山西孝義糧食中轉(zhuǎn)站糧庫(kù)磚拱等倒塌案例
1980年5月3日上午8時(shí),該糧庫(kù)東邊三間的磚拱、連續(xù)梁、磚柱突然倒塌。當(dāng)時(shí)有9名工人正在庫(kù)內(nèi)抹灰,其中7人被壓死。
該糧倉(cāng)由一位未學(xué)過(guò)建筑結(jié)構(gòu)的人設(shè)計(jì),憑經(jīng)驗(yàn)繪制了三張草圖,未經(jīng)任何審查就交付施工。該糧庫(kù)為磚拱結(jié)構(gòu),長(zhǎng)59m,寬18m,建筑面積為1062m
2。磚拱跨度為4.87m,進(jìn)深為17.63m。磚拱分別由橫隔磚墻和磚柱支承的連續(xù)梁承擔(dān),其中磚柱和其支承的連續(xù)梁是該結(jié)構(gòu)的薄弱環(huán)節(jié)。磚拱厚18cm,上填素土,素土上鋪3:7灰土厚10cm,一氈二油防水層,頂面平鋪磚厚6cm。室內(nèi)橫隔磚墻厚37cm,磚柱斷面為49cm*49cm,高4.4m。混凝土柱基底面為1.2m*1.2m,高55cm,下鋪3:7灰土,厚45cm,柱基深為1m。磚柱頂上的鋼筋混凝土連續(xù)梁高50cm,寬37cm。
倒塌的主要原因是:
(1)磚拱結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定。根據(jù)《磚石結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GBJ3—1973)要求,筒拱跨度不宜超過(guò)4m,而此工程拱跨為4.87m,超出了規(guī)定。按照《磚石結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)手冊(cè)》關(guān)于筒拱的構(gòu)造要求,拱體長(zhǎng)度不宜超過(guò)拱跨的兩倍,此工程進(jìn)深達(dá)17.63m,為拱跨的3.6倍,大大超過(guò)了規(guī)定。
(2)鋼筋混凝土連續(xù)梁強(qiáng)度嚴(yán)重不足。梁的跨中正截面強(qiáng)度驗(yàn)算結(jié)果,K值為1。01,小于規(guī)范要求的1.400梁支座處正截面強(qiáng)度驗(yàn)算結(jié)果,K值僅為0.56,這說(shuō)明支座處鋼筋已處于屈服狀態(tài),連續(xù)梁內(nèi)已出現(xiàn)內(nèi)力重分布現(xiàn)象,使跨中正彎矩進(jìn)一步加大,從而使其強(qiáng)度安全系數(shù)降至1.01以下,因此梁的破壞是必然的。
(3)磚柱承載能力不夠。磚柱斷面為49cm*49cm,柱高H為4.5m,原沒(méi)計(jì)“磚柱采用MU7.5磚,M10砂漿,按規(guī)范要求砂漿標(biāo)號(hào)不應(yīng)超過(guò)磚的標(biāo)號(hào)。后按MU10磚進(jìn)行驗(yàn)算,柱頂局部抗壓強(qiáng)度安全系數(shù)K值為1.39,小于規(guī)范要求的2.30;磚柱抗壓強(qiáng)度安全系數(shù)K值為1.37,小于規(guī)范要求的2.55。
(4)柱基基底承壓面積不夠。此工程并無(wú)勘探資料,當(dāng)?shù)氐牡鼗脸休d力一般取值為0.14MPa,而該基底壓力已達(dá)0.294MPa,超出一倍,是不安全的。
(5)施工質(zhì)量低劣。冬季砌筑磚拱,沒(méi)有采取防凍措施;連續(xù)梁的標(biāo)號(hào)只達(dá)到要求的72%;磚柱砌筑違反施工規(guī)范要求,采取包心砌法。以上各項(xiàng)說(shuō)明,該建筑的鋼筋混凝土連續(xù)梁、磚柱、基礎(chǔ)都處于不安全狀態(tài),有的已達(dá)到極限狀態(tài),當(dāng)不穩(wěn)定的磚拱結(jié)構(gòu)傳來(lái)的水平推力和扭力的作用下,梁、柱已無(wú)力承受,造成磚拱、連續(xù)梁、磚柱基本上同時(shí)倒塌。這是一起嚴(yán)重違反設(shè)計(jì)和施工規(guī)范要求造成的重大事故。