[廠房檢測(cè)鑒定] 廠房坍塌事故頻發(fā),工業(yè)建筑混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的影響因素是這些
2021年1月11日,湖州市德清縣納奇科化妝品有限公司“1·11”廠房連廊坍塌事故,共造成1人死亡、14人受傷(其中3人重傷),直接經(jīng)濟(jì)損失800余萬(wàn)元。
一、工業(yè)建筑現(xiàn)狀分析
據(jù)統(tǒng)計(jì),我國(guó)既有工業(yè)建筑面積已超過(guò)120億m2,其中使用20年以上的工業(yè)建筑中混凝土結(jié)構(gòu)占主導(dǎo)地位,這部分工業(yè)建筑大多處于超負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài),且長(zhǎng)期遭受高溫、高濕和強(qiáng)腐蝕介質(zhì)、重(動(dòng))載、維護(hù)不當(dāng)?shù)茸饔茫扔泄I(yè)建筑混凝土結(jié)構(gòu)耐久性和安全性問(wèn)題突出,亟待解決。
二、影響既有工業(yè)建筑混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的因素
與民用建筑相比,工業(yè)建筑局部使用環(huán)境更為復(fù)雜多變,主要表現(xiàn)為腐蝕介質(zhì)種類(lèi)多、相態(tài)全、濃度高、腐蝕性強(qiáng),局部環(huán)境溫度、濕度高,干濕交替頻率高,荷載噸位大、動(dòng)力荷載導(dǎo)致的疲勞問(wèn)題等較為突出。
1、影響既有工業(yè)建筑混凝土結(jié)構(gòu)耐久性問(wèn)題主要因素有以下五個(gè)方面:
1)為節(jié)約成本,建造之初存在設(shè)計(jì)、施工階段操作不規(guī)范,忽視結(jié)構(gòu)的耐久性等問(wèn)題,使得結(jié)構(gòu)本身未達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)耐久性的規(guī)定。
2)局部使用環(huán)境惡劣,存在腐蝕介質(zhì)種類(lèi)多、濃度高、腐蝕性強(qiáng)等問(wèn)題,長(zhǎng)期使用環(huán)境較為惡劣。
3)局部溫濕度高、凍融循環(huán)頻繁等問(wèn)題突出,且長(zhǎng)期未進(jìn)行有效處理。
4)結(jié)構(gòu)長(zhǎng)期承受重(動(dòng))載、工業(yè)器械碰撞等作用復(fù)雜。
5)運(yùn)維、管理不善,如變更使用功能未進(jìn)行相應(yīng)檢測(cè)鑒定、加固,建筑物超負(fù)荷使用等。
三、結(jié)合部分案例分析、探討
以下我們通過(guò)對(duì)幾個(gè)典型工業(yè)建筑耐久性問(wèn)題的案例進(jìn)行分析,展開(kāi)對(duì)影響既有混凝土工業(yè)建筑耐久性和安全性的因素的分析和討論,以期為此類(lèi)問(wèn)題的診治和維護(hù)提供一些思路。
一、 設(shè)計(jì)、施工等因素引起承載力不足、結(jié)構(gòu)耐久性不足問(wèn)題。比如,設(shè)計(jì)單位設(shè)計(jì)之初未考慮全面(未充分考慮抗震、溫差、雪荷載等作用),導(dǎo)致建筑物存在設(shè)計(jì)缺陷。施工單位在施工中偷工減料的,使用不合格的建筑材料或未按照工程設(shè)計(jì)圖紙或者技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)施工等。
開(kāi)篇的湖州市德清縣納奇科化妝品有限公司“1·11”廠房連廊坍塌事故就屬于此類(lèi),官方公布的事故直接原因:涉事連廊兩端節(jié)點(diǎn)采用軸向剛性連接方式,在溫差作用下,預(yù)埋錨固鋼筋抗拉強(qiáng)度不足,發(fā)生斷裂;連廊西南端預(yù)埋錨固鋼筋直徑由20mm變成14mm,且直錨筋與錨板未采用T形壓力埋弧焊焊接,增加鋼筋斷裂傾向。
以下單位對(duì)本次事故負(fù)有主要責(zé)任:
1)設(shè)計(jì)單位,存在連廊端部節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)不合理,節(jié)點(diǎn)連接方式采用軸向剛性連接,未充分考慮溫差影響;連廊設(shè)計(jì)圖中未載明可變荷載等問(wèn)題。
2)施工單位:存在未按設(shè)計(jì)圖紙施工,將連廊西南端預(yù)埋錨固鋼筋的直徑由20mm變更為14mm,錨固鋼筋未按規(guī)范和設(shè)計(jì)要求采用T形壓力埋弧焊焊接,增加鋼筋斷裂傾向等。
二、腐蝕、高溫環(huán)境引起的混凝土腐蝕、鋼筋銹蝕。
工業(yè)生產(chǎn)中會(huì)使用或產(chǎn)生如氯氣、氯化氫、二氧化硫及其他無(wú)機(jī)、有機(jī)酸霧等腐蝕性介質(zhì),對(duì)建筑物有強(qiáng)烈的腐蝕作用。局部高溫高濕環(huán)境也會(huì)降低混凝土結(jié)構(gòu)耐久性等。
新疆某化工的燒堿廠房、循環(huán)水池廠房等經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)勘查,發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)結(jié)構(gòu)安全問(wèn)題嚴(yán)重。主要存在以下問(wèn)題:
1)因高溫造成的樓板鋼筋混凝土保護(hù)層剝落、混凝土面坑洼不平等。
2)堿性生產(chǎn)廠房因介質(zhì)腐蝕造成混凝土板底鋼筋銹蝕,鋼筋保護(hù)層剝落,混凝土梁、板截面缺損等。
3)循環(huán)水池中含有大量侵蝕性的化學(xué)物質(zhì),造成了結(jié)構(gòu)梁體、板體的鋼筋銹蝕,鋼筋保護(hù)層剝落等問(wèn)題。
該項(xiàng)目及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題隱患,并通過(guò)科學(xué)鑒定評(píng)估,使用新型加固方法等進(jìn)行加固修復(fù),已經(jīng)順利解決以上問(wèn)題。
三、干濕交替、凍融循環(huán)等引起的混凝土剝落、鋼筋銹蝕。
混凝土處于飽水狀態(tài)和凍融循環(huán)交替作用是發(fā)生混凝土凍融破壞的必要條件。凍融破壞是我國(guó)北方地區(qū)工業(yè)建(構(gòu))筑物的主要耐久性病害之一。我國(guó)北方存在大量位于寒冷地區(qū)且經(jīng)常與水接觸的工業(yè)建(構(gòu))筑物,比如水位變化區(qū)的水工混凝土結(jié)構(gòu)物、儲(chǔ)料筒倉(cāng)、水池等,經(jīng)常會(huì)遭受不同程度的凍融破壞。
冷卻塔
在混凝土受到冰凍的情況下,冷卻塔內(nèi)的鋼筋由于塔壁內(nèi)外氣溫差懸殊,將造成鋼筋的冷縮不平衡,在混凝土中形成收縮應(yīng)力,使鋼筋與混凝土中的粘接性減弱或喪失而造成破壞。
四、機(jī)械沖擊磨損、溫度等綜合因素造成的混凝土和鋼筋磨損。
吊車(chē)梁、大型沖壓設(shè)備基座等在重復(fù)荷載長(zhǎng)期作用下會(huì)發(fā)生開(kāi)裂、破損,這種缺陷部位的裂縫發(fā)展較快,察覺(jué)不到或處理不當(dāng)就會(huì)引起使用問(wèn)題,甚至發(fā)生事故。
五、運(yùn)維、管理不善,如變更使用功能未進(jìn)行相應(yīng)檢測(cè)鑒定、加固,建筑物超負(fù)荷使用等。
某化工廠加層部位-部分鋼結(jié)構(gòu)銹蝕
很多民營(yíng)化工廠在擴(kuò)大產(chǎn)能時(shí)未進(jìn)行承載力驗(yàn)算、安全性鑒定等,僅憑借個(gè)人經(jīng)驗(yàn)就進(jìn)行廠房的功能變更、私自加蓋、未進(jìn)行及時(shí)且必要的周期性安全檢查等,這些都是造成工業(yè)建筑耐久性降低的因素。因此需要在日常使用中做好定期檢查,在改造中規(guī)范操作,確保結(jié)構(gòu)安全。
四、總結(jié)
耐久性問(wèn)題已成為影響結(jié)構(gòu)壽命的重要因素。既有工業(yè)建筑混凝土結(jié)構(gòu)所處環(huán)境和使用狀況不同,產(chǎn)生耐久性問(wèn)題的原因也各不相同,需要從設(shè)計(jì)、建造、運(yùn)營(yíng)維護(hù)、定期檢測(cè)維修等多方面進(jìn)行重視和行動(dòng)。
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