结构连续性倒塌的类似案例
2016年重庆地铁发生的7.29事故,就是隧道衬砌浇筑前,钢筋失稳倒塌所致,损失惨重;实际上,因钢筋骨架倒塌造成的事故,并不常见,可其一旦发生,基本上是出乎意料、损失惨重,让人毛骨悚然。更让人脊背发凉的是,此类事故背后的潜在因素(危险源)很难识别,也就是防不胜防;结构抗连续性倒塌,是建筑结构设计中的概念,相关研究仅限于正式建筑结构领域,而在施工业界的临时结构或过渡结构中,鲜有论述。
事故的反思
仔细想想,事情的确可怕,那么除了怕之外,还应该想些什么、做点什么?毕竟怕只是一种心理状态,并不是真正的教训。我们常常说对某某事故要汲取教训,倘若多问几个为什么,最后往往只能得到一个“怕”字的答案,知道怕也是进步,但远远不够。
连续倒塌的发生机理,相当于多米诺骨牌的连锁推倒,一个环节受到偶然荷载,会导致接连冲击直至整体破坏,鉴于连续倒塌类事故,偶有发生并不常见,隐患难以识别,后果异常严重,建议从以下四个方面(包括但不限于)予以重视:
具体的讲,就是要提升技术人员的力学概念能力,对于常规问题,一般的管理人员均可轻松识别判断,而对于非常规问题,只能从理论源头找答案。该事故如果从深里探讨,对于其钢筋骨架的设计,值得提出疑问,不揣冒昧,如果翻翻其依据的设计规范,恐怕是找不到防范钢筋骨架连续倒塌的检算指标或构造要求,既然设计规范没有规定,设计人员一般是不会去考虑这等“小事”的,但业主或监管单位往往会利用“有经验的承包商”这一概念,来驳斥和追责施工单位的,说到底,保障安全,还是要靠提升自家的能力来根本解决。
以往发生事故,往往会被指责为犯了“低级错误”,而一件事一旦被低级这个词形容后,就像无形中竖起了一堵墙,意味着从血的事故中汲取知识的机会被放弃。笔者以为,钢筋骨架连续倒塌这一事故,并不那么简单。
首先,在工程业界内,钢筋骨架在绑扎过程中(浇筑混凝土前)一般不会被当成一种结构对待的,如今它却发生了如此惨重后果的倒塌事故,说明钢筋骨架起码是一种临时结构,既然它是一种结构,就要对它的强度、刚度、稳定性进行验算,以确认其安全性,验算它,想想并不容易(特别是现场),单单就其几何稳定性和节点刚度的问题就够好好分析分析的;
其次,如果是几根钢筋倒下,损失一定不会大,起码不会造成死亡事故,而上述事故是延长60多米的钢筋骨架连续倒塌,说明量变导致质变,这就需要对“连续”进行定量,想想也是不简单;工程现场的管理问题,崇尚简单反对繁琐,因此还应提出简明扼要的管理指标;
以上种种均需要认真研究,才能找到切实可行的应对措施,鲁迅先生说得好,凡事总须研究,才会明白。
连续倒塌,是由于个别环节的薄弱导致变形乃至连锁反应,所以不规范施工也是导致危险源产生或放大的重要原因。因此,规范施工任何时候都得坚持。
装订整齐的一本本教材和规范,归根结底都是来自于实践,有些条文完全就是用鲜血换来的,有心人总是善于学习别人的经验教训来增长自己的知识,伟大导师毛主席就曾教导我们:把别人的经验(教训)变成自己的,他的本事就大了!,希望我们的同事要对别人身上发生的案例要用心收集,并经常学习借鉴,长此以往,我们不仅能排查常规危险源,也能防范这类非常规危险源。
结构抗连续性倒塌的概念及作用
1结构连续性倒塌的概念
结构连续性倒塌是指结构因偶然荷载造成结构局部破坏失效,继而引起失效破坏构件相连的构件连续破坏,最终导致相对于初始局部破坏更大范围的倒塌破坏。
对于某些比较重要的建筑结构,工程师在建筑结构设计时有责任防止结构连续性倒塌的发生,对其进行结构抗连续倒塌设计,保证结构在一定安全可靠度之下具有抵抗连续性倒塌的能力,当偶然荷载造成结构局部破坏时,结构能够通过多种荷载路径内力重分布阻止破坏过大范围的蔓延,尽可能减少人员的伤亡和结构的破坏程度。
结构连续性倒塌的典型案例
1968年5月16日清晨,英国RomanPoint公寓发生连续性倒塌事件被认为是最早的结构连续性倒塌事故,此事故造成该结构上部角处严重破坏;
1995年4月19日上午,由于遭到汽车炸弹的袭击,没过AlfedPMurah联邦政府办公大楼被巨大的爆炸冲击力几乎完全摧毁;
2001年9月11日上午,一架被恐怖分子劫持的波音飞机撞向美国纽约中心北楼导致该楼发生连续性倒塌。
2003年1月3日,湖南省衡阳市一栋回字形结构综合商住楼发生特大火灾,在该综合商住一层的5根钢筋混凝土柱由于温度过高丧失承载能力,导致该综合商住楼发生部分连续倒塌事故;
2007年山西省大同市新开北路一居民楼由于天然气爆炸而导致部分居民楼倒塌事故。
2004年5月23日,法国巴黎戴高乐机场2E候机厅顶棚发生坍塌事故,造成包括两名中国公民在内的4人死亡,3人受伤。事故调查报告显示:候机厅水泥顶棚与圆柱形金属支柱连接处出现穿孔导致拱形顶棚中的一个圆弧结构出现折痕,引发拱形棚顶整体发生坍塌。
抗连续性倒塌的设计思想
从国家规范的规定和原则,结构抗连续性倒塌设计指导思想课分为两方面,一是消除和减轻灾害,降低结构发生局部破坏的可能。比如将结构分区隔离,使局部破坏限制在分区范围内。二是提高结构整体性、冗余度和延性将结构破坏控制在局部范围内而不发生整体倒塌。
1突发事件是难以预测的,其发生的概率小但危险大,且事件发生的可能性正逐渐增加,减小结构遭受突发事件的影响值得学者与设计人员的广泛关注和慎重考虑;
2加强局部构件或连接对减小结构遭受突发事件的影响是有益的,但更重要的是提高结构整体抵抗连续性倒塌的能力,从而减少或避免结构因初始的局部破坏引发连续性的倒塌,而一般情况下要求结构在突发事件下不发生局部破坏时不可取的;
3提高结构抵抗连续性倒塌的能力应着眼于结构的整体性能即最低强度、冗余特征和延性等能力特征,一般可通过拉结力设计、备用荷载路径分析及良好的构造要求等方法实现;
4不同结构体系的整体抵抗连续性倒塌能力各异,应分别考察各类结构体系发生连续性倒塌的机理和能力特征。
总结一下: 连续性倒塌是一只隐藏很深的猛兽,毕竟抗连续性倒塌的研究在我国起步较晚,要想及时发现并非易事。希望施工单位的兄弟们要擦亮眼睛,做好预防,防止野兽突然出来伤人。