预制板结构是主因吗?江西宿舍楼坍塌!哪些因素会影响建筑安全?

中新网11月23日报道,11月22日晚6点25分,江西赣江新区新祺周管理处国药北大道原白马庙制药厂一栋职工宿舍楼发生局部坍塌,4人死亡,周边民众已安全转移。

从现场画面看,这栋建筑已经有一些年份,但并不是老旧危建,建筑物的大梁耷拉着 还挂在未坍塌的局部,摇摇欲坠,据介绍,该宿舍楼为1995年建设的6层砖混预制板结构,事故原因正在核查中。

预制板建筑不安全吗?为何要特别说明?

建筑行业的朋友对预制板应该不陌生,曾经这种建材使用非常普遍,很多地方都有预制板场地,民用建筑大都用的是五孔板,厂房建设用三孔板,建设也非常简单,一两层的建筑有的有直接砌砖块,然后直接在二层处拼排预制板,有的则是框架结构,然后在安放预制板。

预制板到底存在什么问题?

预制板有很多规格,比如
3000mm/3300mm/3600mm/3900mm/4200mm等几种,特殊板长度有3800mm和4000mm两种。

载荷也有几种等级,比如承受活荷载1KN/M2的是一级板,承受活荷载2KN/M2的是二级板,承受活荷载3KN/M2的是三级板,承受活荷载4KN/M2的是四级板.....

不同长度载荷的钢筋与水泥标准是有差别的,大部分民用建筑的预制板钢筋很细,细到你怀疑人生,差不多比一根3寸钉稍粗一些。不过预制板用的是先张法预应力结构,用的是冷拔钢筋,因此就会比较细,现浇板用的则是HPB235或者HRB335级钢筋,所以会粗一些,当然不必担心,这也是符合标准的。

现浇板的螺纹钢

那么有什么问题吗?

预制板使用方便,但却存在比较普遍的问题,预制板是安放在墙体或者现浇框架上的,从垂直方向上的载荷能力非常好,甚至可以承受小型冲床的冲击(符合标准的预制板),但在水平方向上的载荷会存在非常大的问题。

它无法承受水平剪切方向的受力,因此抗震性比较差,因为地震时的P波是垂直方向移动的,预制板承受垂直方向上很强,大多数建筑物都很强,所以问题不是特别大,但随后到达的S波是地面推挤平移那种,相当于一个人在房子旁边推拉,还有则是面波:分为洛夫波( L 波):传播时与波前进方向相垂直的水平方向上作蛇形运动。其波长大、振幅强,只能沿地表面传播,是造成建筑物强烈破坏的主要因素。

墙面上产生的那种X裂缝就是水平受力的剪切裂缝造成的,这种状态下预制板就比较危险了,因为在水平方向上预制板直接就是以重力方式“锚固”在梁体上的,根本就没有牵制,因此在很低的地震烈度时就可能发生危险,所以预制板抗震性比较差就是这个原因。

预制板可以用其他方式来解决这个问题

预制板的锚固方式不同,抗震性也不一样,比如预制板的钢筋留出一定的长度,与现浇梁柱的钢筋绑扎在一起然后再浇筑锚固,也可以采用焊接的方式与梁体的钢筋连接锚固,或者采用结构件直接连接锚固,这种方式都比以重力方式“锚固”要更好一些。

不过大部分预制板安放都没有这个要求,一些农村和镇上的自建房基本都是裸露在外,看不到任何锚固方式,这种建筑在地震频度很低或者无震区域并没有什么问题,但它仍然会对建筑安全产生很大的影响。

建筑物坍塌有哪些原因,究竟哪些因素会影响建筑安全?

建筑物会坍塌却不只是地震的原因,毕竟地震还是属于极小概率事件,那么有多少因素会导致建筑物坍塌呢?

2008年历史频道拍摄了一部纪录片《人类消失后的世界》,有很大的片幅说明了建筑物因为人类小时候毁损的过程,尽管一个说的是人类消失,一个可能是疏于维护,但两者有相似之处。

一般建筑物损坏几种,第一种影响最严重的地基不均匀下沉,这会导致建筑物开裂,彼此之间的锚固基础逐渐损坏,最终可能会导致承重的结构毁损而出现溃缩性坍塌,也可能因为开裂导致倒塌,但一般在以这种方式倒塌的话会有明显的“前奏”,比如很明显的裂纹等。

另一种则是墙体微小裂纹,然后水汽进入建筑物水泥结构内部,腐蚀钢筋导致其锈蚀,其与水泥之间产生缝隙,逐渐失去了结构支撑作用,而水泥也会因为水汽进入后冰冻等过程剥落开裂最终失去结构承重能力。

还有则是选择的水泥中的骨料比如沙子是海砂,水洗不完全,含有比较高的氯离子等会直接导致钢筋被腐蚀生锈,最终结构从内部开始毁损。

还有一种则是地基长期泡水,加上不均匀沉降导致承重柱开裂,水渗入后生锈,逐渐转入恶性循环,最终主要的承重结构破坏而坍塌。

当然建筑物坍塌问题不只是这些,比如周围施工、下方人防工程或者地铁施工,或者建筑物内部野蛮装修导致承重结构破坏,或者附近工厂的长期振动等等,这些都是非常关键的原因,一座建筑物坍塌可能不只是一个因素,而是多个因素造成,但一定会有一个或者多个诱发因素。

美国佛州公寓坍塌事件

据CNN报道,2021年6月24日凌晨1点30分,佛罗里达州迈阿密郊区瑟夫赛德,十二层高的尚普兰塔楼组(Champlain Towers)海滨公寓南大楼部分倒塌。事故造成98人死亡,11人受伤的惨烈事故。

可能的原因有几个,据佛罗里达国际大学的一名研究人员对公开的欧洲遥感卫星数据的分析,该建筑从1990年代起就在下沉,而且是不均匀下沉,每年达到2毫米,另外公寓游泳池开裂造成水渗入地下,承重结构损坏也是其倒塌原因。

此前已经被鉴定为危建,需要维修加固后才能继续使用,但一直未有搬离维修的结论,最终出现了溃缩性坍塌,造成了极其惨痛的后果。

江西赣江职工宿舍楼倒塌可能是什么原因?

从现场画面来看是属于局部坍塌,而且在中新网的报道中也出现了预制板建筑这个概念,不过并不能说明一定是预制板的问题导致了事故的发生,但坍塌的原因应该不外乎上文所说的原因,但具体是哪种原因可能要进一步的调查,以官方调查结果为准。

延伸阅读:现代建筑都用现浇板?

其实并不是,比如桥梁建筑中预制工艺很常见,比如箱梁等,都是浇筑好了之后运输安装的,还有现代很多小区的建筑也是“模块化”建设组装,只要锚固工艺合格,它们与现浇建筑的强度并没有太大的差异。

另外这种方式也大大提高了建筑效率,有些类似于搭积木的方式,工期短也能降低建设成本,从一定程度上来说就是降低房价,这对于住户以及承建方来说都是好事。