工程事故分析第一章概述

第一章 概述,1.1学习目的,学习本课程的目的： （1）从工程事故中吸取教训，以改进设计、施工和管理工作，从而防止同类事故的发生。 （2）掌握事故处理的基本知识和方法。,1.2建筑结构事故的类别及原因综述,建筑结构应满足功能要求： （1）能承受正常施工和正常使用时可能出现的各种作用； （2）在正常使用时具有良好的工作性能； （3）在正常维护条件下具有足够的耐久性； （4）在偶然作用发生时及发生后，结构仍能保持必要的整体稳定性。,一、建筑事故分类,质量事故：当建筑结构因工程质量低下而不能满足上述要求时的统称。 1、按事故的严重程度分： 重大事故或倒塌事故：引起人员伤亡； 严重危及安全的事故：墙体严重开裂、构件断裂； 影响使用的事故：房屋漏雨、变形过大，隔热隔声不好； 影响建筑外观的事故：,2、按事故发生的阶段分：施工过程中发生的事故：使用过程中发生的事故：改建时或改建后引起的事故： 3、按事故的部位分：地基基础事故：主体结构事故：装修工程事故：,4、按结构类型分：砌体结构事故：混凝土结构事故：钢结构事故：组合结构事故： 5、建设部按严重程度分： 一级事故：30人以上，300万以上； 二级事故：10-29人，100-300万； 三级事故：3-9人，重伤20人以上，30-100万； 四级事故：2人以下，重伤3-29人，10-30万,二、事故原因综述,1、管理不善 2、勘测失误，地基处理不当 3、设计失误 4、施工质量差、不达标 5、使用、改建不当,管理不善,无证施工； 盲目赶工； 转包克扣； 监督不力； 手续不全。,勘测失误，地基处理不当,勘测问题： 无勘测；盲目套用邻区勘测资料；钻孔布置不足。 地基处理不当：夯实方法不对；桩打入深度不够；深基坑支护不当；地基土受干扰；软弱地基加固方法不对；基底未验收即进行基础施工。,设计失误,任务急时间紧，结构未计算即出图； 套用已有图纸而又未结合具体情况校核； 计算模型取的不当，设计方案欠妥，未考虑施工过程会遇到的意外情况； 重计算，轻结构，构造不合理； 计算中漏算荷载，截面取得过小，未考虑重要荷载组合的不利情况； 盲目相信电算，电算错了也出图； 不懂得制表原理，套用了不适用的图表，造成计算书错误。,施工质量差、不达标,施工马虎，甚至有意偷工减料； 技术人员素质差，不熟悉设计意图，为方便施工而擅自修改设计； 施工管理不严，不遵守操作规程，达不到质量控制要求； 原材料进场控制不严，采用过期水泥及不合格材料； 对工程虽有质量要求，但技术措施未跟上； 计量仪器未校准，使材料配合比有误； 技术工人未经培训，大量采用壮工顶替； 各工种不协调，尤其是管工，为图方便，乱开洞口； 施工中出现了偏差也不予以纠正。,使用、改建不当,使用中任意增大荷载，如：阳台当库房、住宅变办公楼、办公楼变生产车间、一般民房改为娱乐场所； 随意拆除承重隔墙； 盲目在承重墙上开洞； 任意加层。,1.3事故处理的一般程序,事故调查一般按下列步骤进行： 初步调查-初步分析事故最可能发生的原因，并决定进一步调查及必要的测试项目-进一步深入调查及检测-根据调查及测试结果进行计算分析、邀请专家会商，同时听取与事故有关单位的陈述或申辩，最后写出事故调查报告，送主管部门及报告有关单位。,一、基本情况调查,包括：对建筑勘测，设计和施工有关资料的收集，对事故现场的调查，对有关人员的访问。,表1-1 调查项目表,工程情况：建筑所在场地特征，气象，环境条件。建筑结构主要特征；事故发生时工程进度情况和使用情况。 事故情况：发生事故的时间、经过、事故见证人及有关人员，人员伤亡和经济损失情况。 地质水文资料：主要看有关勘测报告，并重点察看勘察情况与实际情况是否相符，有无异常情况。 设计图档：任务委托书、设计单位主要负责人及设计人员水平、资历，设计依据的有关规范、规程、设计文件及施工图。重点看计算简图是否妥当，各种荷载取值及不利组合是否合理，计算是否正确，构造处理是否合理。 施工纪录：施工单位及其等级水平，具体技术负责人水平及资历。施工时间、气温、风雨、日照等纪录，施工方法，施工质检纪录、施工日记，施工进度，技术措施，质保体系。 使用情况：房屋用途，使用荷载，腐蚀性条件，使用变更、维修纪录，有无发生过灾害荷载。,二、结构及材料检测,1、对没有直接钻孔的地层剖面而又有怀疑的地基应进行补充勘测。 2、材料的实际性能检测。 3、建筑物表面缺陷的观测。 4、对结构内部缺陷的观测。 5、通过实验检查结构或构件的实际承载力。,材料性能,测定建筑物中所用材料的实际性能，对构件所用的原材料可抽样复查； 对无产品合格证明或假证明的材料，应从严检测； 到施工中，可用回弹法、声波法、取芯法等非破损或微破损方法测定构件中混凝土的实际强度； 对于钢筋，可从构件中截取少量样品进行必要的化学成分分析和强度实验； 对砌体结构要测定砖或者砌块及砂浆的实际强度。,建筑物表面缺陷的观测,对结构边面裂缝，要测量裂缝宽度、长度及深度，并绘制裂缝分布图,对结构内部缺陷的观测,构件内部的孔洞、裂纹等缺陷检测：锤击法、超声探伤仪、声发射仪器等进行检查； 钢筋的位置、直径和数量：钢筋探测仪进行测定； 砌体结构：应检查砂浆饱满程度、砌体的搭接错缝情况等。,三、复核分析,应按实际情况选取合理的计算简图，按构件材料的实际强度等级，断面的实际尺寸和结构实际所受荷载或外加变形作用，按有关规范、规程进行复核计算。,四、专家会商,专家应听取与事故有关单位人员的申述与答辩，综合各方面意见后下最后的结论。,五、调查报告,调查报告内容一般包括： 工程概况 事故情况 事故调查纪录 现场检测报告 复核分析，事故原因推断，明确事故责任 对工程事故的处理建议 必要的附录,1.4结构可靠度的评判依据和原则,一、单一安全系数的评判方法 二、直接加荷试验评定方法 三、按房屋可靠性评定标准检定,一、单一安全系数的评判方法,以混凝土结构为例： 1990年以前的建筑物：设计规范：钢筋混凝土结构设计规范（TJ10-74）；质量检验评定标准：建筑安装工程质量检验评定标准（TJ301-74）采用单一的安全系数。（按旧规范设计的建筑结构） 1992年以后的建筑物：采用概率极限状态设计准则，在可靠度的表达方式上采用了分项系数的方法。 对不同历史时期的建筑物，在复核可靠度时可采用不同的表达方法。单一安全系数法因其简单直观，还常被采用。,单一安全系数法验算建筑结构的强度，可采用以下公式：-实际构件强度验算的安全系数；-构件的实际抗力- 构件实际承受的内力，可按事故发生时的实际荷载计算；- 强度检验的修正系数；-规范规定的安全系数，可按有关规范查用。,二、直接加荷试验评定方法,对于非倒塌事故，或对批量生产的承重构件有质量问题或事故疑问时，可进行实际加载试验，以决定结构是否可继续使用或加固。 实际现场试验时，一般不加载到结构完全倒塌，这样做比较危险，而且结构也不能再使用了。一般取某种极限，如挠度达到跨度的五十分之一或者裂缝达到1.5毫米，就停止实验。,三、按房屋可靠性评定标准检定,1、概述新规范要求结构的可靠度指标以分项系数的表达方式来实现，复核时应满足：工业建筑鉴定规程是以安全评定为主、兼顾重要使用功能的可靠性评定。,民用建筑鉴定可分为以下三类：（1）安全性评定：针对危房鉴定，房屋改建或有安全疑问时采用。（2）使用性鉴定：针对建筑物的日常维护及某些使用功能的评判。（3）可靠性鉴定：在安全性和使用性评定基础上，进一步作出全面评价。,评定时将建筑结构体系分为三个层次，即构件、子单元和鉴定单元：构件：第一层次，也是基本单位，可以是一个单件也可以是一个组合件；子单元：第二层次，由构件组成，通常分为地基基础、上部承重结构和围护系统；鉴定单元：第三层次，由子单元组成，小的建筑物可以定为一个鉴定单元。,对于安全性及可靠性的鉴定，每一个层次划分为四个等级。鉴定从第一层次开始，根据检查项目评定结果。构件的四个安全性等级：au、bu、cu、du；子单元的四个安全等级：Au、Bu、Cu、Du；鉴定单元的四个安全等级：Asu、Bsu、Csu、Dsu.,承载力评定,所有结构均有承载力作为第一个项目评定,而且分级的数值也一样,2、混凝土构件的安全性评级,在所有因素评定后，按其中最低的等级作为该构件的安全性等级。 （1）承载力评定（前面） （2）构造评定检查连接构造和受力预埋件的等级。 （3）位移评定受弯构件评定的是挠度和侧向弯曲；柱子评定的是柱顶的水平位移。 （4）裂缝评定受力裂缝：由荷载引起。（脆性破坏和延性破坏）非受力裂缝：,3、钢结构构件安全性评级,（1）承载力评定（前面） （2）构造评定检查构造连接的等级。 （3）位移评定受弯构件评定的是挠度和侧向弯曲或侧向倾斜等。柱子评定的是柱顶的水平位移或柱身弯曲。 （4）锈蚀评定,4、砌体结构构件安全性评级,（1）承载力评定（前面） （2）构造评定墙、柱高厚比： 一般构造规定：（墙、柱最小尺寸限制、梁的支承长度、砌体搭接与拉结、材料最低强度等） （3）位移评定墙和柱主要指水平位移或弯曲对拱或壳体主要是指拱脚的水平位移或拱轴变形 （4）裂缝评定受力裂缝：由荷载引起。（脆性破坏和延性破坏）非受力裂缝：,5、木结构构件安全性评级,检查项目：承载能力、构造、不适于继续承载的位移、斜纹或斜裂、腐朽及虫蛀,1.5建筑结构现场检测方法,一、概述 检测内容包括： （1）常规的外观检测：平直度、偏离轴线公差、尺寸准确度、表面缺陷等。 （2）强度检测：材料强度、构件承载力、钢筋配置等。 （3）内部缺陷检测：混凝土内部的孔洞、裂缝、钢结构裂缝、焊接缺陷等。 （4）材料成分的化学分析：混凝土的集料分析、水泥成分及性能分析、钢材化学成分。,对发生质量事故的结构进行检测有下列一些特点： （1）检测工作大多在现场进行，条件差，环境干扰因素多。 （2）发生事故的工程经常没有完整的技术档案，有时甚至没有，还可能会遇到虚假资料的干扰。 （3）非破损或少破损检测有一定难度，尽量减少对建筑物的破坏。 （4）检测数据要公正、可靠，经得起推敲。,二、砌体结构的检测,检测内容：材料强度，砌筑质量，砌体裂缝，砌体的强度。 砂浆强度的检测方法：冲击法、点荷法、剪切法、推出法、回弹法。 砌体强度的检测：间接测定计算方法，实物取样试验，顶出法测抗剪强度，原位轴压法测定砌体的抗压强度。,三、混凝土质量的检测,检测内容：测定混凝土的强度，钢筋的位置与数量，混凝土裂缝及内部缺陷。,混凝土表面裂缝及蜂窝面积的检测,1、混凝土裂缝的检测 （1）裂缝的部位、数量和分布状态； （2）裂缝的宽度、长度和深度； （3）裂缝的形状； （4）裂缝的走向； （5）裂缝是否贯通，是否有析出物，是否引起混凝土剥落等。,检测方法： 裂缝长度：钢尺或直尺； 裂缝宽度：检验卡或20倍的刻度放大镜； 裂缝深度：细钢丝或塞尺直接探测，也可用注射器入有色液体，待干燥后凿开混凝土观测 蜂窝面积测定：可用钢尺、直尺或百格网进行测量，以蜂窝面积占总面积的百分比计。,混凝土强度的非破损检测,定义：混凝土的非破损检验法是通过测定混凝土的有关物理参数，利用该物理参数与混凝土强度有一定关系来推断混凝土的强度。 1、回弹仪检测混凝土的强度：根据混凝土表面的硬度与抗压强度之间有一定的关系，利用测量表面硬度来推算混凝土的强度。 2、超声脉冲法测混凝土的强度：根据超声脉冲在混凝土中的传播规律与混凝土强度有一定关系的原理，通过测定超声脉冲的参数来推断混凝土的强度。 3、超声回弹综合法检测混凝土强度：,局部破损法检测混凝土的强度,钻芯法：是使用专门的钻芯机在混凝土构件上钻取圆柱形芯样，经过适当加工后在压力试验机上直接测定其抗压强度的一种局部破损检测方法。 拔出法：是在混凝土构件中埋一锚杆（可以预埋，也可后装），将锚杆拔出时连带拉脱部分混凝土。试验证明，这种拔出的力与混凝土的抗拉强度有密切相关关系，而混凝土抗拉力与抗压力是有一定关系的，从而可据此推得混凝土的抗压强度。,