一起厂房外墙倒塌的事故分析与思索

一起钢结构厂房外墙倒塌的事故分析Asteelframefactorywallfalldownaccidentanalysis作者：朱立新单位：杭州兴耀建设集团有限公司邮编：310052摘要：钢结构厂房的围护结构与框架结构的连接构造是容易忽略之处，本文通过一个案例，分析构造要求的重要性。关键词：钢结构厂房围护结构风荷载中图分类号：TU712文献标识码：B文章编号：一、工程概况：义乌某服饰公司在义乌经济开发区4幢钢结构两跨单层厂房，钢框架结构，高度10.5米，跨度24.5米，屋顶为单层彩钢板，围护结构是砖混结构，地质条件良好，地下开挖0.7米见强风化岩石层。总建筑面积38680万平方米。该工程由义乌某设计院设计，义乌某设计院图审，某建筑公司承包。二、施工过程：项目经理在施工过程中发现，图纸中钢结构柱与砖砌体围护结构之间没有任何连接！10米高的砖砌体外墙独立耸立着。尽管沿纵向有构造柱和过梁，横向没有任何支撑，还是太危险。立即向业主发函，告知设计中存在严重的安全隐患。业主也不敢怠慢，立即召集设计和项目经理开会讨论。不料，会议上该项目设计师，矢口否认有任何安全问题，反而说项目经理不懂。双方争执起来，业主左听听右看看，不知道该相信谁，会议不了了之。项目经理不服，再向图纸审查公司告状，图纸审查人员也不以为然，不愿意修改。围护墙结顶后，墙体与内檐沟之间的缝隙渐渐扩大，达5cm左右，设计依然没有反应。第二年的8月，已经整整一年过去了，一阵狂风过后，A幢厂房的南侧外墙轰然倒塌，一阵狂风就把一堵将近100米长，10.5米高，重达几百吨的围护墙吹到了！所幸当时下雨，工人进屋避雨，没有人员伤亡，据气象部门告知，当天最大阵风9级。三、现场检测情况：A幢厂房的南侧外墙全部向外倒塌，窗台高度处以上墙体全部倒塌，构造柱也在这个高度断裂，仅剩窗台高度以下墙体，两端山墙连梁和部分墙体撕裂破碎。四、事故原因分析及处理方案：事故发生后，业主召集专家，设计院，施工单位，监理到现场查看。通过审查图纸和施工资料及现场勘察，一致认定是设计院的失误，遗漏了围护墙与钢柱之间的连接构造，导致本应由围护墙与钢框架整体共同受力抵抗风荷载，变成只有围护墙承受风荷载，最终导致倒塌。设计院对该工程事故负全部责任并赔偿经济损失。事故原因分析完毕后，专家们提出了修复方案。由于砖砌体围护墙是向外倒塌，厂房钢框架没有受到任何影响，只需对所有未倒塌的墙体增加①12@500穿墙抱箍与钢柱连接。倒塌部分重造：将剩余未倒塌砖墙的松动部分清理干净，将断裂剩余的部分构造柱混凝土凿除，露出钢筋至搭接焊的长度，焊接钢筋后重造。业主这时还不放心，要求对所有墙体进行加固：在每个构造柱墙体外，再增加900mm厚，2400mm宽的砖柱加强，穿墙抱箍与原围护墙连接。下面计算分析一下该围护为什么会倒。现截取取一个构造柱单元墙体进行分析：柱距9米，高10米。风荷载，Wk=pgzpspzWoWk:风荷载标准值，Wo：基本风压，义乌地区取0.35KN/mm2煦：风荷载体形系数，由于倒塌时门窗未安装，参照围墙，高度10米取值，1.3旧：风压高度变换系数，取1.0。Pgz：Z高度处的阵风系数，按照B类市郊地形环境，10米高，取1.78计算得：Wk=1.78*1.3*1.0*0.35=0.81KN/mm2风荷载弯矩M=309.38KN，V=26.2KN用理正工具箱软件计算，C20混凝土，计算结果显示：合理柱截面应为：800X250mm，配筋520，截面A=1458mm2。而实际工程是一个构造柱，截面240X240mm，配筋212，A=113mm2。远远小于设计截面和配筋。所以实际情况与计算简图变化后，受力情况完全不一样，差别达几十倍以上，所以倒塌是必然的。1山Illi1「T1111「11111111111111hiiii1口iiiiiinniii1iiiiiiiiiiniini口川1111n11111111111111n11ii111111ii1mill111「n11iii1111111nn1111111111i「milimillii「「inimilliE1E---1,,.]■.厂房南立面图厂房剖面图1聂吁总结：凭借日常生活经验，几百吨重的墙体被大风吹倒是不可能的事，也许这就是设计师和图审师死要面子不肯承认错误的原因。但是，计算结果表明，独立的围护墙纵向就是一种细长的高耸结构，在这种高耸结构情况下，缺乏横向连接和支撑，倒塌是必然的，过了一年才倒已经是奇迹。大跨度钢结构厂房的外墙与混凝土框架结构办公楼外墙受力状况完全不一样，不能以混凝土框架结构办公楼的经验套用。一般的钢筋混凝土框架结构，层高低，纵横方向都有梁作为支撑，不存在该问题，但是大跨度钢结构厂房的这种问题就非常突出。现在回想起来，如果该厂