建筑结构丨无梁楼盖事故频发，我们该怎么办？

▲2017年11月05日，河北沧州某地产项目二期车库（已正常使用三年半时间），顶板局部坍塌。 事故主要原因：车库顶板施工堆土5米，远超原设计覆土厚度0.9米；
▲2017年08月19日，北京石景山区西黄村A-E地块地下车库项目现场施工人员在使用铲车进行地库顶板覆土施工时，该地库地下一层东北侧顶板发生局部垮塌。 事故主要原因：1）下一层顶板部分板柱节点处冲切承载力不满足设计规范要求；2）管理缺陷；
▲2016年12月05日，河源某小区二期四区工地地下车库底板发生局部坍塌事故。事故主要原因：1）土堆积太多，加上载重车辆的碾压，严重超载；2）工地抢工期，提前拆掉模板，混凝土强度未达到设计要求；
▲2014年，佛山某工地挖掘机在中心花园局部区域施工作业过程中，地下室发生倒塌事故。 事故主要原因：地下室顶板覆土高度严重超出设计范围，设计人员对反柱帽的安全性能估计不足；
▲2014年11月17日，山东济南长清区名流华第在建楼盘车库顶板局部坍塌。 事故主要原因：1）现场实际最大堆土7m，严重超出设计覆土1.2m；2）监理单位监管疏忽；
根据上述事件，地下室无梁楼盖事故频发的主要原因可概括为三条：1）顶板超载，甚至是严重超载；2）管理混乱；3）无梁楼盖抗冲切承载力不足。
既然地下室无梁楼盖事故频发，为何这种楼盖体系在实际工程中会得到普遍应用呢？
市场启示录
对柱网规则、面积较大的地下室顶板，车库顶板，大量工程经验显示：无梁楼盖的综合经济效益优于有梁楼盖体系。无梁楼盖的材料费用及模板费用少于有梁楼盖；无梁楼盖层高小于有梁楼盖，与此同时，竖向构件的材料费用及模板费用会降低；无梁楼盖的层高优势可以在结构抗浮、土方开挖、基坑支护、止水、外墙防水用材、肥槽回填等方面带来经济性优势。另外，无梁楼盖本身作为一套理论、设计、施工均成熟稳定的结构体系，大量已建工程项目，均可验证当前规范、图集及经验的安全性和可靠性。我们无法否定无梁楼盖体系。
无梁楼盖频频出事，但又“魅力无穷”，我们又该如何看待呢？
行业启示录 每次无梁楼盖出现事故，结构设计师就会跳出来，反思这套结构体系是否有问题？反思我们的设计是否有缺陷？各种感慨和自省漫天飞扬。据说，个别设计院甚至停止或拒绝地下室顶板、车库顶板采用无梁楼盖。
我们该怎么办呢？
首先，我们要承认，结构工程师的能力是有限的。 我们只能保证，结构在规定荷载作用下是安全的，如果超过甚至远超设计荷载，我们没有能力（甚至也没义务）保证结构的安全性。 试想，顶板设计覆土厚度0.9m，实际堆土2.5m甚至5.0m，我们拿什么去承担这么大的超载。即使采用有梁楼盖，如此大的超载，谁敢保证平安无事？
其次，一名好的工程师，在选择楼盖方案的时候，不是只考虑结构本身，而是需要综合考虑项目经济性。我们可以考虑如何提高无梁楼盖的安全性，但不能任性拒绝采用这种楼盖体系。当然，有理有据地综合分析之后，无梁楼盖也可能不是最佳方案。
再次，长远来看，结构设计会趋于精细化。无梁楼盖受力清晰、直接，可以准确分析，这是它的优点。与此同时，这种楼盖体系冗余度低，但我们应该向外部环境提出精细化要求，比如对施工堆载的要求、对施工运输的要求（应该提醒业主）。这类似于我们目前面临的装配式，都是对精细化提出了较高要求。
时代在进步，我们这个行业也需要进步，而精细化可能就是进步的主旋律。 结构设计方法从“大老K”到半概率法，从单一的设防标准到性能化设计，从“计算长度法”到直接分析法，其实都是在追寻精细化的脚步。
当精细化的脚步迈入“深水区”的时候，需要改革的就不仅仅是结构设计（建筑设计），而是整个产业链。 BIM技术以及装配式技术的推进就是最好的例子。 当大家都在谈未来和梦想的时候，却不逞想，在产业精细化的路上，我们首先被无梁楼盖绊住了脚。
无梁楼盖体系的低冗余度，犹如我们这个行业的“放大镜”，将业主、施工单位、监理单位、设计单位的失误“真实呈现”。 夸张点说，这不是无梁楼盖的错，而是错在这个行业中，不少人习惯了“蒙眼走路”。
这些年发生的触目惊心的坍塌事故，恰似当头一棒，警告大家都醒醒。 即如此，让我们一起看看，已经发生的事故，能给我们未来的工作带来何种启示？
施工单位启示录
仔细阅读设计图纸对荷载的规定，避免局部大量超载；严格遵守图纸中的交通流线，运输车不可随意停放；慎用大卡车运土，尽量采用小车多次运输；顶板覆土回填，建议采用倒序回填，避免运土车碾压已经覆土的区域；施工过程中，实际荷载远超设计荷载的局部区域，应在楼盖下方增设临时支撑，或与设计单位复核。施工中，混凝土强度未达到规定值时，不可提前拆模。
设计单位启示录
在图纸中明确荷载限值。 充分考虑景观覆土（注意标高变化）、种植、构筑物的荷载； 对大型货车、消防车可能出现的位置，不可遗漏荷载，并与建筑专业确认可能的行走路线； 做好施工交底，做好对施工工况的复核，比如荷载不利布置，对局部超载较大的位置，建议做临时支撑； 加强对无梁楼盖承载力的复核，尤其注意冲切承载力验算，并预留适当的富裕度； 复核不平衡弯矩对节点的影响； 施工交底，以及对施工工况的复核，很重要，但又极易被设计人员忽视。 如果施工单位不按规矩操作，即使我们将恒、活分项系数调整为1.3、1.5，“道高一尺魔高一丈”，施工单位将超载系数也提高，我们期望的安全度还有保障吗？

业主单位启示录
合理的建设周期 对高周转的过度追求，容易导致管理失控。地下室顶板超量堆载，大车运土，不设临时支撑，提前拆模，施工单位的”铤而走险“，可能不是因为他们不懂，而是因为抢工期。
网上曾有人感慨，”我们的建设速度太快，一个项目从定下时间节点的那一天起，大家就开始玩传炸弹的游戏，施工方作为最后一个，能把炸弹扔进水池就OK，要是一紧张把炸弹掉在了地上，大家一起完蛋。”
设计周期太短，同样容易出问题 以前做XX项目，各专业正式提资之后，只留三四天时间给结构专业完成施工图，大家一起加班熬夜干，精疲力尽的时候，就只想着赶紧把图出掉，根本没时间、没心力去校对、校审。对疲劳应战多日的工程师们，拿什么去奢谈责任心？
合理优化，非“最省”优化 控制成本是市场行为，本无可厚非。为了提高无梁楼盖的安全度，某些位置需要局部加强。但有些优化公司，希望卡着规范，将各校标准都做到最低，本来就不多的安全富裕度，被彻底偷走。施工以及后续正常使用，稍稍越界，就容易发生事故。 业主需要明白，结构优化的目标，是结构做得更合理，而非“最省”。如果导向是“最省”，优化公司对设计图中，考虑不周、配筋不足之处，通常会视而不见、闭口不谈，只在配筋偏大的地方斤斤计较，这也是酿成灾难的原因之一。
无梁楼盖设计启示录 冲切承载力 冲切破坏是脆性破坏，这是由结构破坏机理所限，为应对这种破坏形式，除了提高承载力富裕度，我们别无他法。所以，适当提高承载力富裕度是一个关键。如果柱帽高度受限，在柱帽中配置箍筋或弯起钢筋，是一个不错的办法。
除了验算柱对柱帽的冲切破坏，柱帽对楼板的冲切同样重要，不可遗漏。
不平衡弯矩 不平衡弯矩的存在，会降低楼盖的冲切承载力富裕度。正常设计时，我们一般仅考虑荷载均匀布置，未充分考虑局部堆土、汽车运输、消防车荷载等不均匀荷载，在这种情况下，设计其实会偏于不安全。如有可能，设计阶段，可以对荷载不利布置进行复核。
防连续倒塌 抗连续倒塌能力弱，是无梁楼盖体系的天然缺陷。为应对此问题，设置暗梁几乎是唯一的改善方法。广东省住房和城乡建设厅在“11.12”事故专项排查整改通知中也提到了这一条。
设置暗梁，除了可以提高冲切承载力，加强结构整体性，在某种程度上，可以将脆性的受剪破坏转化为具有延性的受弯破坏。
防脱落验算 一些关键的板柱节点，不妨参照《抗规》6.6.4条防脱落设计的思路，对节点下部的钢筋进行防脱落验算。
后记： 正常设计的无梁楼盖，存在一定的结构安全度（应该不小于2.0）。这种体系具备一定的容错度，无梁楼盖事故频发，很少是单方因素引起，而是多种因素推波助澜。比如业主与优化单位“过度优化”，施工质量出现问题，施工运输没有遵守既定规则，堆载严重超载，没有增加支撑等等。
一个安全度2.0的结构体系，在实际操作中，还能出现事故，这反映的其实是一个行业精细度的问题。建筑行业的精细化，可能注定无法企及制造业，但我们是否可以往前推进一步呢？
其实并不难，只要大家都守规矩，建筑业的精细度就会提升一大步。
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