建筑工程灾害事故分析

建筑工程灾害事故分析与处理建筑地震灾害事故分析与处理 地震是群祸之首，是人类生存和文明建设的大敌。它以巨大的能量，瞬息间使成千上万乃至数十万生灵惨遭伤亡，使人们辛勤劳动的成果毁于一旦。随着人类生产力的不断提高，地震灾害随之出现了人为因素。从某种意义上讲，地震灾害不仅仅是一种单纯的自然灾害，而是自然作用与人类行为共同引起的综合致灾过程。人类正确的主观能动性可以大大减轻地震造成的人员伤亡和社会经济财富损失，而人类防灾减灾或应变行为的失当则会加重地震灾害，从而带来不应有的灾难。历史地震的教训是十分沉痛的。研究历史地震，对于减轻未来地震灾害将会产生巨大的社会经济效益。_年_月_日在智利拍摄的一座遭受地震损坏的桥梁一排公寓楼在地震后发生倾斜 一、地震基本知识建筑地震灾害事故分析与处理地震：因各种原因，引起的地壳运动状态及地表形态的变化。地震种类：构造地震；火山爆发地震；塌陷地震；爆炸（核爆）地震；小行星碰撞地震等。构造地震：地壳上的不同板块相互漂移，摩擦，挤压，碰撞等导致板块间的岩石的应力集中，超过本身的承载能力，引起的地壳地表形态及运动状态的变化。另外，大的板块上有断裂带，也可发生地震。地震波：地震发生后，地震位置的粒子运动向周围各个方向以波的形式传递（横波，纵波，反射，绕射等）。地震影响：地震产生地面运动，平动（垂直方向和水平方向）、扭转，其加速度对地面上物体产生地震作用。地面可能发生地裂、地陷、错位等现象。地震的强度随距离衰减。垂直方向快，水平方向慢。震源：地震发生的位置。震中：地震发生的中心点。震中距：距震中的距离。震源深度：震源距地表深度。地震破坏性 有感地震：24 级；破坏性地震：5 级以上。建筑地震灾害事故分析与处理烈度：因地震产生的破坏程度。与震级是两个概念。分12 度。15度：建筑物基本完好。6度：建筑物有损害。79度：建筑物大部损害，部分倒塌。10度以上：破坏性地震，不在规范考虑之列。11度：建筑物无幸存。唐山，汶川地震中心区均为11 级。12度：山崩地裂，山河移位，毁灭性破坏。抗震设防烈度 由国家地震局负责编制。根据当地的实际情况和重要性确定。目前执行的是第四代区划图。建筑地震灾害事故分析与处理二、地震破坏的严重性建筑地震灾害事故分析与处理 我国地震记录，有记载的长达3000年。历史上伤亡最大的一次为 1556 年，陕西华县，8 级，死83万人。20世纪，世界上破坏性地震发生20余次，伤亡100万余人。中国发生13余次 7 级以上强震，房屋倒塌1亿多平方米。7级以上强震占全球1/10强，地震释放能量占全球强震总释放能量的2/103/10。其中：1920 年，宁夏海原，8.5 级，死 20 万人。1975 年，辽宁海城，7.3 级，损失逾 10 亿元人民币。1976 年，河北唐山，7.8 级，死 24 万人。损失达百亿元人民币。中国在 20 世纪，地震人口损失占世界地震人口损失 40%以上。21 世纪，_.5.12，四川汶川，8.0 级，死 10 万人。直接损失万亿元人民币。三、结构地震作用建筑地震灾害事故分析与处理结构地震作用：地震时结构的质量所产生的惯性力，属于“间接作用”，不称“地震荷载”，以前称地震力。结构地震反应：由地震引起的结构振动，变形等。包括结构的位移反应、速度反应、加速度反应等。地震作用效应：地震作用在结构中所产生的内力和变形。地震灾害从后果及致灾过程上，一般可分为地震原生（一次）灾害，地震次生（二次）灾害和地震衍生（三次）灾害。地震原生灾害是指由于地震动或地壳断层的作用，造成建（构）筑物的破坏、倒塌及由此引起的人员伤亡及财产损失。地震次生灾害是指因地震诱发而导致的其它灾害。如地震时大坝溃裂，酿成水灾；建筑物倒塌砸坏剧毒气体容器，造成毒害，油库、火药爆炸、燃烧或滑坡、海啸、泥石流等造成的次生灾害。地震的三次灾害又叫地震衍生灾害或广义次生灾害，指因地震灾害造成的政治、经济、社会等方面的职能失调，社会秩序混乱，停工停产而造成的重大损失。如电脑控制系统失灵，造成记忆毁灭，指挥系统和生命线系统失控，灾民基本生产需求无法保证，伤亡人员得不到及时救治，社会治安恶化等系统的不正常反应。四、地震灾害的含义建筑地震灾害事故分析与处理 地震的次生灾害及三次灾害加重了地震直接灾害的损失，有时次生灾害或三交灾害甚至大大超过地震的直接损失。1923年_月_日，日本关东大地震引起大火，7万多人在火灾中丧生。1920年，发生在我国海源8级大地震，因滑坡和泥石流死亡10多万人，超过地震原生灾害。建筑地震灾害事故分析与处理 地震时，几十秒甚至几秒种这个短暂的瞬间人们应变行为的失当，将会造成严重的伤亡，即所谓的人为灾害。它与地震原生、次生和衍生灾害有很大的区别。建筑地震灾害事故分析与处理人为灾害包括：“各种爆炸事故；火灾；核工厂事故；化工厂泄放毒物等。”一般人为灾害，是指地震时由于人们的应变行为不当或因地震谣传、误传而引起的错误行为造成的灾害。其前提是地震自然灾害或地震谣传、误传的大环境。建筑地震灾害事故分析与处理各类墙体各类墙体裂缝破坏裂缝破坏各类房屋各类房屋倒塌破坏倒塌破坏纵横墙连纵横墙连接破坏接破坏钢结构建筑钢结构建筑失稳破坏失稳破坏地震对建筑物地震对建筑物的破坏情况的破坏情况五、建筑的震害特征和震害原因探讨（一）地质方面灾害（一）地质方面灾害震害震害1 位于地震断层的建位于地震断层的建筑，由于地震断错和地面强筑，由于地震断错和地面强大振动，带内房屋毁灭性坍大振动，带内房屋毁灭性坍塌。如图塌。如图1 1所示为地震后汶所示为地震后汶川县映秀镇的航拍照片。映川县映秀镇的航拍照片。映秀镇处于龙门山中央主断裂秀镇处于龙门山中央主断裂带之上，是此次地震的震中带之上，是此次地震的震中位置，其地震影响烈度高达位置，其地震影响烈度高达1111度，区域范围内的房屋建度，区域范围内的房屋建筑遭受毁灭性破坏。筑遭受毁灭性破坏。地震后映秀镇航拍照片 震后汶川县映秀镇航拍照片极震区地震摧毁的村庄震害震害2 山区建筑，山区建筑，由于山体滑坡和由于山体滑坡和泥石流作用，引泥石流作用，引起建筑倒塌或埋起建筑倒塌或埋掉建筑物。如图掉建筑物。如图为地震后北川新为地震后北川新县城照片，地震县城照片，地震导致了大量的山导致了大量的山体滑坡，新县城体滑坡，新县城几乎被滑坡体掩几乎被滑坡体掩埋。山体崩塌产埋。山体崩塌产生的巨大滚石，生的巨大滚石，直接造成了建筑直接造成了建筑的破坏。的破坏。震后的北川县城，右边山体产生的巨大滑坡冲毁了大片建筑震害震害3 地震地震造成建筑物的造成建筑物的破坏破坏,除地震除地震动直接引起结动直接引起结构破坏外构破坏外,还还有场地条件的有场地条件的原因原因,如地震如地震引起的地表错引起的地表错动与地裂动与地裂,地地基土的不均匀基土的不均匀沉陷沉陷,地面塌地面塌陷、隆起及粉、陷、隆起及粉、砂土液化等砂土液化等。震后的地面塌陷彭州市白鹿镇中心学校地面隆起2m,建筑物中等破坏地震导致北川县城河道的边坡破坏汶川地震郫县农田地面沙土液化汶川地震某镇地面沙土液化,汽车沉陷震害震害4 建造在陡坡之上的建筑由于避让的距离不够，地震建造在陡坡之上的建筑由于避让的距离不够，地震时边坡滑移或变形引起建筑的倒塌、倾斜或开裂。如图时边坡滑移或变形引起建筑的倒塌、倾斜或开裂。如图4 4所所示为陕西宝鸡市陈仓区某住宅楼因边坡避让距离不足导致的示为陕西宝鸡市陈仓区某住宅楼因边坡避让距离不足导致的开裂破坏。开裂破坏。(a)外纵墙距离左侧陡坡不足2m (b)横墙竖向裂缝 (c)内部墙体裂缝陕西宝鸡市陈仓区某住宅楼因边坡避让距离不足导致的开裂破坏六、抗震设防加固原则六、抗震设防加固原则1 1、确定设防烈度、确定设防烈度 抗震加固的设防烈度应根据原有建筑物所处的地理位置、抗震加固的设防烈度应根据原有建筑物所处的地理位置、结构类别、建筑物现状、重要程度等综合考虑确定。结构类别、建筑物现状、重要程度等综合考虑确定。2 2、抗震鉴定确定重点、抗震鉴定确定重点 重点抗震城市地区 重点单位（建筑物）3 3、抗震加固方案应优化、抗震加固方案应优化 抗震加固方案的制定必须建立在抗震加固方案的制定必须建立在上部结构及地基基础鉴上部结构及地基基础鉴定定的基础上。多采用提高上部结构整体性措施的基础上。多采用提高上部结构整体性措施。建筑地震灾害事故分析与处理地震危险性、政治经济的重要性、地震危险性、政治经济的重要性、人口数量、加固资金人口数量、加固资金政治经济、历史重要性、次生灾政治经济、历史重要性、次生灾害危险性、震后抗震救灾迫切度害危险性、震后抗震救灾迫切度4 4、提高整体抗震能力、提高整体抗震能力5 5、加固措施可靠方便、加固措施可靠方便6 6、采用新技术、采用新技术7 7、抗震加固施工效果好、抗震加固施工效果好建筑地震灾害事故分析与处理六、抗震设防加固原则六、抗震设防加固原则 1 1、增大截面、增大截面加固法 （一）形式形式 a）梁、板梁、板 板加厚 梁加高 拉区加筋浇混凝土七、抗震加固方法七、抗震加固方法b）柱柱 a.b.c.d.(压区)e.(拉区)f.(双面)增大截面法加固钢筋混凝土柱增大截面法加固钢筋混凝土柱（二）构造要求构造要求 1.新浇混凝土的最小厚度 板：不应小于40mm 梁、柱：不应小于60mm 用喷射混凝土时不应小于50mm 2.石子 宜用坚硬耐久的卵石或碎石，最大粒径不宜大于20mm。3.梁的纵向加固受力钢筋的两端应可靠锚固。4.板的受力钢筋直径宜用68 mm；梁、柱的纵向受力钢筋宜用变形钢筋；梁、柱钢筋最小（大）直径：梁：不宜小于12 mm（不宜大于25mm）；柱：不宜小于14 mm（不宜大于25mm）；封闭式箍筋直径不宜小于8 mm；5.新、老受力钢筋间的净距 不应小于20 mm（图图），并采用短筋焊接连接；6.应采用封闭或U型箍筋(图图）（三）施工要求（三）施工要求（1）符合施工验收规范的要求；（2）新、老受力钢筋应除锈处理，受力钢筋施焊前应采取卸荷或支撑措施，并分段分层焊接；（3）新、老混凝土交接面处理。棱角打掉对原构件混凝土存在的缺陷清理至密实处，表面凿毛（或打成沟槽，沟槽深度6mm），除去浮渣，表面冲洗干净，原混凝土表面应以水泥浆等界面剂进行处理。a a）加大截面加固柱）加大截面加固柱 b）加大截面加固梁加大截面加固梁（4）模板搭设；钢筋安置；新混凝土浇注和养护等应符合混凝土工程施工及验收规范混凝土工程施工及验收规范要求。注:采用外粘型钢加固时，应采用改性环氧树脂胶粘剂进行灌注。（以前：湿式、干式两种）2 2、外粘型钢、外粘型钢加固法适用于需要大幅度提高截面承载能力和抗震能力。截面承载能力和抗震能力。（一）（一）形式形式（二（二）构造要求构造要求1.应优先选用角钢 角钢的厚度厚度：不应小于5mm；角钢的边长边长：柱不应小于75mm；梁不应小于50mm。两端两端应有可靠的连接和锚固；柱：角钢下端应锚固于基础中；中间应穿过楼板；梁：梁角钢应与柱角钢相互焊接。应将加固的型钢加固的型钢与原柱头顶部的承压钢板原柱头顶部的承压钢板相互焊接；上下柱连接处上下柱连接处及牛腿处的连接牛腿处的连接构造应予加强。4.梁、柱原构件截面的棱角棱角打磨成半经大于7mm 的圆角。5.型钢表面型钢表面（混凝土表面混凝土表面）宜抹厚度不小于25mm的高强度等级水泥砂浆作防护层，亦可采用其他防腐材料加以保护。3 3、粘贴钢板加固法粘贴钢板加固法（一）形式形式 用胶粘剂胶粘剂将钢板钢板贴在构件外部的一种加固方法。胶粘剂胶粘剂是以环氧树脂为基料，再加入适量的 固化剂固化剂、增韧剂增韧剂、增塑剂增塑剂配制而成的“结构胶结构胶”。（二二）构造规定）构造规定 采用粘钢加固混凝土构件，应满足下列构造要求：1）粘钢加固基层的混凝土强度等级不应低于C15。2）钢板厚度 采用手工涂胶粘贴的钢板厚度不应大于5mm；采用压力注胶粘结的钢板厚度不应大于10mm。3）当粘贴的钢板延伸至支座边缘仍不满足规范延伸长度的要求时，应采取锚固措施。（三三）粘钢施工要求）粘钢施工要求（施工工艺流程）（施工工艺流程）（四）工程质量及验收（四）工程质量及验收 1）拆除临时固定设备后，用小锤轻轻敲击小锤轻轻敲击粘结钢板，从音响判断粘结效果，或用超声波法超声波法探测粘结密实度。如果：锚固区粘结面积少于90，非锚固区粘结面积少于70，则粘结件无效，应剥下重新粘贴。2）对于重大工程，为检验其加固效果，需抽样进行荷载试验，一般仅作标准使用荷载试验，其结构的变形和裂缝开展应满足设计使用要求。粘贴钢板的应力滞后现象粘贴钢板的应力滞后现象 粘贴钢板在受力过程中存在着应力滞后现象应力滞后现象。因为一般是在不卸载的情况下进行加固的，原梁中的钢筋中已有一定的应力存在，而所粘贴的钢板仅在后加荷载作用下才产生应力。因此，当原钢筋屈服时，钢板往往尚未屈服，而当钢板屈服时，加固梁的挠度及裂缝会发展得很快。谢 谢 大 家！