1工程概况
某综合楼原为五层混合结构,总高22.2m,底层为钢筋混凝土框架结构,二层及以上为半框架结构,即北跨为钢筋混凝土框架结构,而南跨钢筋混凝土楼面梁,一端与北跨框架内柱连接,另一端支承在南向砖墙上。南北两跨跨度均为7.4m,南跨还带有1.5m的外挑阳台。总向有11个开间,横墙间距为11×3.2=35.2m,房屋总长度为38.4m。最西头两开间分别为楼梯间和卫生间、贮藏室,该综合楼于1970年筹建,1972年开始动工,边设计、边施工,1976年竣工,1977年正式投入使用,1984年一楼作了调整改动,1988年二楼改为店堂,1993年将二楼外租,被间成小开间,1994年顶部增加一层,1996年三楼外租,在装修过程中南向中部拆去六个木窗及窗下砖墙。
1998年4月21日下午5时左右该大楼三楼楼面及以上,东西向28~34轴之间突然倒塌(见图1)。倒塌部分面积达1025m2,受损面积为3444m2,直接经济损失435万元。
2坍塌后结构损伤调查
为分析事故发生原因,为加固提供可靠的依据,我们对梁、板及柱的破坏情况进行了详细的调查。
2.1 梁
2.1.1一层至顶层除坍塌部分外,其它南北向横梁不同部位不同程度出现裂缝。
2.1.2三、四层楼面, 29 ~ 33 轴上 B ~ C 轴段钢筋混凝土梁距B轴2m左右处断裂,该部分梁纵向钢筋受损变形,弯起钢筋几乎被拉直,箍筋靠近B轴处被拉断(图2)。
2.1.3五、六层:29~33轴上B~C轴段钢筋混凝土梁齐B轴纵梁南侧根部断裂,该部分梁纵筋被拉变形,箍筋靠近B轴处被拉断。抢险时,该部分梁纵筋齐B轴柱南侧外边截断,同时,五层楼面梁34轴上B~C轴段梁出现水平裂缝,该段梁已被破坏。
2.1.4屋面层:原加层所用工字钢在30、32轴上B、C轴断坍落,B~C轴之间纵向工字钢扭曲变形,31及33轴上,B~C轴段混凝土梁坍落。28、34轴上B~C轴段混凝土梁断裂破坏(图3)。
2.2 板
三层及以上,28~34轴之间B轴南侧全部坍落(图4)。
2.3 砌体
三层及其以上C轴29~33轴之间窗间墙全部坍落,一层34轴南向窗间墙粉碎性破坏,三层28轴南向窗间墙粉碎性破坏
3结构材料性能检测
为给鉴定及计算分析提供依据,对房屋倒塌后现存结构进行材料检测是非常重要的。因此,在加固设计之前,我院对该房屋钢筋混凝土构件进行了检测,检测内容有:(1)钢筋抗拉强度;(2)混凝土强度等级;(3)混凝土碳化情况。
3.1试验结果
3.1.1 钢筋
在梁上取得φ16、φ18圆钢试样各二个, φ16、φ18螺纹钢试样各两个,共8个试样,对钢筋强度、延伸率及冷弯性能指标进行了测试,结果见表1。
3.1.2混凝土
a. 回弹试验
从每层纵梁选取一个测区,横梁上选取2个测区,中柱2个测区,边柱一个测区,共3个测区,每个测区按要求回弹24个点,并对测区混凝土碳化深度进行检测,检测结果见表2。
b. 钻芯取样试验
考虑到房屋使用历史较长,在四层梁(塌落到三层楼面)上钻取三个芯样,按标准芯样试验方法测得3个芯样强度(已换算为标准试件强度)为36.4MPa,28.5MPa,27.5MPa,平均值为30.8MPa。
3.2结论
3.2.1钢筋各项指标符合规范要求;
3.2.2混凝土强度等级满足原设计要求。