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結構安全的底線

2024-07-22家居

有一位做結構鑒定的朋友,跟我吐槽,說搞房屋鑒定久了,「越來越不知道底線在哪裏了」。

「越來越不知道底線在哪裏了」

裝一個空調直接把框架梁幹掉、網架支承的好好的,把支承網架的柱子幹掉一兩個、六層樓的磚混結構砂漿實測才3.3MPa、底框梁幹掉也沒問題……明明就是不可能站的住的結構,它就站住了;明明就是要倒的房子,它就沒倒下,都不知道結構安全的邊界在哪裏了。

鑿墻打洞截柱子

反正就是各種重新整理結構工程師的底線,好像房子怎麽折騰都不會倒似的。人有多大膽地有多大產,在裝修師傅眼裏、在空調師傅眼裏、在房叔包租婆眼裏,沒有鑿不了的墻,沒有切不了的柱,視梁板如無物。為了實作自己宏偉氣派的裝修小目標,遇神殺神遇佛殺佛,沒有道理可言!

聊著聊著,我居然也跟著他迷茫了,我們結構安全,還有底線嗎,還有邊界嗎?以往的場景一幕一幕從眼前閃過:

Scene-Ⅰ

地下室做得比較多之後,看到8.4米柱距的地下室,如果覆土1米左右,又有消防車,那估計梁需要400x900,支座和跨中配筋大概是15根左右的φ25鋼筋。但是,如果設計人員膽子大,把樓板按彈性樓板設定並且考慮彈性板作用計算,截面和荷載都不變,支座和跨中計算配筋就成了5根左右的φ25鋼筋。不要不相信自己眼睛,改一個計算方法,配筋少了66%。

盈建科計算參數

樓板怎麽算都是有充分的理論依據的,並且實際也都有人做過,甚至也有工程實踐經驗!只是計算調整了一個參數,計算結果可以說是天壤之別!那麽,實際配筋的底線在哪裏,就配5根鋼筋它安全嗎?根據經驗教訓,充分利用彈性板作用的地下室頂板,建設單位不是在修補裂縫就是在修補裂縫的路上。

Scene-Ⅱ

做超高層結構的人本來就少,沒有人能天天做超高層的。超高層建築中,管道井活荷載往往是按2.5KN/㎡取值。

超高層建築管井

但是,總是有那麽一兩層(詳下圖),就是設管道固定支架的那些樓層,管道的荷載,相差十萬八千裏。尤其管道溫度區段補償器下面那一個固定支座,荷載動不動就200KN每一根管,最少都有兩根管:一根冷水管一根回水管,200x2=400KN哦!作用在這不到3㎡哦!400/3=133.3KN/㎡哦,計算模型裏輸入了2.5KN/㎡哦!

空調冷媒管立面(右側為局部放大)

甚至都沒有人提出過這個問題,一直就這麽做了!從來也沒有被壓塌過呢!地下室頂板填土的車過一下,就能壓塌,這個超出50倍!居然都沒人提。混凝土樓板的的承載力底線在哪裏,天花板又在哪裏?

Scene-Ⅲ

曾經有一個專案,100米跨度的網殼,設計按滑動支座計算,實際施工按固定支座施工。毫無擦邊球的「固定支座」哦,都頂死了的固定!那怎麽行啊,那得覆核一下,否則晚上會睡不著的,100m跨度哦!

100米跨度網殼

結果,不計算晚上還能睡,睡不睡得著不知道。一算之後,晚上就不用睡了。總共20000多根網架桿件,有1600多根桿件應力比超過1.0,最大的應力比居然是2.7。

桿件驗算結果

應力比驗算結果

意思是這一根桿能承受1的力,但最大它可能會受到2.7的力!嚇不嚇人啊,竣工了好幾年了哦,從來都沒倒過喲!算來算去應力比都是2.7哦!鋼結構難道也有如此大的富余嗎?分析大概原因是:應力比2.7是在所有不利的因素重疊的時候,雪最大、溫度最低、風最大、溫度最高各不利因素同時出現。也就是「背時」到家了,它才會達到2.7。但是即使使用了幾年,它也沒有遇到這麽「背時」的時候。所以它從來沒有倒過(但是它哪天要是倒了,那大家也不要意外)!

Scene-Ⅳ

終於還是要聊一聊鑒定與加固的,深圳某企業,想把自己違法搭建的一個門剛棚子,合法化。然後跟我們說,你只要按實際情況把圖畫出來,簽字蓋章然後他拿去辦手續就好了!到現場一看,全是納悶:這東西,為何不倒!深圳可是有台風的地方哦!門式剛架,無山墻,有輕質縱墻。柱腳鉸接,柱頂有一道系桿,沒有柱撐!它居然屹立不倒十年有余!現在看起來也完全沒有要倒的跡象。

深圳某門剛結構立面示意圖(縱向)

沒有結構體系,縱向看起來就是這樣一個機構。對,你沒有看錯,理論上,它就是一個機構!但是它已經屹立不倒十多年了,還時不時抵抗一下台風哦!靠柱腳那幾個細細的地腳螺栓那絕對不可能支撐它站立十多年的。肯定是墻板的功勞,但墻板有這麽大的作用,能讓一個機構屹立不倒十多年嗎?另外可能也是多虧沒有山墻擋風吧。

(Thinking……Few minutes)

腦袋裏全是問號,有時候連結構體系都沒有的東西,也能屹立不倒;有時候荷載超出50倍,樓板也沒有任何問題。結構的安全底線在哪裏,邊界又在哪裏,有時候感覺結構真是法力無邊啊。

但總之,結構是有邊界的,越界了,它就有可能反噬你!有時候越界離出事故還要很長一段距離,但不要養成越界的習慣,夜路走多了總會遇到鬼的。貴州遵義某建材有限責任公司私自搭建的彩鋼棚,充分說明了這個問題。根據【遵義習水某建材有限責任公司「12·9」較大彩鋼棚坍塌事故調查報告】,僅考慮恒載和活荷載的情況下,構件的應力達8900MPa,對應的應力比41.4。

彩鋼棚強度驗算結果

超過40倍,它才塌,難怪前面所說100米跨度的網殼沒倒,因為它才超過3倍,還算上風啊雪啊溫度變化啊,所以不倒!人家超40倍也才剛剛倒!結構安全,從踏過安全邊界的那一步開始,隨時都有跌入深淵可能,最好還是在邊界範圍內悠閑踱步。