摘 要:本文結(jié)合重慶大學(xué)圖文信息中心工程,分析了混凝土框架結(jié)構(gòu)施工期安全控制問題,提出應(yīng)該通過適時(shí)拆除模板支撐體系,并且遵循一定拆除順序來保證施工期的安全。
關(guān)鍵詞:施工期 安全控制 支撐體系
中圖分類號(hào):TU7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1672-3791(2013)02(c)-0059-02
1 研究背景
1971年,美國波士頓一座17層的現(xiàn)澆混凝土房屋,在修建過程中倒塌。倒塌自頂層破壞開始,從上至下逐層塌落,直至疊在地面層上,造成4人死亡,20人受傷。其倒塌原因是由于拆模過早,混凝土剛度不足而引起樓板的沖剪破壞。
1972年,美國弗吉尼亞州德里亞市的斯凱萊恩中心,在建設(shè)期間發(fā)生了倒塌。該中心地上26層,地下4層,施工周期為7天,連續(xù)三層支模;澆筑24層樓板混凝土的進(jìn)度卻改為5天一層,待24層樓板澆筑完成,拆除22層與23層間的支撐后不久,就發(fā)現(xiàn)23層和24層樓板有較大下沉,接著發(fā)生了一層接著一層的連續(xù)倒塌,造成14人死亡,30人受傷。其原因是施工進(jìn)度的改變導(dǎo)致22層與23層間的支撐拆除過早,從而造成23層樓板的沖剪破壞。
1981年,美國佛羅里達(dá)州可卡海灘一座5層現(xiàn)澆混凝土房屋倒塌,造成11人死亡,23人受傷。倒塌時(shí)第5層樓板己基本完成,誘因是下層支撐設(shè)置方法以及拆模不當(dāng)引起樓板的沖剪破壞。
在國內(nèi)發(fā)生的施工期混凝土結(jié)構(gòu)安全事故也不少。例如,1985年,福州市希爾頓飯店樓面由于模板支撐失穩(wěn)倒塌,1994年深圳市協(xié)成玩具廠廠房在施工期間發(fā)生倒塌。據(jù)統(tǒng)計(jì),我國工程倒塌事故不斷發(fā)生,其中90%發(fā)生在施工階段。
2 事故原因分析
一方面,現(xiàn)行規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)程側(cè)重于混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)階段和施工質(zhì)量驗(yàn)收,沒有明確指出施工期的結(jié)構(gòu)性能與受力分析方法,也沒有提供施工期的統(tǒng)一安全控制要求。另一方面,施工期間,工程界需要盡量加快工程進(jìn)度、縮短工期,要求縮短模板支撐體系的周轉(zhuǎn)時(shí)間,但又沒有相應(yīng)的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)指明混凝土結(jié)構(gòu)在施工期的受力性能和安全程度,什么時(shí)候能達(dá)到拆除支撐的安全臨界狀態(tài)、施工期的“時(shí)變結(jié)構(gòu)”能承受多大荷載等。這就造成了施工期建設(shè)和安全的矛盾,有可能導(dǎo)致施工期的混凝土結(jié)構(gòu)支撐拆除過早或受荷過大,給結(jié)構(gòu)帶來安全隱患。
總的來說,我國工程倒塌事故的90%發(fā)生在施工階段,其主要原因有一下幾個(gè)方面。
(1)現(xiàn)行規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)程側(cè)重于設(shè)計(jì)階段和施工質(zhì)量驗(yàn)收,沒有明確指出施工期的結(jié)構(gòu)性能與受力分析方法,也沒有提供施工期的統(tǒng)一安全控制要求。
(2)工程界需要盡量加快進(jìn)度、縮短工期,縮短模板支撐體系的周轉(zhuǎn)時(shí)間,但又沒有相應(yīng)的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)指明混凝土結(jié)構(gòu)在施工期的受力性能和安全程度。這一矛盾有可能導(dǎo)致施工期混凝土結(jié)構(gòu)的支撐拆除過早或受荷過大,給結(jié)構(gòu)帶來安全隱患。
(3)混凝土結(jié)構(gòu)在施工期屬于時(shí)變結(jié)構(gòu),具有荷載多變、傳力復(fù)雜、承載能力不斷變化等特點(diǎn),均不利于結(jié)構(gòu)性能和安全控制的研究。
4 施工期的安全控制措施
通過在本工程項(xiàng)目上的一些實(shí)驗(yàn)和應(yīng)用,總結(jié)出以下幾點(diǎn)控制施工期安全控措施。
4.1 適時(shí)拆除支撐體系
雖然影響混凝土框架結(jié)構(gòu)施工期受力變化的因素眾多,而對(duì)結(jié)構(gòu)受力性能和安全控制影響程度最大的因素是混凝土的材料性能(內(nèi)因)和模板支撐系統(tǒng)的拆除(外因)兩種。模板支撐系統(tǒng)的拆除,會(huì)引起梁板鋼筋受力的急劇變化施工期間,應(yīng)加強(qiáng)混凝土試塊的同條件養(yǎng)護(hù),根據(jù)同條件養(yǎng)護(hù)試塊在不同齡期下的壓強(qiáng)值,可優(yōu)化模板支撐系統(tǒng)的拆除時(shí)間。
4.2 注重模板體系的拆除順序
柱筋受力的發(fā)展趨勢明顯快于梁筋受力,表明:就拆模而言,可以先拆柱模后拆梁模。同一梁筋不同測點(diǎn)的受力實(shí)測數(shù)據(jù),顯示在拆模前后,跨中梁筋受力的變化幅度高于支座附近的受力。表明:梁模及其支撐系統(tǒng)的拆除,宜按照從梁端向跨中的順序進(jìn)行。同理,對(duì)同一跨內(nèi)的板模及支撐系統(tǒng),宜按照梁邊至板中的順序進(jìn)行拆除。
4.3 注重預(yù)應(yīng)力梁的施工
對(duì)于預(yù)應(yīng)力混凝土梁,常規(guī)施工是預(yù)應(yīng)力筋張拉后再拆模;通過實(shí)測數(shù)據(jù)說明:當(dāng)預(yù)應(yīng)力筋張拉后1天再拆除支撐系統(tǒng),有利于預(yù)應(yīng)力混凝土臨時(shí)受力體系的穩(wěn)定和安全。實(shí)測數(shù)據(jù)表明:預(yù)應(yīng)力筋張拉后1天之內(nèi),是預(yù)應(yīng)力效應(yīng)明顯釋放的集中時(shí)段,在這1天內(nèi),預(yù)應(yīng)力的釋放量在釋放總量的90%左右。
5 工程應(yīng)用效果
本工程經(jīng)過精心組織施工,嚴(yán)格控制拆除模板支撐體系的時(shí)間和順序,在項(xiàng)目整個(gè)施工過程中沒有發(fā)生任何施工安全問題,取得了良好的施工效果,贏得了社會(huì)好評(píng)。
6 結(jié)語
混凝土框架結(jié)構(gòu)施工期安全控制是一個(gè)比較復(fù)雜、意義重大的課題,由于施工期過程復(fù)雜,控制因素較多,所以混凝土結(jié)構(gòu)的施工期安全控制一直是人們研究的重點(diǎn)。本文結(jié)合重慶大學(xué)圖文信息中心工程,提出了應(yīng)該通過適時(shí)拆除模板支撐體系并遵循一定的拆除順序來保證施工期的安全性能,取得了良好的效果,以期為類似工程提供借鑒。
參考文獻(xiàn)
[1]王新田.建筑結(jié)構(gòu)體系與選型[M].上海:同濟(jì)大學(xué)出版社,2003.
[2]楊麗,郭志恭.高層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中如何考慮徐、收縮的作用[J].工業(yè)建筑,1995,25(4):40-46.
[3]中華人民共和國建設(shè)部.高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程GBJGJ3-2002[S].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2002.
[4]陳燦.高層鋼框架-混凝土核心筒混合結(jié)構(gòu)體系施工期間變形及其控制研究[D].上海:同濟(jì)大學(xué)土木工程學(xué)院,2007.
[5]Reith R D,Kohan R.Full-scale measurments of rein-forced concrete chimney.In:Proc[J].Conf.on Performance of Building Structures,Scotland.
[6]Swamy R N,Arumugasaamy P.Deformations in service of reinforcrd concrete columns[J].ACI SP55,1978:15-26.