与计算简图不符，引起杆件附加应力。 （ 8）违反屋面板安装顺序；屋面板搁置面积不够、漏焊。 （ 9）忽视屋盖支撑系统作用，支撑薄弱，有的支撑弯曲。 （ 10）屋面施工违反设计要求，任意增加面层厚度，使屋盖重量增加。 使用中的原因： （ 1）屋面超载，尤其是某些工厂不定期清扫屋面积灰，使屋面上超载，发生事故。 （ 2）没经预先设计而在非节点处悬挂管道或重物，引起杆力变化。 （ 3）使用过程中高温作用和腐蚀，影响屋盖承载能力。 （ 4）重级工作制吊车运行频繁，产生对屋架的周期性作用，造成屋盖损伤破坏。 第 1 篇 绪论及建筑主体结构 篇 12 （ 5）使用中切割或去掉屋盖中杆件等。 除了上述损坏事故原因外，设计中考虑不周或错误，也是屋盖产生事故。 设计上的原因有屋盖结构设计方案不合理。