挑檐、阳台、雨蓬是常见的悬挑构件。悬挑构建塌落的事故在全国各地是有发生。由于悬挑构建在受力性能上有一些特点,如设计或施工中不加注意,尤其是在施工人员不懂技术或制止不深的情况下,很容易因处置不当而造成事故。因其悬挑构建事故的主要原因有两个:一是受力主筋放反了引起折断;而是抗倾覆能力不足而翻倒。下面具两例说明之。
(1)因主筋放置不当而引起阳台折断
在房屋结构中通常的梁板结构是两端都有支撑的(支承于大梁或墙上)。在垂直荷载作用下,梁内产生正弯矩,梁或板的底面受拉,因而受拉筋配置在下面,如图2-10(a)所示。但悬挑构件不同,在垂直荷载作用下,挑梁产生负弯矩,上边受拉,因而受拉主筋配置在上边。如图2-10(b)所示。这一点务必注意。如果不懂原理,把钢筋放在下边,则必然造成断裂。在有些情况下,施工人员也知道按图应放在上边,但因支垫不妥,施工时浇筑混凝土的工人才在上边把钢筋踩下去,或被浇筑的混凝土压到下面,这样也易造成事故。例如,某一阳台板,厚80mm,宽4.5m,挑出1.2m,配筋φ8@75,相当于每米配筋As =671mm2。若施工合格,取a=15mm,则ho=80-15=65mm。
材料强度:C25,fc=11.9N/mm2,I级HPB235钢筋 fy=210N/mm2
则其可承受的弯矩计算如下:
X=Asfy/fcb=671×210/(11.9×1000)=11.84mm
Mu=Asfy(h0-x/2)=671×210×(35-11.84/2)=8324962N.mm=8.32kN.m
若施工时,受力主筋被压下去了,例如到了板的中间,使a=45mm,则ho'=80-45=35mm,其承载为:
Mu=Asfy(ho'-x/2)=671×210×(35-11.84/2)=4097662N.mm=4.1kN.m只有原设计承载力的50%,这就极易发生断裂或塌落事故。若钢筋放反了,置于梁底,则几乎丧失了承载力,发生事故是肯定无疑的。
(2)因抗倾覆能力不足而引起翻倒。
悬挑构件还有一个问题是倾覆。图2-11所示为某食堂大门的雨篷板,挑出1.2cm,宽2m,雨篷板根部厚100mm,经计算可知重心在G0处,如果雨罩上没有墙体(G2)或其他压重(G1)则必然回翻落。规范要求设计计算时取倾覆转动点在外墙皮向里的O'点,并要求抗倾覆的力矩(G0 d1+ G2 d2)的0.8倍必须大于倾覆力矩(G0 d0),即相当于1.25的安全系数。该食堂设计,其抗倾覆力矩主要依靠大型屋面板的压重。在施工过程中,雨篷板用大头撑支撑于地面上浇筑混凝土。在屋面大型屋面板尚未封顶时,由于模板周转有一定的困难,工长与木工商量决定拆除雨篷下的支撑及模板,移至其它处应用。在拆完支撑后,雨篷板及雨篷梁上部的砖墙同时倾覆倒塌,并拉倒了外墙脚手架,使拆模工人被砸死,在脚手架上工作的三名瓦工从高空坠落而一死一伤,造成重大事故。