PDF《中山古镇镇某车库板式楼盖垮塌原因概略分析》

中山古镇镇某车库板式楼盖垮塌原因概略分析 (上海佳构 2018.

11.17) 据了解,近5年以来,国内板式楼盖事故频繁发生.去年

9 月北京地区某板式楼盖 垮塌,行业震动,主管部门曾专门发文要求加强设计、施工、监理各个环节的工作.但是,时隔一年之后,2018 年11 月12 日,网传广东中山市古镇镇某工程地下车库板式楼 盖再次垮塌.且成片垮塌,垮塌面积达到 2000m

2 . 有报道称引发垮塌的直接原因是 载有 PC 板的平板车 ,但基于常识认识,即便平 板车重量严重超出设计荷载,局部超载只会引起局部破坏,怎么会大面积连锁倒塌?再 退一步说,工程都是有安全储备(可靠度),其目的就是意外超出设计荷载时不发生严重 破坏.设计荷载大的承载冗余量也大,假设 10kPa 荷载的承载冗余量 5kPa,则20kPa 荷载的承载冗余能达到 10kPa. 按常识很难理解一辆平板车(即便满载), 能将按 1m 覆土 设计的车库整个夷为平地?――毕竟是一车建材,不是一车炸弹. 这里根据能找到的部分信息,尝试对中山市该板式楼盖进行设计复核.――校核结 果仅供业内人士参考,不作为任何设计、鉴定、及其他经济和法律用途. 据了解,该结构一般技术参数为: 1) 柱跨 7.8mx8.1m,柱截面 0.5mx0.6m.板式楼盖大板厚度 0.35m,设1.5mx1.5m 平板柱帽,柱帽厚度 0.8m(或托板厚 0.45m). 2) 设计覆土 1.0~1.1m,混凝土 C30,钢筋 HRB400. 3) 原设计大板顶底面双向通长筋 D18@200,柱帽宽度范围设附加面筋 D14~ D20@200(其中 D14@200 居多), 附加面筋长度 4m. 柱帽 1.5m 宽度范围顶筋总面积 30.6~ 42.6cm

2 . 结构模型图 1. 复核结果 设计 7x5 标准跨,X 向柱跨 7.8m,Y 向柱跨 8.1m.周边设 0.3m 剪力墙模拟地下室外 墙. 其他结构、 荷载参数如前所述. 使用 JG-STRAT V2017 版, 取恒载 20kPa, 活载 4kPa. 下面列出几个典型结果,较详细结果见附录 1. 1) 冲切:柱截面对柱帽冲切比 0.61~0.68,有较大富余.柱帽对周边大板冲切,边 跨邻近 1.16~1.21,其他 1.10,不足. 2) 抗弯配筋:柱帽外侧大板配筋,与柱帽中线配筋,相近甚至更大,但该部位大板 仍能正常配筋、没有受压区高度超限. 3) 柱帽顶面钢筋量: 取下图4个位置比较. 由于配筋云图与最终施工图还是有差异, 同时列出 JG 的配筋云图积分和施工图选筋.见下表. JG 实配钢筋范围 52.49~ 61.17cm

2 ,原设计 30.60~42.60cm

2 .如果最小、最大钢筋位置一致,则原设计钢 筋只有需要值的 0.58~0.70,严重不足. 4) 板底配筋: 周边跨?10@100~?14@125, 中间跨?12@125. 原设计顶底通长?18@200, 稍大. JG 柱截面对柱帽冲切(绿色),柱帽对大板冲切(红色) JG 典型柱帽配筋 JG 计算柱帽顶筋云图(左x向筋,右y向筋) 柱帽顶面钢筋量统计(单位:mm2) JG-STRAT 实配选筋 JG 实配 JG 计算 YJK 计算(倍数) PKPM 计算 PKPM 实配 柱帽

1 x 11?25,4?12

5853 5098

3733 (0.73)

3590 (0.70)

3810 y 11?25,1?20,2?16

6117 5163

3954 (0.77)

3689 (0.72)

3810 柱帽

2 x 11?25,4?12

5853 4976

3654 (0.73)

3372 (0.68)

3413 y 10?25,3?12

5249 4898

3500 (0.71)

3629 (0.74)

3413 柱帽

3 x 10?25,2?20,2?12

5764 4874

3467 (0.71)

3488 (0.72)

3413 y 10?25,4?12

5362 5055

3891 (0.77)

3509 (0.69)

3810 柱帽

4 x 10?25,2?18,2?12

5644 4726

3216 (0.68)

3206 (0.68)

3015 y 10?25,4?12

5358 4743

3071 (0.65)

3396 (0.72)

3413 模型总重量(单位:T) JG-STRAT YJK PKPM 恒载质量 7002.72 6981.81 6929.19 * 活载质量 442.26 442.26 442.26 注*:可能未含柱帽加厚部分自重,约88T 2. 其他软件的结果 在相关设计单位协助下, 针对该复核模型, 用目前普遍使用 PKPM(V4.2)、 YJK(1.9.1) 计算并设计.柱帽配筋统计见上表,其他见附录. 如果作为原设计的复核,由于条件不完整只能是概略估算.但与对比软件结果,各 种条件完全相同,是严密的.且是规则简单模型,结果具有普遍性、规律性. 众所周知,现在结构设计是基于结构软件的,电算几乎完全替代了手算.虽然设计 人员可以根据判断,在软件基础上调整,但毫无疑问这些调整是以软件结果为基础的. ――人们可以 10%、20%增大,绝对想不到需要 50%甚至 100%增大. 从上表可以看出,原设计在软件计算基础上,应该是有所放大. 对比软件与 JG 结果相差悬殊. 3. 分析与讨论 1) 根据前面计算复核,可以确认,柱帽顶面配筋不足是导致垮塌的首要原因.抗弯 钢筋严重不足(少一半),在正常填土后柱周边柱帽板顶面已经开裂(因覆土不可见),弯 曲裂缝与板面垂直,深入柱帽版,减少截面有效高度,严重削弱柱帽冲切承载力.在抗 弯承载力、冲切承载双不足的情况下,外载稍有增加、或有扰动,即发生脆性破坏(少 筋弯曲破坏、冲切破坏均脆性破坏).该项目并不是孤例,大量设计项目的复核都显示 存在同样问题.其源头是相关设计软件计算不准确,计算配筋严重不足.虽然北京车库 垮塌后,某些软件已经在改进,但技术仍不到位! 2) 有关冲切. 虽然现场照片显示, 结构破坏形态是柱冲切破坏, 但这是现象和结果, 并不是原因.该项目充分说明了这点.柱对柱帽冲切有富余,柱帽对大板冲切不足.如 果冲切不足造成破坏,应该是柱帽完好、大板在柱帽周边切断并掉落.事实上不存在这 种情况,仍是柱帽板在柱边破坏、整体塌落.――很多针对事故的分析,不分析现象背 后的真实原因,就事论事,于事无补. 3) 有关暗梁.很多分析中均提到暗梁,认为不设暗梁是设计缺陷之一.我们在《对 板式楼盖相关规范、规程更新的建议》提到 加强柱帽的横向钢筋 ,是整个柱帽、不 仅仅一个暗梁范围的的条带.从前面柱帽配筋云图可以看出,整个柱帽完整参与受力, 不是一个条带,这正是 受力岛 理论所强调要点.更为重要的是,加柱帽横向钢筋、 设暗梁箍筋,只是构造措施,避免在极端情况下不至于彻底垮塌.构造不能替代足够的 受力钢筋面积,如果受力钢筋严重不足,暗梁的钢筋笼扎得再完美,也照样出问题! 《对板式楼盖相关规范、规程更新的建议》中有关加强横向钢筋 4. 从事故中吸取教训 1) 要做到合理计算.即便不能达到高精度计算,起码也得基本吻合.设计软件应承 担起社会责任! 2) 我们针对板式楼盖的设计建议, 集中在 《对板式楼盖相关规范、 规程更新的建议》 中. 3) 除此之外, 为避免连续倒塌, 我们建议应增加柱配筋. 对于车库中柱, 弯矩很小、 基本轴压,配筋量较少.在JG 已有针对地震的 强柱弱板 内力调整,将很快加上针 对恒活作用的 强柱弱板 调整(用户可干预的选项).――需要强调,这只是从工程事 故中吸取教训的事后措施,不能理解为垮塌的原因.多数垮塌项目中柱子仍是直立、甚 至完好........