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塔式起重机撞击破坏及损坏类型分析

时间:2023-09-29 理论教育 版权反馈
【摘要】:②塔式起重机杆件对结构构件的撞击,主要为水平结构构件,也可能侧向撞击竖向结构构件。④塔式起重机倒塌对周边既有建筑屋面水平承重构件的撞击。④受塔式起重机倒塌直接撞击之下,柱帽与板构件交界及其附近区域发生损坏。调查中剪力墙构件受到撞击荷载的损坏主要有两种:①塔式起重机坍塌时附墙杆的受拉破坏,引起混凝土开裂、脱落,钢筋屈服。

塔式起重机撞击破坏及损坏类型分析

台风中容易出现大量的树木广告牌、临时建筑倒塌,倒塌过程中对周边建筑物产生侧向撞击,因此撞击破坏在风灾中比较常见。风暴潮同时可造成船舶对岸边的市政、建筑物(构筑物)撞击损害,以上撞击一般对既有建筑发生影响。在“天鸽”强台风中珠海市在建项目塔式起重机倒塌形成对地下室及主体结构的竖向撞击破坏也比较普遍,调查小组专家深入调查受台风影响最严重的区域,对约30个建筑物(构筑物)撞击受损情况进行实地调研。

(1)塔式起重机的倒塌对在建建筑物造成的影响主要有:

①塔式起重机连接件(附墙)对被连接的混凝土构件的破坏,水平构件不容易受损,主要为竖向结构构件受损。

②塔式起重机杆件对结构构件的撞击,主要为水平结构构件,也可能侧向撞击竖向结构构件。

③塔式起重机配重对结构构件的撞击,一般坠落高度大、本身质量大,主要撞击水平承重构件。

④塔式起重机倒塌对周边既有建筑屋面水平承重构件的撞击。

下坠物的撞击速度根据坠落高度的不同而有差别,以常见的33层高层住宅建筑为例,塔式起重机坠落高度可超过100 m,自由落体速度可超过40 m/s;同时风力的作用能给坠落重物增加新的能量,冲击力极大,常常能把人防地下室的顶板局部击穿。以下按照受损构件类型分类总结撞击损坏形式及特征。

(2)常见钢筋混凝土板构件受塔式起重机倒塌撞击损坏的主要特征有:

①根据撞击能量的不同,可能发生开裂、混凝土破碎、钢筋屈服等现象。

②当撞击能量非常大且楼板厚度不大时,板构件可直接被击穿,板中钢筋屈服、断开。

③当被撞击的板构件厚度较大或地下室顶板上方有覆盖土时,楼板构件可能吸收撞击物的大部分动能,发生严重的下挠塑性变形。

④主体结构悬臂板受撞击时,可能直接冲切破坏断开,因撞击速度较大,冲切破坏断开部位不一定在悬臂板根部,破坏面呈约90°。

(3)常见钢筋混凝土梁构件根据破坏程度、荷载大小、位置的不同,受塔式起重机倒塌撞击的几种破坏特征:

①撞击点靠近梁构件中部时,出现受弯为主的开裂,裂缝连通到板。

②撞击点靠近梁的支座端部时,出现受剪为主的开裂。

③一侧缺少板构件辅助的边梁,出现多道剪扭开裂。(www.xing528.com)

④梁与竖向承重构件连接处节点的一端或两端发生混凝土破碎、钢筋屈服,构件严重下挠变形。

⑤撞击荷载较大时,梁构件发生坍塌,直接击穿或与竖向承重构件整体呈约90°脱落断开。

⑥连梁等杆状构件自身的受拉破坏、受撞击破坏。

同时,梁构件的损坏一般同时伴随着板构件的破坏,撞击角度、撞击位置、板构件的约束直接影响梁构件的受损状态。梁构件受撞击后,可能引起相邻柱、梁构件发生变形,因此检查建筑物灾损时有必要对相邻区域的柱、梁构件损伤进行确认。

(4)混凝土柱构件根据破坏程度、破坏位置的不同,受撞击的混凝土柱构件的几种破坏特征:

①梁板构件直接受撞击后发生较大变形,从而导致对柱构件的间接竖向局部受压影响,柱构件上端某侧面局部发生竖向开裂。

②梁板构件直接受撞击后发生较大变形,从而导致对柱构件不平衡弯矩的间接影响,柱构件上端发生多道水平开裂。

③柱根部发生混凝土破碎、钢筋屈服,构件严重变形。

④受塔式起重机倒塌直接撞击之下,柱帽与板构件交界及其附近区域发生损坏。

柱构件由于水平截面面积相对梁板构件较小,且一般坠落物的水平速度有限,因此直接受撞击影响的情况也比较少见。以上第③、④种损伤形态为直接受撞击影响的形态。

(5)一般地下室上部无塔楼的区域不采用剪力墙作为主要的竖向承重构件,剪力墙构件受水平撞击损坏比较少见。当塔楼层的施工顶层受竖向撞击时,顶层结构的剪力墙可能受到撞击损伤,但由于塔式起重机及其配件坍塌前相对施工顶层的楼面的高差及重力势能不大,故撞击体的速度也不大,撞击时的能量相对有限,撞击荷载不大。

调查中剪力墙构件受到撞击荷载的损坏主要有两种:

①塔式起重机坍塌时附墙杆的受拉破坏,引起混凝土开裂、脱落,钢筋屈服。经对损伤部位周边的部分进行外观检查、侧向变形测量,采用超声法测缺检测,发现这种损伤一般限于局部。

②风荷载导致塔式起重机标准节或塔式起重机起重臂侧向移动,撞击外围剪力墙构件,导致构件发生严重侧向变形、开裂,或钢筋屈服、混凝土破碎等。

其中第②种情况造成的损伤比较危险,发生损坏的剪力墙构件可能位于楼层中部且损伤严重,严重影响竖向抗压承载力,一般需确认该构件的损伤是否会引起结构的连续倒塌[3]

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