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结构安全的底线

2024-07-22家居

有一位做结构鉴定的朋友,跟我吐槽,说搞房屋鉴定久了,「越来越不知道底线在哪里了」。

「越来越不知道底线在哪里了」

装一个空调直接把框架梁干掉、网架支承的好好的,把支承网架的柱子干掉一两个、六层楼的砖混结构砂浆实测才3.3MPa、底框梁干掉也没问题……明明就是不可能站的住的结构,它就站住了;明明就是要倒的房子,它就没倒下,都不知道结构安全的边界在哪里了。

凿墙打洞截柱子

反正就是各种刷新结构工程师的底线,好像房子怎么折腾都不会倒似的。人有多大胆地有多大产,在装修师傅眼里、在空调师傅眼里、在房叔包租婆眼里,没有凿不了的墙,没有切不了的柱,视梁板如无物。为了实现自己宏伟气派的装修小目标,遇神杀神遇佛杀佛,没有道理可言!

聊着聊着,我居然也跟着他迷茫了,我们结构安全,还有底线吗,还有边界吗?以往的场景一幕一幕从眼前闪过:

Scene-Ⅰ

地下室做得比较多之后,看到8.4米柱距的地下室,如果覆土1米左右,又有消防车,那估计梁需要400x900,支座和跨中配筋大概是15根左右的φ25钢筋。但是,如果设计人员胆子大,把楼板按弹性楼板设置并且考虑弹性板作用计算,截面和荷载都不变,支座和跨中计算配筋就成了5根左右的φ25钢筋。不要不相信自己眼睛,改一个计算方法,配筋少了66%。

盈建科计算参数

楼板怎么算都是有充分的理论依据的,并且实际也都有人做过,甚至也有工程实践经验!只是计算调整了一个参数,计算结果可以说是天壤之别!那么,实际配筋的底线在哪里,就配5根钢筋它安全吗?根据经验教训,充分利用弹性板作用的地下室顶板,建设单位不是在修补裂缝就是在修补裂缝的路上。

Scene-Ⅱ

做超高层结构的人本来就少,没有人能天天做超高层的。超高层建筑中,管道井活荷载往往是按2.5KN/㎡取值。

超高层建筑管井

但是,总是有那么一两层(详下图),就是设管道固定支架的那些楼层,管道的荷载,相差十万八千里。尤其管道温度区段补偿器下面那一个固定支座,荷载动不动就200KN每一根管,最少都有两根管:一根冷水管一根回水管,200x2=400KN哦!作用在这不到3㎡哦!400/3=133.3KN/㎡哦,计算模型里输入了2.5KN/㎡哦!

空调冷媒管立面(右侧为局部放大)

甚至都没有人提出过这个问题,一直就这么做了!从来也没有被压塌过呢!地下室顶板填土的车过一下,就能压塌,这个超出50倍!居然都没人提。混凝土楼板的的承载力底线在哪里,天花板又在哪里?

Scene-Ⅲ

曾经有一个项目,100米跨度的网壳,设计按滑动支座计算,实际施工按固定支座施工。毫无擦边球的「固定支座」哦,都顶死了的固定!那怎么行啊,那得复核一下,否则晚上会睡不着的,100m跨度哦!

100米跨度网壳

结果,不计算晚上还能睡,睡不睡得着不知道。一算之后,晚上就不用睡了。总共20000多根网架杆件,有1600多根杆件应力比超过1.0,最大的应力比居然是2.7。

杆件验算结果

应力比验算结果

意思是这一根杆能承受1的力,但最大它可能会受到2.7的力!吓不吓人啊,竣工了好几年了哦,从来都没倒过哟!算来算去应力比都是2.7哦!钢结构难道也有如此大的富余吗?分析大概原因是:应力比2.7是在所有不利的因素重叠的时候,雪最大、温度最低、风最大、温度最高各不利因素同时出现。也就是「背时」到家了,它才会达到2.7。但是即使使用了几年,它也没有遇到这么「背时」的时候。所以它从来没有倒过(但是它哪天要是倒了,那大家也不要意外)!

Scene-Ⅳ

终于还是要聊一聊鉴定与加固的,深圳某企业,想把自己违法搭建的一个门刚棚子,合法化。然后跟我们说,你只要按实际情况把图画出来,签字盖章然后他拿去办手续就好了!到现场一看,全是纳闷:这东西,为何不倒!深圳可是有台风的地方哦!门式刚架,无山墙,有轻质纵墙。柱脚铰接,柱顶有一道系杆,没有柱撑!它居然屹立不倒十年有余!现在看起来也完全没有要倒的迹象。

深圳某门刚结构立面示意图(纵向)

没有结构体系,纵向看起来就是这样一个机构。对,你没有看错,理论上,它就是一个机构!但是它已经屹立不倒十多年了,还时不时抵抗一下台风哦!靠柱脚那几个细细的地脚螺栓那绝对不可能支撑它站立十多年的。肯定是墙板的功劳,但墙板有这么大的作用,能让一个机构屹立不倒十多年吗?另外可能也是多亏没有山墙挡风吧。

(Thinking……Few minutes)

脑袋里全是问号,有时候连结构体系都没有的东西,也能屹立不倒;有时候荷载超出50倍,楼板也没有任何问题。结构的安全底线在哪里,边界又在哪里,有时候感觉结构真是法力无边啊。

但总之,结构是有边界的,越界了,它就有可能反噬你!有时候越界离出事故还要很长一段距离,但不要养成越界的习惯,夜路走多了总会遇到鬼的。贵州遵义某建材有限责任公司私自搭建的彩钢棚,充分说明了这个问题。根据【遵义习水某建材有限责任公司「12·9」较大彩钢棚坍塌事故调查报告】,仅考虑恒载和活荷载的情况下,构件的应力达8900MPa,对应的应力比41.4。

彩钢棚强度验算结果

超过40倍,它才塌,难怪前面所说100米跨度的网壳没倒,因为它才超过3倍,还算上风啊雪啊温度变化啊,所以不倒!人家超40倍也才刚刚倒!结构安全,从踏过安全边界的那一步开始,随时都有跌入深渊可能,最好还是在边界范围内悠闲踱步。