某框支砌体结构火灾倒塌事故的模拟与分析_李易_陆新征_英明鉴_叶列平_闫维明
工程力学—陆新征—清华大学—地震下高层建筑连续倒塌数值模型研究(101125)
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图 1 截面纤维分布 Fig.1 Fibers of the section
TECS 程序中，对混凝土材料，在 Légeron 和 Paultre 模型[18]的基础上加以改进，考虑了约束效 应、裂面效应、滞回效应等影响[19]，其单轴应力应变关系曲线如图 2，可以较好反映约束效应、软 化行为以及反复受力下的滞回和刚度退化的特性； 对于钢筋材料，在 Légeron 等模型[7]的基础上进行 改进，可反映钢筋单调加载时的屈服、硬化和软化 现象，并合理考虑了钢筋的 Bauschinger 效应(如 图 3)，其与钢筋的材性试验结果吻合良好[20]。大量 计算结果表明，该纤维模型和钢筋混凝土杆系构件 实验结果吻合良好[19,21―22]。
倒塌过程中，构件碎片的冲击和堆载对下部结 构的破坏影响很大，为了实现上述过程的模拟，需 要在模型中定义接触关系。利用 MSC.MARC 的自 体接触，可以实现倒塌过程中结构碎片的接触 模拟。 1.5 算例验证
工程力学
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连续性倒塌破坏的原因和破坏过程对提高结构抗 震能力具有重要意义。由于结构在强震作用下的连 续性倒塌破坏往往是由最薄弱的局部构件破坏所 控制，其余构件的抗震能力不能得到充分利用，因 此如何确定整体结构中的薄弱部位和破坏原因，并 采取相应措施予以增强就成为提高和改善整体结 构抗地震倒塌能力的重要依据。并且通过对一些典 型常见的结构形式进行深入研究，提高薄弱部位的 抗震能力，也有助于改进和完善其抗震设计和抗震 构造。然而，由于结构的复杂性以及地震作用的随 机性，目前尚无简单的确定结构薄弱部位的方法。 对于重要结构工程，实际工程中有时采用缩尺模型 的振动台试验的方法来确定结构薄弱部位，但这种 方法耗时费力，且缩尺模型振动台试验本身也存在 许多问题(如质量不够、P-∆效应不准确等)。另一种 方法是通过高精度结构数值模型，输入地震波进行 结构倒塌分析，这种方法是近年来结构抗地震倒塌 研究发展的主要趋势，但该方法的主要问题是大型 复杂结构的数值模型和地震动输入。国内外很多学 者在该问题上进行了大量的研究[1―11]。
砌体结构工程质量事故的分析处理与研究
2．3 收缩和温度变化引起了裂缝 热胀冷缩是绝大多数物体的基本物理性能，砌体也不例外。由于屋盖系统温 度变化出会使砖墙产生裂缝，由于温度变化不均匀使砌体因不均匀收缩产生 裂缝，或由于钢筋混凝土圈梁与砖墙伸缩量不同也会产生裂缝。
2.3.1 屋盖系统温度变化时使墙体产生的裂缝 这类裂缝较典型和普遍的是建筑物（特别是纵向较长的）顶层两端内外纵墙 上的斜裂缝，其形态呈 “八”字或 “X”型，且显对称性，但有时仅一端 有轻微者仅在两端1～2个开间内出现，严重者会发展到房屋两端1/3纵长范 围内，并由顶层向下几层发展。此类裂缝对那种刚性屋面的平屋顶，未设变
2．4 施工质量不合格，建筑材料使用不当引起了裂缝 砌块本身的质量不合格，砂浆强度不够，这些都会造成整个砌体的强度不够， 而造成砂浆强度偏低的原因是使用了不合格的水泥，施工配合比不准确， 施工过程中不安设计留槎及放置拉结筋等，不少砌体结构由于使用渣砖而 产生裂缝，由于渣砖的原材料及生产工艺与普通粘土砖不同，其线膨胀系 数与粘土砖亦不同。通过对诸多开裂砌体的统计分析，使用渣砖的砌体极 易产生裂缝。不少砌体结构由于墙体布置不当，构造柱设置不合理，梁垫 设计不合理等造成砌体的开裂。
2．2 地基不均匀沉降引起了裂缝 当地基发生不均匀沉降后，沉降大的部分砌体与沉降小的部分砌体会产生相 对位移，从而使砌体中产生附加的拉力或剪力，当这种附加内力超过砌体的 强度时，砌体中便产生相对裂缝。这中裂缝一般都是斜向的，且多发生在门 窗洞口上下。这种裂缝的特点是： （1）裂缝一般呈倾斜状，说明系因砌体内主拉应力过大而使墙体开裂； （2）裂缝较多出现在纵墙上，较少出现在横墙上，说明纵墙的抗弯刚度相 对较小； （3）在房屋空间刚度被削弱的部位，裂缝比较集中。
2.3.3 由于钢筋混凝土圈梁与砖墙伸缩量不同产生的裂缝 当材料随时间发生收缩变形和自然界温度发生变化时，由于钢筋混凝 土和墙砌体材料收缩系数和线膨胀系数的不同，会在房屋的墙体及 楼盖结构中引起因约束变形而产生的附加应力，当这种附加应力过 大时会在墙体上产生局部竖向裂缝。
汶川地震建筑震害调查分析
汶川地震建筑震害调查分析发言者：叶列平前面听了那么多精采的报告，下面我就这次汶川地震中的框架结构中的很多问题做一些探讨。
这个图片是一个小学，这个是有外廊的，有构造柱的，这种新的抗震规范设计的楼多了一个抗震的层次，性能就比较好。
所以对于未考虑设防的砌体结构，基本都是唐山地震的重复，按照89规范以后设计的，采取圈梁和构造柱措施的砌体结构，大多震害比较轻，很少发生脆性破坏而倒塌，因此砌体结构主要是如何落实抗震规范执行的问题，特别是落实圈梁和构造柱抗震措施，需要进一步研究的工作可能并不多。
主要是落实的问题，设计、施工、执行规范的力度问题。
框架结构的震害问题很多，前面有很多的介绍，最主要的问题是填充墙破坏严重，未实现强柱弱梁。
框架结构的震害大概有这么几个问题，一个是维护墙和填充墙的严重开裂和破坏，填充墙造成短柱剪切破坏，柱剪切破坏，梁柱节点破坏等等。
这是填充墙破坏的照片，不多说了，会造成一定的人员伤亡，造成恐惧的心理，修复工作量很大，费用很高，规范对可修没有明确定义，这是错层造成短柱剪切破坏的照片，其实只要预留缝就可以解决这样的问题，对于这样没有办法避免的短柱，可以采用连续箍筋约束混凝土的办法增强，这个是连续箍筋约束混凝土的柱子，这个是一根钢筋，施工其实也很方便，这是非常好的一个已经成熟的技术，但是在我们国家一直推广不开，不知道什么原因，钢的外套管的柱子的问题，概念很简单，这是箍筋约束混凝土，可以防止外面的保护层脱落，可以很容易的提供有效的约束，并且还可以作为模板用，这个钢的外套和钢板混凝土概念不一样，只是在柱身这一段里面有一个钢的外套管，这个延性很好，可以防止短柱的剪切破坏。
相关的研究还不是很多。
这是柱的各种各样的剪切破坏的情况，这个照片也是一个有代表性的，箍筋不少，但是都放在了底下，这个是偷工不减料，这是施工管理的问题。
强剪弱弯的问题，即使柱端先发生弯曲破坏形成塑性铰，巨大的轴压易使混凝土压溃，严重削弱柱端抗剪能力。
砌体结构工程事故的分析与处理方法
砌体结构工程事故的分析与处理方法摘要：我国很多建筑工程中，钢筋混混凝土结构与砌体结构是建筑工程中最主要的结构施工内容，尤其是砌体结构在很多建筑工程中应用广泛，主要是因为砌体结构具有：材料获取方便、制备成本低廉、防火性能好、施工简单便利等优点和特点。
虽然砌体结构拥有很多的优点与特点，比较适合建筑工程使用，但是在砌体质量、施工技术、质量控制等方面若是存在不合理的情况，很容易造成工程事故发生，本文针对砌体结构工程事故的分析与处理方法进行探析。
关键词：砌体结构；工程事故；因素分析；处理方法砌体结构已经在我国的各大小型建筑工程中逐渐扩大应用范围，并在很大程度上可以节省施工成本、提升结构性能，良好的应用效果让砌体结构发展前景越来越广阔，但是由于在砌体结构应用中，常常会发生一些工程事故，又影响到了其砌体结构的发展，因此，加强对砌体结构工程事故的分析非常重要，并结合现代科学施工技术与科学建筑理论的进步与经验，实施对砌体结构工程事故的处理方法研究，并提出有效的参考建议。
一、施工方面引起结构质量事故的主要因素1、施工材料质量不过关材料质量一旦存在问题，就会直接影响到建筑工程整体的结构质量，进而威胁到建筑工程的使用效果与使用安全性。
砌体结构施工也是一样如此，若是在材料选用、调配、拌制等方面存在不科学、不合理的情况，就会使得材料性能与施工设计中的结构性能要求不相符，进而，在施工后，就会发生结构质量问题，砌体结构的材料适量问题常常表现在结构裂缝、沉降、渗透等方面。
进而结构性能下降，工程故事也就很容易发生了。
目前，有很多建筑工程在材料选用方面因各种原因，如：资金不足、设计不合理或者相关检查工作不到位等，导致材料质量无保证，进而施工质量也不能得到基本保障。
2、施工方法不合理砌体结构工程事故因素，除了材料问题外，更重要的一点是施工方法的选用与设计。
很多建筑工程中，对施工方法的实际性应用是否适当欠缺考虑，甚至有很多施工人员认为自己的施工经验已经很丰富，对类似的施工一看就懂，所以无需再次查看施工图或者结合设计要求进行施工方案重新研究，只需要利用以往的施工方法即可，但事实上，很多施工内容，虽然有着很多相同的地方，但每一项建筑工程的具体内容多少还存在一定的差异，任何施工材料、结构标准以及结构形式的改变，都需要重新制定科学的施工方法。
论砌体结构地震中倒塌的原因剖析
论砌体结构地震中倒塌的原因剖析摘要：在地震作用下，建筑结构会出现损伤，导致建筑被破坏。
因此，建筑的设计过程中，应加强抗震设计。
建筑性能化设计主要研究建筑构造的延性，即地震作用力下建筑的不断裂性。
基于此，本文通过分析结构设计，阐述建筑的延性在抗震性设计中的作用，分析提高建筑抗震性能化设计的要点。
关键词：砌体结构；地震；倒塌的原因引言砌体结构具有取材方便、造价便宜、耐久性和耐火性好的特点，在农村房屋结构中大量存在。
由于砌体材料的脆性较大，使得砌体结构的抗震性能较差。
已有震害研究表明，６．０级及以上强烈地震对农村砌体结构具有很大的破坏性。
１９７５年海城地震、１９７６年唐山地震和２００８年的汶川地震中，农村砌体结构房屋的破坏非常严重［１－３］。
强烈地震通过地震波释放出能量，使地表产生剧烈运动和变形，具有随机突发、区域特性明显、破坏范围大和难以预测的特点。
中国地处世界两大地震带（环太平洋地震带和欧亚地震带）之间，地震活动频繁，大多数地区都爆发过强烈地震。
其中，很多地震重灾区发生在离震中较近的农村地区，因此，对农村房屋进行抗震评定是广大土木科技工作者首要解决的问题。
笔者认为，对结构进行抗震评定应考虑结构构件的重要性问题。
地震作用下，不同种类、不同部位的构件对结构整体的影响程度会有差异，如果某个构件的失效较容易导致整个结构的破坏，则该构件在结构中的作用也就相对重要，这便是构件的重要性问题。
一、建筑结构设计概述建筑结构设计是结构设计的重要组成，包括上部结构设计、基础设计2种。
前者涵盖了框架结构、砌体结构、砖混结构、剪力墙结构、筒中筒结构、框架-核心筒结构、轻钢结构、框架-剪力墙结构、钢结构等多种类型；后者需要依据工程地质勘察报告中涉及的上部结构类型、上部结构荷载效应，验算地基承载力、基础内力、配筋，确定基础底面积及必要的构造措施。
除此之外，在地质勘察报告分析过程中，设计人员还需要清晰判定地质资料中对场地的评价、基础选型的建议，在对场地初步了解的基础上，结合地质剖面图、各土层物理指标，对场地的土层分布、地质结构以及场地稳定性、均匀性进行进一步评价，为基础形式确定以及地基持力层沉降数据、基础不利地质情况分析提供依据。
12-孙雷——砌块墙体开裂过程数值模型及模拟分析
般认为砌块砌体的开裂多由砂浆开裂引起。取砌块砌
体的受拉、受压弹性模量相同，砌体一旦开裂即进入
塑性阶段，其受拉应力-应变全曲线如公式（3）、（4）
所示[9]:
当 0 时， / E
（3）
当 0 时，
/ ftm ( / t ) 2 / t -1 1.7 + / t
SUN Lei1, WANG Shaojie2, LIU Fusheng1*, CUI Zhaoyan1
(1. Water Conservancy and Civil Engineering College，Shandong Agricultural University，Tai’an 271018, China；
were selected as research subject, and the numerical simulation of the walls fracture process was carried out by adopting the simplified micro-modeling technique and the cohesive surface model, in which the bonding strength, damage and slip between the interactive interfaces were taken into account. Three iterative algorithm were discussed，and the main factors related with the shear strength and fracture patterns, namely compressive loads, aspect ratios and the mortar strength, were analyzed. In addition the numerical simulation results were compared against building damages in the Wenchuan earthquake. The results indicted that compressive loadings and aspect ratios change the cracking loads and fracture patterns significantly，and the mortar strength plays vital parts on the integral working performance. The simulation can accurately reflect the crack initiation, propagation until rupture through the whole wall，and the results are in good agreement with building damages in the Wenchuan earthquake. The method and conclusion can provide beneficial references for in-depth numerical simulation of masonry wall fracture process and structural reliability analysis. Keywords : cohesive surface model；nonlinear contact；fracture patterns；numerical simulation
某超高层混凝土结构火灾作用下的力学响应分析_英明鉴_李易_陆新征_叶列平_闫维明
摘
要：火灾是高层建筑安全的主要威胁之一。建筑物在火灾作用下的力学响应是整体结构的行为，其主要特点
是结构系统内受火区域子结构的刚度和承载力随火灾的发展而变化，进而引起结构体系内的内力重分布。目前， 针对高层结构构件的抗火性能已有相关研究开展，而对于高层混凝土结构的整体抗火性能方面的研究还并不多 见。该文采用考虑高温作用的纤维梁和分层壳模型，对某超高层建筑结构进行了整体结构的抗火分析。通过模拟 超高层结构不同部位在标准升温曲线作用下的整体结构响应，比较分析了火灾作用下超高层结构的抗火性能。最 后，采用 Pushdown 方法分析了火灾作用下结构的抗倒塌性能。 关键词：高层混凝土结构；抗火性能分析；有限元模型；纤维梁；分层壳 中图分类号：TU375 文献标志码：A doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2014.05.0435
Abstract:
Fire is oneຫໍສະໝຸດ of the main threats to the safety of high-rise structures. The mechanical response of a
building under fire is the behavior of the overall structure of which the main feature is that the structural stiffness and bearing capacity of heated sub-structures vary with the fire development and in turn lead to the redistribution of the internal forces within the structural system. Currently, the relevant researches about the fire resistance of structural members of high-rise structures have been performed, but the study of the overall fire resistance performance of high-rise concrete structures is rare. In this paper, the fiber beam model and the multi-layer shell model that allow for the effect of high temperature are used to analyze the overall fire resistance performance of a high-rise concrete structure. Through simulating the different parts of the overall structure under the standard fire scenario, a comparative analysis of the fire resistance of super tall structures is taken. Finally, Pushdown method is used to analyze the collapse-resistant capacity under fire. Key words: high-rise concrete structure; fire response analysis; finite element model; fiber beam; multi-layer shell
2011某八层混凝土框架结构火灾连续倒塌模拟_李易
第28卷增刊I V ol.28 Sup. I 工 程 力 学 2011年 6 月 June 2011ENGINEERING MECHANICS53———————————————收稿日期：2010-10-24；修改日期：2010-12-16基金项目：国家科技支撑计划项目(2006BAJ06B06，2006BAJ03A02-01)；“城市与工程安全减灾教育部重点实验室开放基金项目、北京市重点实验室开放基金项目”(EESR2010-03)；长江学者和创新团队发展计划项目(IRT00736)作者简介：*李 易(1981―)，男，湖北人，博士生，主要从事混凝土结构连续倒塌模拟与设计方法的研究(E-mail: yili07@)；陆新征(1978―)，男，安徽人，副教授，博士，所长，主要从事结构非线性计算和仿真研究(E-mail: luxz@)；任爱珠(1946―)，女，浙江人，教授，博士，主要从事计算机火灾模拟、城市防灾减灾方面的研究(E-mail: raz-dci@)； 叶列平(1960―)，男，江苏人，教授，博士，主要从事混凝土结构，地震工程研究(E-mail: ylp@)； 文章编号：1000-4750(2011)Sup.I-0053-07某八层混凝土框架结构火灾连续倒塌模拟*李 易1，陆新征1，任爱珠1，叶列平1，陈适才2(1. 清华大学土木工程系土木工程安全与耐久教育部重点试验室，北京 100084；2. 北京工业大学城市与工程安全减灾教育部重点实验室，北京 100124)摘 要：为了模拟火灾下结构倒塌破坏行为，需要开发能够反映结构火灾整体行为的高效数值模型。
该文基于纤维梁模型和分层壳模型开发了混凝土框架火灾倒塌分析程序，对程序中采用的材料高温力学模型进行了分析与检验，并通过对构件抗火性能试验的模拟验证了程序的计算精度。
最后，该文利用该倒塌分析程序对一个八层框架结构的火灾倒塌过程进行了模拟，分析了结构在火灾下的倒塌机理。
砌体结构火灾分析
南京建筑工程学院学报2001年Jou rnal of N an jing A rch itectu ral and第 3 期C ivil Engineering In stitu te Sum N o.58文章编号:10032711X(2001)0320055205砌体房屋灾损分析及修复加固方法叶燕华, 徐秀丽, 孙伟民(南京建筑工程学院土木系,江苏南京210009) 摘 要:砌体房屋在正常使用期,常常会遭受各种自然和人为的灾害作用,使结构发生不同程度的损伤和破坏,从而降低房屋的使用质量、功能和抗力,甚至造成房屋倒塌而丧失结构的承载能力。
文中基于砌体房屋受灾情况下的破坏机理及破坏现象,介绍灾损砌体房屋的修复加固方法。
关 键 词:砌体房屋;灾害作用;修复加固;灾损 中图分类号:TU36 文献标识码:A 砌体房屋在正常的使用生命周期内完成其预定功能的过程中,除了结构材料随时间的自然老化外,还会遭受来自外界的各种自然和人为的灾害作用。
如:地震、爆炸、火灾、风振、洪水、滑坡、地基沉陷,以及结构自身损伤积累导致突然失效的突变灾害。
这些灾害无论是发生的特性、时间、空间还是作用强度都具有较强的随机性和偶然性。
灾害荷载作用于砌体房屋,必然导致砌体结构内部产生不同程度的损伤、破坏,使房屋的抗力、刚度随时间衰减,降低了结构的安全性、适应性和耐久性,严重影响到房屋的使用质量、性能和功效,甚至使房屋完全丧失承载能力。
因此研究各种灾害的损伤破坏和修复加固的问题十分重要。
在此,基于砌体房屋受地震、火灾、爆作作用的损伤机理分析,提出砌体房屋修复加固的常用方法。
1 砌体房屋受灾损伤机理据统计,国内外无数次灾害中,砌体房屋的灾后损伤相当严重,这主要与砌体房屋的抗灾能力有关。
为使砌体房屋的灾后损伤控制在限定范围,有必要正确认识砌体结构在灾害环境下的破坏机理。
砌体是由块材和砂浆两种材料复合而成的,其房屋的抗灾性能远不如混凝土结构[1]。
框架结构抗连续倒塌设计与研究现状
框架结构抗连续倒塌设计与研究现状摘要：结构在因意外事故发生局部破坏后可能会造成连锁反应而导致大面积坍塌，形成连续倒塌破坏，造成大量人员伤亡与经济损失。
连续倒塌主要可分为两种形式，分别为竖向连续倒塌和水平连续倒塌，目前大部分连续倒塌相关实验与研究针对竖向连续倒塌问题，而实际事故中连续倒塌还可能在水平向传播造成破坏的加剧。
关键词：钢筋混凝土框架结构；水平连续倒塌；数值模拟引言：所有类型的公共和私人建筑都有可能遭受极端事件的影响，如台风、地震、海啸、爆炸、车辆撞击、火灾、甚至恐怖主义袭击。
此类事件通常会对建筑结构造成局部破坏，从而导致大部分或整体结构逐步坍塌，这就是连续倒塌[1]。
连续倒塌可理解为由局部破坏引发后续一系列破坏的过程，建筑的连续倒塌往往伴随着严重的经济损失和生命危险。
连续倒塌的原理[2]如图1-1所示，由于意外情况导致结构的某处局部构件破坏并失效，剩余结构中的部分结构会充当替代传力路径，在内力重分布的过程中结构会发生较大变形，而之后的连续倒塌可分为以下两种形式：1)竖向连续倒塌：当破坏构件周围的竖向构件抗侧刚度和承载力较高，且水平向构件的承载力和变形能力不足时，倒塌仅在竖向传播。
2)水平连续倒塌：当破坏构件周围的竖向构件抗侧刚度和承载力不足时，倒塌不仅会在竖向传播，还会沿水平方向传播。
图1-1 框架结构的连续倒塌从图1-1中可以看出，水平连续倒塌比竖向连续倒塌造成的整体结构破坏范围明显更大，严重威胁建筑的安全。
在倒塌过程中，水平连续倒塌通常伴随着竖向连续倒塌，但目前连续倒塌的科研和工程实践大部分都只是关于竖向连续倒塌，关于水平连续倒塌方面的相关研究较少，然而由于实际条件有限，无法进行整体结构水平连续倒塌的试验研究。
因此可以首先使用Marc有限元软件模拟分析前辈完成的连续倒塌试件，对比模拟结果与试验测得的实际结果，确保有限元模拟结果的准确性后再开展关于某六跨七层整体钢筋混凝土框架结构的数值模拟分析，该整体结构平面图为中心对称正方形，故初始破坏柱只需取正方形内八分之一对称区域内的十根柱，取一层、四层、七层三个楼层内的所有工况进行模拟，提取典型工况进行详细分析，并整理分析每个楼层所有工况下的倒塌情况。
某建筑工程坍塌事故的案列分析
⼀、事故简介2002年7⽉25⽇，位于杭州西湖区的某⼤学新校区的剧院⼯程，在施⼯中发⽣模板坍塌事故，造成4⼈死亡，20⼈受伤。
⼆、事故发⽣经过某⼤学新校区⼀标段⼯程建筑⾯积39000m2，由A区(综合楼)、B区(学⽣活动中⼼)和连廊组成。
施⼯单位为浙江省某建设集团公司，监理单位为浙江某监理公司。
B区由B1、B2、B3组成，B3区为⼀幢剧院建筑，框架结构，平⾯为东西长70m，南北长47.5m，呈椭圆形，屋⾯系双曲椭圆形钢筋混凝⼟梁板结构，板厚110mm，屋⾯标⾼处为27.9m，最低处为22.8m。
由于⽀模板的⽊⼯班组不具备搭设钢管扣件⽀架的专业知识，在搭设过程中⽴杆间距过⼤、步距不⼀、剪⼑撑数量极少等不符合国家安全规范和施⼯⽅案要求，浇筑混凝⼟前模板⽀架⼜未经检查验收，且租⽤的钢管及扣件质量不符合要求。
从7⽉24⽇开始浇筑B3区屋⾯混凝⼟，到7⽉25⽇凌晨发⽣坍塌事故，作业的24⼈坠落，其中4⼈死亡，20⼈受伤。
三、事故原因分析1．技术⽅⾯屋⾯模板施⼯前虽然施⼯单位编制了简单的⽀模施⼯⽅案，但施⼯班组未按要求搭设，项⽬经理也没有认真按⽅案进⾏检查，明知搭设不符合⽅案要求，却同意浇筑混凝⼟。
对于⾼度27m的满堂脚⼿架，不仅要求计算⽴杆的间距使荷载均布，还应控制⽴杆的步距，以减⼩⽴杆的长细⽐，另外，还应特别注意竖向及⽔平剪⼑撑的设置，以确保⽀架的整体稳定性，⽽此模板⽀架不仅间距、步距、剪⼑撑等搭设存在严重问题，且钢管、扣件材料质量不合格，施⼯单位也未经检验就使⽤。
以上情况说明，施⼯单位项⽬负责⼈严重不负责任，施⼯管理混乱，不经检查确认合格便盲⽬使⽤，以致造成重⼤伤亡事故。
2．管理⽅⾯建设单位及监理失职。
该屋⾯模板⽅案由施⼯单位报监理审批，⾃5⽉份开始搭设，到7⽉24⽇浇筑混凝⼟⽌，始终未获监理审批。
但⾃开始浇筑混凝⼟直到发⽣事故时，监理⼈员始终在施⼯现场，既没提出模板⽀架不合格需进⾏整改，也未对模板⽀架⽅案尚未经监理审批就浇筑混凝⼟进⾏制⽌，且对现场租⽤钢管、扣件材质不合格也未进⾏检查，建设单位及监理公司未尽管理及监督责任。
某砌体结构房屋倒塌原因分析
某砌体结构房屋倒塌原因分析陈可君;周红兵;赵广辉;史春乐【摘要】以某砌体结构房屋倒塌事故为案例,通过全面调查房屋的建造、使用等情况,辅以必要的检测和结构计算,分析了房屋倒塌原因,并为房屋安全管理工作提出针对性建议.【期刊名称】《工程质量》【年(卷),期】2018(036)001【总页数】4页(P87-90)【关键词】房屋倒塌;砌体结构;结构拆改【作者】陈可君;周红兵;赵广辉;史春乐【作者单位】昆山市建设工程质量检测中心,江苏昆山 215337;昆山市建设工程质量检测中心,江苏昆山 215337;昆山市建设工程质量检测中心,江苏昆山 215337;昆山市房屋安全鉴定管理站,江苏昆山 215337【正文语种】中文【中图分类】TU746.10 引言近年来，我国房屋倒塌事故时有发生，造成了人民群众生命财产的重大损失以及不良的社会影响，成为社会舆论的关注点。
房屋安全形势不容乐观，房屋安全管理也逐渐成为各级政府部门的工作重点，越来越受到重视。
在事故发生后，及时对房屋倒塌原因进行分析，是追究事故责任的前提，也为后续房屋安全管理工作的开展提供了科学依据，在充分汲取经验教训的基础上制定和落实科学合理的政策，避免同类事故再次发生。
本文以近期发生的一起倒塌事故为例，分析房屋倒塌的原因，供同行参考。
1 倒塌房屋概况该房屋位于长三角地区某市人民路，建于 1978年，建筑面积为 840 m2。
该房屋共四层，底层层高为 3.3 m，二、三、四层层高为 3.0 m。
该房屋为砌体结构，横墙承重，墙体采用烧结粘土多孔砖、水泥混合砂浆砌筑，楼、屋面采用预制空心板，楼、屋面处设置钢筋混凝土圈梁，墙体未设置构造柱。
该房屋西侧为城市道路，东、北和南侧均有违章搭建轻钢建筑相连。
2017年4月27日晚，该房屋突然发生倒塌事故，幸未造成人员伤亡。
该房屋一至四层连同相邻搭建建筑物整体坍塌，房屋主体仅剩底层东外墙及部分北纵墙残留。
该房屋倒塌前及倒塌后房屋外观如图1、图2所示，原始建筑平面示意图如图3所示。
某多层砖混住宅倒塌原因浅析及教训
＝２．７ｋｎ
增刊
夏仁宝，等：某多层砖混住宅倒塌原因浅析及教训
１９９
ｍ忻Ｗ叫
——细石混滚凝土找平 ——预应力多孔板
——板底抹灰
，＿ｆ弋／１弋 巾、／１＿＼门
‘／／Ｖ丘／ ／／／／／／／／，
灰砂用手轻轻一搓即粉化，几乎感觉不到什么强度； １．４该楼房曾因西南角（已倒塌）外墙开裂，混凝 土构造柱钢筋外露、变形，于２０１３年１２月申请危房 鉴定，检测发现砖、砌筑砂浆、圈梁构造柱混凝土强 度均未达到设计要求，鉴定结果为ｃ级，即部分承 重结构承载力不能满足正常使用要求，局部出现险 情，构成局部危房； １．５坍塌沿西起第二个单元的楼梯间发生，坍塌交 界面象刀切一样整齐，北面楼梯间转角构造柱除与 屋顶和二层楼面标高处有圈梁连接外，其余各层均
查《砌体结构设计规范》（ＧＢＪ３－８８）旧１表２．２．２－１ 可得，当砖强度为ＭＵｌ０，砂浆强度为Ｍ１时，砖砌体 强度为１．２６ｍｐａ，也就是说，只有当砌筑砂浆强度≥
Ｍ１时，砖砌体才是安全的。但从现场调查的情况 来看，墙体“粉碎性”破坏、砖缝砌筑砂浆“可用树枝 轻松剔出”、“用手轻轻一搓即粉化”等现象判断，砂 浆强度几乎为零，绝对达不到ＭＩ的强度。另据抽 样检测结果，砌筑砂浆强度仅为０．２ＭＰＡ（原设计为 Ｍ５），据此可以认定，砌筑砂浆强度不足是造成该楼 局部倒塌的原因之一。 ２．２基础砖砌体长期浸泡在水中，强度大幅降低。 综合鉴定报告、小区居民反映及现场开挖情况，自 行车库底板下应是架空层，砖基础未粉刷且长期浸 泡水中。据文献资料¨ｏ，通过对ＭＵｌ０普通烧结砖 砌体３０天受水浸泡后的性能实验得出（该文献考 虑房屋从遭受洪水到浸水时间一般不会很久，所以 将红砖在水中浸泡一个月进行研究）：
事故分析 砖砌体结构工程事故
计算原则方面
责任心方面
二、施工原因
案例分析：
1.事故概况
2.事故定性
3.事故分析
4.事故处理
一、组织教学（5分钟）
整顿课堂秩序，课堂问候语，自我介绍，进入教学。
二、教学回顾（10分钟，双向交流法）
砌体结构的分类以及特点
3、新课内容（60分钟，演示法、讲授法、双向交流法）
1、设计原因
设计方面主要原因有：结构设计方案、计算简图、计算设计、施工图纸等。
（2）不进行方案优化,尤其不考虑大空间房屋承载力降低的因素。
一些礼堂、食堂、车间等,层高大、横墙少,导致房屋整体刚度小,且大梁下局部压力大,很容易引起质量事故。
2、施工原因
施工方面的主要原因有：施工人员素质低、违反施工程序、违反施工技术操作规程、砖材砂浆质量差。
施工人员素质低----偷工减料，以次充好，违反法规；
能力教学目标：能具备基本的施工人员素质与事故忧患意识，独立分析砖砌体相关事故；
教学重点
砌体结构的分类以及特点
教学难点
事故分析
教学回顾
砌体结构的分类以及特点
教具
多媒体
作业
P52-3
板书设计示意框图
教学回顾：
砌体结构的分类以及特点
第三章砖砌体结构工程事故
第一节砖砌体结构质量事故原因分析
一、设计原因
总体设计方面
3案例分析事故概况事故性事故分析事故处理40007h0图孟19某剧场眺自覗凝土第构和離工缺陷示意平面ff小结5分钟通过本节课的内容我们学习到砖砌体结构质量事故的一些基本的理论与知识并且就课本上几个事故进行了详细分析事故的分析是为了能对症下药的处理同时总结相关经验能更好的预防事故
砌体结构的事故分析及处理
砌体结构事故分类及处理砌体结构材料的来源广泛、施工方便以及造价低廉而广泛适用于现代结构简单的建筑如住宅、办公楼、学校等。
但是近年来，越来越多的建筑由于施工单位的疏忽以及黑心的操作，令结构的安全性受到了严重的考验，因此我们不得不更加关注砌体结构的事故分析及处理上。
砌体结构又称为砖混结构，是由块体和砂浆砌筑而成的墙或者柱作为建筑主要受力构件的结构，其中包括砖砌体、砌块砌体、石砌体和墙板砌体，一般情况下，砌体占整个建筑物自重的约1/2，用工量和造价约各占1/3,是建筑工程的重要材料。
它包括了砖结构、石结构和其他材料的砌块结构。
按照有无配筋分为无筋砌体结构和配筋砌体结构。
这种结构拥有较好的化学性质和稳定性，在保温隔热性能上有着一定的优势。
相对于钢筋混凝土结构，更加节约水泥和钢筋的用量，并且不需要支模板，节约了钢材，这都是优于钢筋混凝土结构的特点。
但是砌体结构也有着自身不可避免的缺陷：自重大、体积大，砌筑工作繁重，砖石砌块和砂浆粘结力弱导致无筋混泥土抗拉能力弱等。
目前，砌体结构所用的砌体大概有烧结砖（1：烧结普通砖；2：烧结多孔砖）、蒸压硅酸盐砖（1：蒸压灰砂砖；2：蒸压粉煤灰砖）、单排孔混凝土小型空心砌块、石材（1：重质岩石；2：轻质岩石）等等。
而所用的砂浆分为水泥砂浆、混合砂浆、砌筑专用砂浆、非水泥砂浆等。
砌体结构广泛应用于6层以下住宅，办公楼等民用建筑，在工业厂房中，也多用于中小型和多层轻工业厂房，以及影剧院、食堂、仓库等建筑的承重结构。
砌体结构的优点主要是1：容易就地取材，砖主要用粘土烧制，石材原来为天然石，砌块则采用的是工业废料----矿渣制作，来源方便价格低廉。
2：砖、石或砌块砌体具有良好的耐火性和较好的耐久性。
3：砌体砌筑时不需要模板和特殊的施工设备，可以节省木材。
新砌筑的砌体上即可承受一定荷载，因而可以连续施工。
在寒冷地区，冬季可用冻结法砌筑，不需特殊的保温措施4：砖墙和砌块墙体能够隔热和保温，节能效果明显。
砌体结构工程事故的分析与处理方法【最新版】
砌体结构工程事故的分析与处理方法【摘要】砌体结构在一些中小城市应用较为广泛，然而近年来砌体结构发生工程事故的频率比较高，应引起高度重视。
【关键词】砌体;强度;砌筑;质量砌体结构是由砖、石材、砌块等块材通过砂浆砌筑而成的结构。
由于造价低廉，易于就地取材，有良好的耐火性、较好的化学及大气稳定性，并有较好的保温隔热性能，施工可以不需用大型机械设备，施工操作简便等特点;目前，在全国各地的中、小城市仍有广泛的应用。
然而，近年来由于种种原因，砌筑结构发生的质量事故比较频繁，工程技术及管理人员必须认真分析总结。
1. 设计方面引起结构质量事故的主要因素(1)不精心设计，图纸内容粗糙、不准确。
有许多工程甚至是套用旧图纸，使用时也未经校核;有时参照别的图纸，但荷载增加了，而未作计算。
有的虽然作了计算，但因少算或者漏算荷载，使得砌体承载力不足，如再遇上施工质量不佳，常常引起房屋倒塌。
如某小学教学楼，二层砖混结构，工程接近完工时，突然倒塌，造成多人伤亡。
事后查明，该工程只是参考一般混合结构布置，草草画了几张平面、立面、剖面草图就进行施工，而且使用低质小窑砖，经事后测定砖的强度不足，等级为MU5，砂浆只有M0.4，结构承载力严重不足，房屋倒塌已成定局。
(2)不进行方案优化，尤其不考虑空旷房屋承载力降低因素。
一些礼堂、食堂、车间，层高大、横墙少，导致房屋的空间刚度很差、大梁下局部压力大，很容易引起质量事故。
一般情况下大梁支承于砖墙上，可按简支梁进行内力分析。
构造上做成能实现铰接(梁端可有微小转动)的条件，比较好的做法是梁垫预制，而不是与梁整体现浇。
再就是遇到空旷房屋，可按框架结构计算内力来复核墙体承载力，若墙体不足以承载由此而引起的约束弯矩，建议采用钢筋混凝土框架结构，或者将窗间墙改为加垛的T形截面。
有的设计人员注意了墙体总的承载力计算，但忽略了墙体高厚比和局部承压计算。
高厚比不足会引起失稳破坏，而局压不足、又未设梁垫，或梁垫尺寸过小，则会引起局部砌体压碎，进而造成整个墙体倒塌。
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THE SIMULATION AND ANALYSIS OF THE COLLAPSE OF A FRAME-SUPPORTED MASONRY STRUCTURE UNDER FIRE
LI Yi1 , LU Xin-zheng2 , YING Ming-jian2 , YE Lie-ping2 , YAN Wei-ming1
倒塌，并最终导致整体结构的灾难性破坏[1]。国际 上自 20 世纪 80 年代就已经开展了整体结构在火灾 下响应的研究，爱丁堡大学历时十几年先后进行了
工
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七次足尺火灾试验[2
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，揭示了火灾下结构响应的
柱配筋如表 1 所示，各构件的编号如图 2 所示。楼 板未与框架整体现浇。
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复杂变化规律以及结构构件高温变形的机制，并得 出基于构件的抗火试验不能完全反映结构真实的 火灾行为的结论。该结论有力地论证了整体结构抗 火分析的重要性。 整体结构足尺火灾试验是研究结构火灾响应 的一个非常直观而且有效的方法，但因投入巨大， 且试验、 数据量测都比较困难， 故而难以大量开展。 随着计算机能力和计算力学的不断发展，数值模拟 成为研究整体结构火灾响应的有效途径。目前对钢 结构以及以钢结构为主体的组合结构火灾下的数 值模拟研究已经比较成熟[4
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图 2 底层框架梁柱构件编号 Fig.2 The name of beams and columns on the bottom story
1.2
上部砌体结构 上部砌体结构采用混凝土砌块，墙厚 190mm，
其中 2 层~3 层采用混凝土实心砌块； 4 层~8 层采用
摘
要：火灾下建筑结构的倒塌是整体结构系统的力学行为。由于整体结构火灾试验难度较大，数值模拟是研究
整体结构火灾行为的重要手段。该文采用考虑高温作用的纤维梁和分层壳模型以及生死单元技术，对一实际框支 砌体结构的火灾倒塌事故进行了分析，模拟了整体结构在火灾作用下的倒塌过程，指出了引起结构火灾倒塌的关 键原因，并根据数值分析结果对火灾下抗连续倒塌设计提出了改进建议。 关键词：火灾倒塌；框支砌体结构；数值模拟；纤维梁；事故分析； 中图分类号：TU318; TU375.4 文献标志码：A doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2013.04.0294
Fig.3 图 3 火灾温度分布和倒塌区域 The temperature distribution of the fire and the final collapsed region
代过程中，THUFIBER-T 接收 MSC.MARC 平台传 递的单元截面变形增量 ( 包括轴向和转动变形 ) 。 THUFIBER-T 通过平截面假定计算每个纤维的轴 向应变，然后迭代计算截面上所有纤维的应力增量 和切线刚度，然后集成获得截面的内力增量和刚度 并返回给 MSC.MARC 平台，MSC.MARC 平台进 行单元和整体结构的组装和计算 [11] 。分层壳单元 采用 MSC.MARC 中的壳单元和分层材料相结合来 实现，其中热膨胀应变和高温本构关系采用 MSC.MARC 中的模型，瞬态热应变和热徐变通过 二次开发将加入到总应变中[11]。通过和各类典型构 件抗火性能试验结果的对比分析表明[11]，上述模型 能够较为准确的模拟钢筋混凝土构件在高温下的 力学行为，同时具有较高的计算效率，满足整体结 构火灾倒塌模拟的需要。 2.2 非受火区域构件的数值模型 非受火区域的梁柱构件采用普通纤维梁单元 模拟，填充墙采用普通分层壳单元模拟。已有研究 表明这些模型在动力倒塌分析中具有较高的精度 和效率[13]。
，例如 Sun 等[6]对钢
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结构火灾倒塌的模拟。而对于钢筋混凝土结构，由 于其构件截面的温度场分布极不均匀且随着时间 不断变化，且高温下混凝土的本构模型相对复杂， 从而导致其结构火灾反应分析相对困难。 Foster 等[7] 采用数值方法研究了钢筋混凝土局部受火子结构 的力学行为。Mostafaei[8
(1. Key Laboratory of Urban Security and Disaster Engineering of Ministry of Education, College of Architecture and Civil Engineering, Beijing University of Technology, Beijing 100124, China; 2. Key Laboratory of Civil Engineering Safety and Durability of China Education Ministry, Department of Civil Engineering, Tsinghua University, Beijing. 100084, China)
Abstract:
The fire-induced collapse of building structures is the mechanical behavior of entire structural
systems. Due to the difficulty in the fire test for overall structural systems, numerical simulation is an important method to study the global behaviors of structures under fire. The fiber beam model, multi-layer shell model and elemental deactivation technology that allows for the effect of high temperature are used to simulate a real fire-induced collapse accident of a frame-supported masonry building. The primary reason of the collapse is pointed out. Design recommendations to improve of the progressive collapse resistance of building structures are also proposed based on the numerical results. Key words: fire-induced collapse; frame-supported masonry structure; numerical simulation; fiber beam; failure analysis 自“9・11”事件以来，火灾下建筑结构的连续 倒塌问题引起了人们的广泛关注。美国纽约世贸中 心双塔的倒塌表明：火灾可以引起建筑结构的初始
第 31 卷第 2 期 2014 年 2 月
Vol.31 No.2 Feb. 2014
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ENGINEERING MECHANICS
文章编号：1000-4750(2014)02-0066-07
某框支砌体结构火灾倒塌事故的模拟与分析
李 易 1，陆新征 2，英明鉴 2，叶列平 2，闫维明 1
2. 清华大学土木工程系土木工程安全与耐久教育部重点实验室，北京 100084) (1. 北京工业大学建筑工程学院城市与工程安全减灾教育部重点实验室，北京 100124；
均匀温度场可通过细分单元进行考虑。
(a) 纤维梁单元
(b) 分层壳单元 Fig.4 图 4 纤维梁和分层壳单元 The fiber beam element and multi-layer shell element
对底层框架的受火分析采用了清华大学土木 系 开 发 的 基 于 MSC.MARC 的 火 灾 纤 维 梁 程 序 THUFIBER-T。在火灾受力分析中，THUFIBER-T 可以根据温度场分析结果赋予纤维不同的温度变 化曲线来模拟截面上的不均匀温度场分布。每次迭
1 工程和火灾概括
该结构为一 8 层 RC 底框砌体结构，结构总高 25.8m， 其中底层 RC 框架结构层高 4.8m， 2 层~8 层 砌体结构层高 3m。底层结构用途为仓库，存放有 大量聚乙烯薄膜、尼龙绳等易燃品，上部结构用途 为民用住宅。在一次大型火灾中该结构出现了大范 围的整体结构火灾倒塌。 1.1 底层结构 底层 RC 框架结构的布置和构件尺寸如图 1 所 示，其中未标注的柱尺寸均为 500mm×500mm，未 标注的梁尺寸均为 400mm×1300mm。梁柱均采用 C30 混凝土，钢筋采用热轧带肋钢筋。底层框架梁
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Fig.1
图 1 底层结构布置图 /mm The layout of the bottom story of the structure