砌体结构结构事故分析-yg.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,砌体结构,事故分析,第一节 概 述,由于砌体结构材料来源广泛、施工可以不用大型机械，手工操作比例大，相对造价低廉，因而得到广泛应用。许多住宅、办公楼、学校、医院等单层或多层建筑大多采用砖、石或砌块墙体和钢筋混凝土楼盖组成的混合结构体系。近年来发生砌体结构事故比重较大。,引起事故的原因是多方面的，现综述如下。,一、设计方面主要原因,(1)设计马虎，不够细心,。套用图纸，未经校核和计算。有的虽然作了计算，但因少算或漏算荷载，使实际设计的砌体承载力不足，如再遇上施工质量不佳，常常引起房屋倒塌。,(2)整体方案欠佳,。未注意空旷房屋承载力的降低因素。如会,1,议室、礼堂等，层高大，横墙少，大梁下局部压力大，若采用砌体结构应慎重设计、精心施工。,(3)未注意墙体高厚比和承压的计算,。高厚比不足会引起事故，这是因为高厚比过大的墙体过于单薄，容易引起失稳破坏。大梁下的砖柱、窗间墙的局部承压强度不足，如不设计梁垫、或设置梁垫尺寸过小，则会引起局部砌体被压碎，进而造成整个墙体的倒塌。,(4)未注意构造要求,。重计算、轻构造是没有经验的工程师的一些不良倾向。在构造措施中，圈梁的布置、构造柱的设置可提高砌体结构的整体安全性。在意外事故发生时可避免或减轻人员伤亡及财产损失，千万要注意。,二、施工主要原因,(1)砌筑质量差,。砌体结构为手工操作，其强度高低与砌筑质量有密切关系。如砌体接槎不正确、砂浆不饱满、上下通缝过长，砖柱采用包心砌法等引起的事故频率很高。,2,(2)在墙体上任意开洞,。拆了脚手架，脚手眼未及时填好或填补不实，过多地削弱了断面。,(3)墙体处于长悬臂状,。有的墙体形成比较高，横墙间距又大，在其未封顶时，未形成整体结构，处于长悬臂状态。施工中如不注意临时支撑，则遇上大风等不利因素将造成失稳破坏。,(4)对材料质量把关不严,。对砖的强度等级未经严格检查，砂浆配合比不准、含有杂质过多，因而造成砂浆强度不足，从而导致砌体承载力下降，严重的会引起倒塌。,下面举一些例子来具体说明事故发生的原因。,第二节 砌体强度不足引起的事故,1、砖柱承载力不足引起的倒塌事故,事故简况,3,某小学校的教学楼，二层砖混结构，工程已接近完工，正在进行室内抹灰粉刷，于1987年5月下旬突然发生倒塌，造成多人伤亡。,工程概况,：,该建筑的平面、立面、剖面及主要尺寸如图21所示。教学楼为二层砖混结构，建筑面积294m,2,。,基础为水泥砂浆砌筑的毛石基础，墙体厚180mm。,屋面为混凝土预制屋面板，二毡三油防水，楼面为预制空心板，水泥地面。大教室中间进深梁为现浇钢筋混凝土梁，外墙面用水刷石，内墙面为普通抹灰。,工程于1987年初开工，三个月后主体结构完成，于5月10日拆除大梁底部支撑及模板，开始内部装修。,第二天发现墙体有较大变形，工人用锤子将凸出墙体打了回去，继续施工(如此野蛮施工，怎能不发生事故)。,4,第三天发现大教室的窗间墙室内窗台下约100mm处有一条很宽的水平裂缝，宽度约20mm，有些工人感到不妙，大喊危险并向外逃跑。其余工人尚未反应过来，整个房屋就全部倒塌，两层楼板叠压在一起，未及时撤离的工人全部死亡。,事故分析,本工程并无正式设计图纸，只是由使用单位直接委托某施工单位建造。施工单位根据现场情况，参照一般砖混结构的布置，草草地画了几张平面、立面、剖面草图就进行施工。,施工队伍由乡村瓦木匠组成，砖是由附近农村土窑生产的，砂浆则按农村盖房经验比例配制。事故发生后测定，砖的等级为MUO.5，砂浆强度只有M0.4。在拆模第二天发现险情后，还不采取应急措施，终于导致重大事故发生。,5,图2-1某小学的教学楼,6,设计验算结果如下：,取大教室大梁下的砖柱计算，这是整个结构的薄弱环节。首先验算高厚比。,底层墙高 H3+0.53.5m(基础顶面到地面为0.5m),横墙间距 s7.4m32m属刚性方案。,又因 s7.4m2H7m,计算高度取H,0,H3.5m,允许高厚比(MO.4),16,承重墙,1,1,门窗洞口修正,2,1-0.41-0.40.78,实际高厚比,1,.,2,.,=1,0.78,16=12.84,7,可见高厚比超过规范值，墙体极不稳定。,其次，验算窗间墙强度。,查看平面、剖面图，结构最薄弱的部位在大教室的窗间墙处。取大梁下的窗问墙的窗口下边断面验算。对窗间墙底部截面，可按中心受压构件计算。,经荷载计算，荷载设计值为N184.1kN,经现场测定，砖的平均强度f,1,4.2Nmm,2,，砂浆强度为:,(变异系数平均可取,0.2)因强度指标在规范表中查不到。现按公式计算其砌体的强度指标。,平均强度,8,由上可见，教学楼实际上是在没有设计、没有正规图纸的情况下施工的，经复核，此结构安全度严重不足。加之施工质量很差，使用的材料既无合格证，现场也不作试验就采用。砂浆不留试块，凭经验任意配合，水泥用量过少，从倒塌的现场看，,9,砂浆粘结力及强度均很差。施工中发现问题后不采取措施，用锤子将变形的墙体敲直，如此盲目蛮干，最终酿成大事故。,第三节 设计方案欠妥应起的事故,1、某教学大楼倒塌事故,事故简况：,某教学大楼为砖墙承重的混合结构，楼盖为现浇钢筋混凝土结构，全楼分为甲、乙、丙、丁、戊五段，各段间用沉降缝分开，如图23所示。乙段与丁段在结构上是对称的。这两区均有部分地下室，首层有展览室等大空间房间。主体结构完工,进入装修阶段时，大楼乙段部分突然倒塌，当场压死十余人，损失惨重。倒塌部分的平面及剖面如图24所示。,10,11,工程概况：,该工程由正规大设计院设计，施工单位是大建筑公司。大楼乙段和丁段为地上五层，跨度14.5m，现浇砼主梁300mm1200mm，间距5.4m，次梁跨度5.4m，断面180mm450mm，间距2.4m3.1m，现浇砼板厚8cm：大梁支承于490mm2000mm的砖柱(窗间墙)上。首层砌体设计砖的强度等级为MUlO，砂浆为M10。施工中对砖的质量进行检验，发现不足MU10，因而与设计洽商，将丁段与乙段的砖柱改为加芯混凝土组合柱，加芯混凝土断面为260mm1000mm，配有少量钢筋：纵筋6,10，箍筋,6间距300m，每隔10行砖左右，设,4拉筋一道。支承大梁的梁垫为整浇砼，与窗间墙等宽，与大梁同高，并与大梁同时浇筑。经初步检查，设计按原规范进行，并无错误；施工管理基本上按常规，混凝土浇筑符合质量要求；就是砌体部分砌筑质量稍差，尤其是加芯混凝土部分，不够致密。,12,根据现场情况分析，认为是三层窗间墙的组合砌体首先破坏而引起其他构件连锁反应，导致结构全段倒塌。,事故分析,事故发生后，建设部主管部门曾邀请多方专家，包括从设计院，科研所，高校，施工单位等来的专家进行分析，会商。当时提出发生事故的可能原因有：,(1)由于地基不均匀沉降引起的；,(2)由于房间跨度大、隔墙少，墙体失稳引起的；,(3)砌体砌筑质量差，强度不足；,(4)由于大跨度主梁支承在墙上，计算上按简支，而实际上有约束弯矩，从而引起墙体倒塌。,专家各陈己见，一时很难下结论。从现场调查可以得到以下几点大家都认同的看法。,13,从现场调查可知，无论从沉降资料看，还是从倒塌后挖开墙基检查，可以排除因地基破坏引起房屋倒塌的可能性。,从以下几点分析可以判断大梁下组合砖柱首先破坏而引起房屋倒塌的可能性较大。,丁段与乙段完全对称，虽未倒塌，但已可看到A轴靠近7层主楼的窗间墙存在着从底层到4层的斜裂缝。,在大多数大梁的梁垫下出现垂直的微细的劈裂裂缝，内墙出现在梁垫下，外墙出现在梁头上。,从倒塌废墟上看，砌体砌筑质量一般，钢筋混凝土浇注质量合格，但窗间墙夹心柱混凝土严重脱水，质地疏松，与砖之间粘结极差，难以“组合”起来共同工作。因而组合柱的承载力不足应为房屋倒塌的导火线。,14,第四节 因施工失误引起的事故,一、挑檐支模不当引起墙体倒塌,事故概况：,某综合服务楼为四层内框架结构。外墙首层窗上有一通长的遮阳板，如图28所示。在浇筑遮阳板到22m时，突然发生外墙倒塌。倒塌线大致沿脚手架的留孔处发生。倒塌后，支承遮阳板的吊架斜杆发生严重的压曲变形（见P17)。,工程概况：,该工程由市正规设计院设计，外墙、内柱承重。砖墙厚370mm，采用MU7.5砖，M5砂浆砌筑。中间为钢筋混凝土柱，400mm400mm，C25级混凝土。由市区施工队施工。浇筑遮阳板时采用吊架支模，吊架支于墙上，有两个脚手眼。在窗口处，则改用斜撑直接支于窗台墙上。事故发生后检查，设计无错误。材料符合设计要求，砂浆还未完全硬化，实测强,15,度为MO.4。初步判断为支模不当，使墙体受力过大、承载力不足引起的。,分析计算,计算书无误，符合规范要求。现重点分析施工中窗间墙的受力情况。三角形吊架支于墙上的计算简图可取为桁架，如图28所示。荷载计有：遮阳板混凝土重为3.4kNm,2,，施工荷载1kNm,2,，模板自重折合0.4kNm,2,。每一窗间墙有两个三角形支架，窗户处有两个支架，所以每一支架受荷面积为1/4(开间遮阳板伸出宽度)，所以作用在三角形支架上的垂直力为：,16,图2-8 综合服务楼支模简图,17,18,19,二、砖柱采用低质量包心砌法引起房屋倒塌,工程及事故概况,某地区建一座四层楼住宅，长61.2m，宽7.8m。砖墙承重、钢,20,混凝土预制楼盖，局部(厕所等)为现浇钢筋混凝土。图纸为标准住宅图。唯一改动的地方为底层有一大活动室，去掉了一道承重墙，改用490mm490mm砖柱，上放钢筋混凝土梁。置换时，经计算确认承载力足够。但在楼盖到四层时，有大房间的这一间砖柱压坏而引起房屋大面积倒塌。,计算复核,房屋结构为标准图，地基良好，经查看无下沉及倾斜等失效情况。从现场查看，初步估计倒塌是由大房间砖柱被压酥引起的。设计砖的强度等级为MU7.5，有出厂证明并经验收合格。设计砂浆强度等级为M5，经验查，含水泥量过少，倒塌后呈松散状，只能达M0.4。砖柱采用包心砌法，如图29所示。中间填心为碎砖及杂灰，根本不能与外皮砌体共同受力。,21,22,可见与设计承载力相差太远。,23,属d级，是随时有可能发生倒塌的。且因，连对恒载的承载力都不足，发生倒塌是必然的了。,由上分析可知，包心砌法只图外观看得过去，质量往往不能保证。若填芯为散灰(落地砂浆等)及碎砖杂物时，砖芯往往不能起承载作用时，其总承载力会大大降低；因包心砌法而引起的事故屡见不鲜，施工规程禁止采用这种砌法，在施工中必须遵守。,三、挑檐、阳台塌落事故,挑檐、阳台、雨篷是常见的悬挑构件。悬挑构件塌落的事故在全国各地时有发生。引起悬挑构件事故的主要原因有二个：一是受力主筋放反了引起折断；二是抗倾覆能力不足而翻倒。下面举两例说明之。,24,(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承的(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，因而受拉主筋配置在下面，如图2-10(a)所示。,25,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210(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踩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。,26,(2)因抗倾覆能力不足而引起翻倒,图211所示为某食堂大门的雨篷板，挑出1.2m，宽2m，雨篷板根部厚100mm，经计算可知其重心在G。处，如果雨罩上没有墙体(G,2,)或其他压重(G,1,)则必然会翻落。规范要求设计计算时取倾覆转动点在外墙皮向里的0,，,点，并要求抗倾覆的力矩(G,1,d,1,+G,2,d,2,)的0.8倍必须大于倾覆力矩(G,o,d。)，即相当于有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。,27,28,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困难，工长与木工商量决定拆除雨篷下的支撑及模板，移作它处应用。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二伤，造成重大事故。,第五节 因材料不合格或使用不当而引起的事故,一、某教学楼砌体裂缝事故,工程与事故概况,某市一中学教学楼，为五层内走廊砖混结构，建筑面积2044m,2,。砖砌墙体承重，楼盖为现浇进深梁加空心板，外墙为清水墙，内墙为普通抹灰。工程使用半年后，建筑物开裂严重，致使屋面漏水，墙体渗水，门窗不能开关。现浇混凝土也起壳、开裂，特别是卫生间全部空鼓。圈梁也有竖向裂缝。,29,事故分析,本工程系标准图，并经正规设计院设计，经复核无问题。施工单位也是市级企业，施工质量合格，竣工验收时认定质量良好。现场事故调查时，发现工程用砂有问题。工程采用硫铁矿渣(一种工业废渣俗称红砂)代替建筑用砂打混凝土，搅拌砂浆。而该硫铁矿渣含硫量达4.6，大大超过化工部部颁标准(0.6)。在硫铁矿渣中的二氧化硫和硫酸根离子与水泥或石灰膏中的钙离子发生作用，生成硫酸钙和硫铝酸钙，造成体积膨胀，其膨胀力远超过砂浆和混凝土的抗拉强度，而这种作用到混凝土或砂浆硬化后还继续进行，从而使砌体开裂、起壳。所以对施工中采用的原材料应认真检测，控制有害成分。对于替代用材料，更应严格检验。,二、灰砂砖墙体严重开裂事故,事故概况,由中国塔里木石油开发指挥部投资，在新疆库尔勒市石,30,石油物资基地修建四幢危险品仓库。库房施工刚刚结束，准备办理交工手续时，发现墙体出现裂缝，并不断增多、增宽，最大裂缝宽度达2.1mm，一般为1mm左右，不得不停办交工事宜。请专家检查墙体开裂原因。,工程概况,该工程由新疆石油管理局克拉玛依设计院设计，由新疆兵团农二师工程团承建，手续完备，程序合格，设计和施工管理均合乎要求。库房为砖混结构每幢面积为937.7m,2,，库房长60.5m，宽5.5m，墙体高4.32m。中间无任何内隔墙。前后墙上每隔6m有一外凸壁柱(37墙，3737垛子)。两壁柱间墙上离地面3.12m处设二个高窗(1.5m1.2m)窗上设一道圈梁(240mm180mm)。前墙上开有二个2.1m2.4m的大门。屋盖为钢筋砼V型折板，上铺珍珠岩保温层，二毡三油防水层，上铺小豆石。地基为戈壁土，地质勘测报告建议承载力为80KNm,2,。,31,基础采用C10毛石混凝土。,裂缝大多从窗下口开始，大致垂直向下发展，370mm厚墙由外向里裂透，裂缝发展了三个月，基本上稳定，最终在两壁柱间均有一道大裂缝，山墙上有12道裂缝。,事故分析,本工程原设计采用红砖MU7.5，因红砖供应短缺，经协商改用，MU10灰砂砖，但对灰砂砖的性能缺乏深入了解，只是按等强度替换。其实，灰砂砖的性能有一定的特点，主要有：,(1)其抗压性能与普遍粘土砖相当，但抗剪强度的平均值只有普通粘土砖的80，并且与含水率有很大关系，其含水量对抗剪强度的影响见表2-2。,可见，灰砂砖的含水量过低或过高均使其抗剪强度降低。,(2)新出厂的灰砂砖，其含水量随时间而减小，收缩变形较大，约于25天后趋于稳定。,32,(3)灰砂砖的饱和吸水率为19.8，与红砖相当，但其吸水速度比红砖慢。,如对以上性能掌握不好，处置不当，则易造成开裂事故。,该工程使用灰砂砖，由于灰砂砖供应也很紧张。所有使用的砖都是在砖厂堆放不到4天就运到工地砌筑，有的一出窑便装车运往工地。施工时工人不懂灰砂砖的特点，考虑到新疆库尔勒属干燥地区，施工时又猛浇了水，使砖的干燥时间大,33,为延长。施工时值7、8月间，天气炎热，地表温度有时可高达60,0,C，这些因素加剧了砖的干缩变形，从而造成大面积开裂。,鉴于上述事故，对使用灰砂砖的墙体工程在设计和施工时应注意：,(1)对空旷库房，车间纵墙很长时，最好不采用灰砂砖；,(2)灰砂砖一定在出窑后停放一个月后再使用。堆放时要防水、防潮，以免含水率过高。,(3)一般情况下，灰砂砖含水率为5%7.5%，可以不要浇水湿润。在干燥高温时可适当浇些水，但应提前一些，因为灰砂砖吸水速度很慢，临时浇水形成水膜而未吸收，反而降低砌体强度。,(4)采用灰砂砖的砌体宜适当增加圈梁。在窗下、墙顶两皮砖位置可放置,4钢筋网片，两端各伸入墙内50cm。,34,采取以上措施后一般可避免裂缝事故。,第六节,砌体常见裂缝分析及预防,砌体出现裂缝是非常普遍的质量事故之一。砌体轻微细小裂缝影响外观和使用功能，严重的裂缝影响砌体的承载力，甚至引起倒塌。在很多情况下裂缝的发生与发展往往是大事故的先兆，对此必须认真分析，妥善处理。砌体中发生裂缝的原因主要有：地基不均匀沉降；地基不均匀冻胀；温度变化引起的伸缩；地震等灾害作用以及砌体本身承载力不足等五个方面。,一、地基不均匀沉降引起的裂缝,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，砌体中便产生裂缝。这种裂缝由沉降差可以判断出砌体中主拉应力的大致方向。,35,裂缝大致与主拉应力方向相垂直。裂缝一般朝向凹陷处(沉陷大的部位)。图2-13中列举了一些常见的因地基不均匀沉降引起的裂缝。,预防地基不均匀沉降引起裂缝的主要措施有：,(1)合理设置沉降缝。在房屋体型复杂，特别是高度相差较大时或地基承载相差过大时，应设沉降缝，沉降缝应从基础开始分开，且有足够的宽度，施工中应保持缝内清洁，应防止碎砖、砂浆等杂物落入缝内。,(2)加强上部的刚度和整体性，提高墙体的抗剪能力。减少建筑物端部的门、窗洞口，增大端部洞口到墙端的墙体宽度，加强圈梁布置加强结构的整体性。,(3)加强地基验槽工作，发现有不良地基应及时妥善处理，然后在进行基础施工。,36,37,(4)不宜将建筑物设置在不同刚度的地基上。必须采用不同地基时，要妥善处理，并进行必要的计算分析。,二、地基冻胀引起的裂缝,地基土上层温度降到O以下时，冻胀性土中的上部水开始冻结，下部水由于毛细管作用不断上升在冻结层中形成冰晶，体积膨胀，向上隆起。隆起的程度与冻结层厚度及地下水位高低有关，一般隆起可达几毫米至几十毫米，其折算冻胀力可达210MPa，而且往往是不均匀的，建筑物的自重往往难以抗拒，因而建筑物的某一局部就被顶了起来，引起房屋开裂。,这类冻胀裂缝在寒冷地区的一、二层小型建筑物中很常见。若设计员对冻胀的危害性认识不足，认为是小建筑，基础埋浅一点就可以了或者施工人员素质欠佳，遇到冻土很坚硬，难以开挖，就擅自抬高基础埋深，从而造成冻胀裂缝。此外，有些建筑物的附属结构，如门斗、台阶、花坛等往往设计或施工不够精心，埋深不够，常造成冻胀裂缝。一些,冻胀引起的,裂缝如图214所示。,38,图214 地基冻胀引起的裂缝示列,防止冻胀引起裂缝的主要措施有：,(1)一定要将基础的埋置深度到冰冻线以下。不要因为是中小型建筑或附属结构而把基础置于冰冻线以上。室内有采暖设备时也要将隔墙基础置于冰冻线以下，以免引起事故。,(2)在某些情况下，当基础不能做到冰冻线以下时，应采取换土(换成非冻胀土)等措施消除土的冻胀。,39,(3)用单独基础，采用基础梁承担墙体重量，基础梁下面应留有一定孔隙，防止土的冻胀顶裂基础和砖墙。,三、温度差引起的裂缝,热胀冷缩是绝大多数物体的基本物理性能，砌体也不例外。由于温度变化不均匀使砌体产生不均匀收缩，或者砌体的伸缩受到约束时，则会引起砌体开裂。,常见的是砌体长度过长，砌体伸缩在上层较大而在基础处受约束而较小，从而引起开裂。故应按规范要求设置伸缩缝。,此外，由于混凝土屋盖，混凝土圈梁。与砌体的温度膨胀系数不同，在温度变化时会使墙体产生裂缝。,图215中列举了一些常见的因温度变化而引起的裂缝。,防止温度变化引起裂缝的主要措施有：,(1)按照国家颁布的有关规定，根据建筑物的实际情况(如,40,是否采暖，所处地点温度变化等)设置伸缩缝。,(2)在施工中要保证伸缩缝的合理作法，使之能起作用。,(3)屋面如为整浇混凝土，或虽为装配式屋面板，但其上有整浇混凝土面层，则要留好施工带，待一段时间再浇筑中间混凝土，这样可避免混凝土收缩及两种材料因温度线胀系数不同而引起的不协调变形，从而避免裂缝。,(4)在屋面保温层施工时，从屋面结构施工完到做完保温层之间有一段时间间隔，这期间如遇高温季节则易因温度变化急剧而致裂。故屋面施工最好避开高温季节。,(5)遇有长的现浇屋面混凝土挑檐、圈梁时，可分段施工，预留伸缩缝，以避免混凝土伸缩对墙体的不良影响。,41,图2-15 温度引起的裂缝示例,42,四、地震作用引起的裂缝,与钢结构和混凝土结构相比，砌体结构的抗震性是较差的。地震烈度为6度时，对砌体结构就有破坏性，对设计不合理或施工质量差的房屋就会引起裂缝。当遇到78度地震时。砌体结构的墙体大多会产生不同程度的裂缝，标准低的一些砌体房屋还会发生倒塌。,地震引起的墙体裂缝大多呈“x”形，如图216所示。这是由于墙体受到反复作用的剪力所引起的。除“x”形裂缝外，在地震作用下也会产生水平裂缝与垂直裂缝，特别是对内外墙咬搓不好的情况下，在内外墙交接处很易产生竖直裂缝，甚至整个纵墙外倾或倒塌。,对砌体结构，要求在地震作用下不产生任何裂缝一般是做不到的。但设计和施工中采取一定措施，做到在地震作用下少开裂，不大开裂，并做到“大震不倒”是可能的。所能采取的措施主要有：,43,(1)应按结构抗震设计规范要求设置圈梁，注意圈梁应闭合，遇有洞口时要满足搭接要求。圈梁截面高度不小于120mm，6、7度地震区纵筋至少4,8，8度地震区则至少4,10，9度地震区为4,12，箍筋间距不宜过大，对6、7度，8度和9度地震烈度分别不宜大250mm，200mm和150mm。遇到地基不良，空旷房屋等还应适当加强。,(2)设置构造柱。其截面不应小于240mm180mm，主筋一般为4,14(转角处可用8,14)，箍筋间距不宜大于250mm，且柱上下端应加密。对7度地震超过6层，8度地震超过5层及9度地震，箍筋间距不应超过200mm。构造柱应与圈梁连接。下边不设单独基础，但应伸入室外地面500mm或锚入地下。,构造柱往往与砌体组合在一起。这时应特别注意振捣密实，不留孔洞，竖筋位置正确与墙体拉结可靠。应该有一面是外露的。以便拆模后检查。,44,五、因承载力不足产生的裂缝,如果砌体的承载力不足，则在荷载作用下，将出现各种裂缝，以致出现压碎、断裂，崩塌等现象，使建筑物处于极不安全的状态。这类裂缝的出现，很可能导致结构失效，所以应注意观测，主要是观察裂缝宽度，长度随时间的发展情况，在观测的基础上认真分析原因，及时采取有效措施，以避免重大事故的发生。图217列出了一些典型的因承载力不足引起的裂缝。因承载力不足而产生的裂缝必须加固。,六、裂缝处理方法,一旦砌体出现了裂缝，首先要分析裂缝的原因，并观察其发展状态。这可以从构件受力的特点，建筑物所处的环境条件，以及裂缝所处的位置，出现的时间及形态综合加以判断。在裂缝原因已经查清的基础上，采取有效措施补强。对于不致于危及安全的裂缝可用灌缝、封闭的办法。而对于危及安全的裂缝，则应进行加固。对不危及安全的裂缝最常用的是灌浆法处理。,45,图2-17 因承载力不足引起的裂缝,46,当裂缝较细，裂缝数量较多，发展已基本稳定时可用压力灌浆法补强。这种方法是用灰浆泵将含有胶合材料的水泥砂浆或化学砂浆灌入裂缝内使之粘成整体，砂浆的配合比可参考表23。表中稀浆用于0.31mm的裂缝，稠浆用于15mm的裂缝；砂浆则用于宽度大于5mm的裂缝。,47,当裂缝较宽时，还可在灰缝内嵌上钢筋，然后再砂浆填缝，具体做法如图218所示。当裂缝很宽，发展不稳定而危及安全时，则必须进行强度加固，详见下节介绍。,图2-18 加筋填缝修补法,48,第七节 砌体的加固方法,当裂缝是因强度不足而引起的，或已有倒塌先兆时，必须采取加固措施。常用的加固方法有以下几种：,一、扩大砌体的截面加固,这种方法适用于砌体承载力不足但裂缝尚属轻微，要求扩大面积不是很大的情况。一般的墙体、砖柱均可采用此法。加大截面的砖砌体中砖的强度等级常与原砌体相同，而砂浆应比原砌体中的等级提高一级，且最低不低于M2.5。,1.新、旧砌体结合方法,加固后通常可考虑新旧砌体共同工作，这就要求新旧砌体有良好的结合。为了达到共同工作的目的，常采用两种方法：,(1)新旧砌体咬搓结合。如图219(a)所示，在旧砌上每隔45皮砖，剔去旧砖成120mm深的槽，砌筑扩大砌体时应,49,与之仔细连接，新旧砌体成锯齿形咬搓，可保共同工作。,图2-19 扩大砌体加固,(2)钢筋连接。,在原有砌体上每隔56皮砖在灰缝内打人钢筋,50,当然也有用冲击钻在砖上打洞，然后用M5砂浆裹着插入,6钢筋，砌新砌体时，钢筋嵌于灰缝之中。,无论是咬槎联结还是插筋联结，原砌体上的面层必须剥去，凿口后的粉尘必须冲洗干净并湿润后再砌扩大砌体。,2、加固后的承载力计算,考虑到原砌体已处于承载状态，后加砌体存在着应力滞后，在原砌体达到极限应力状态时，后加砌体一般达不到强度设计值，为此，对后加砌体的设计抗压强度值，应乘以一个0.9的系数。于是加固后砌体承载力可按下式计算：,(21),式中 荷载产生的轴向力设计值；,由高厚比及偏心距查得的承载力影响系数；,分别为原砌体和扩大砌体的抗压强度设计值；,51,分别为原砌体和扩大砌体的截面面积。,但在验算加固后的高厚比及正常使用极限状态时，不必考虑新加砌体的应力滞后影响，可按一般砌体计算公式进行计算。,二、外加钢筋混凝土加固,当砖柱承载力不足时，常可用外加钢筋混凝土加固。,1.外加钢筋混凝土的形式,外加钢筋混凝土可以是单面的，双面的和四面包围的。外加钢筋混凝土的竖向受压钢筋可用,8,12，横向钢箍可用,4,6，应有一定数量的闭口钢箍，如间距300mm左右设一闭合箍筋，闭合箍筋中间可用开口或闭口箍筋与原砌体联结。如闭口箍的一边必须在原砌体内，则可凿去一块顺砖，使闭口箍通过，然后用豆石混凝土填实。具体做法如图220图222所示。,52,图220所示为平直墙体外贴钢筋混凝土加固。图220(a)，(b)是单面外加混凝土，图220(b)为每隔5皮砖左右凿掉一块顺砖，使钢筋可封闭。,图2-20 墙体外贴砼加固,(a)单面加混凝土（开口箍）；(b)单面加混凝土 （闭口箍）（c）双面加混凝土,53,图22l所示为墙壁柱外加贴钢筋混凝土加固。,图221 用钢筋混凝土加固砖壁柱,(a)单面加固；(b)双面加固,图 222所示为钢筋混凝土加固砖柱。为了使混凝土与砖柱更好地结合，每隔300mm(约5皮砖)打去一块砖，使后浇混凝土嵌入砖砌体内。,54,外包层较薄时也可用砂浆。四面外包层内应设置,4,6的封闭箍筋，间距不宜超过150mm。,图2-22 外包混凝土加固砖柱,（a）单侧加固；（b）双侧加固；（c）四周外包加固,混凝土常用C15或C20。若采用加筋砂浆层，则砂浆的强度等级不宜低于M7.5。若砌体为单向偏心受压构件时，可仅在受拉一侧加上钢筋混凝土。当砌体受力接近中心受压或双向均可能偏心受压时，可在两面或四面贴上钢筋混凝土。,55,2 加固墙体的承载力计算,经混凝土加固后的砌体已成为组合砌体，可按砌体结构设计规范中的组合砌体计算。但应考虑新浇混凝土与原砌体所受应力起点不同，即混凝土存在着应力滞后，因此在计算加固后组合砌体的承载力时，应考虑混凝土部分的强度折减。另外，对于原砌体结构，一般可不折减，但若已经出现破损，其承载力会有所下降，也可视破损程度不同而乘一个(0.70.9)的降低系数。,(1)轴心受压组合砌体,轴心受压组合砖砌体的承载力，可按下式计算：,56,57,表2-4,58,(2)偏心受压组合砌体,偏心受压组合砌体的受力状态如图223所示。由图示的受力极限平衡条件，可得偏心受压组合砌体的承载力计算公式如下：,或：,（2-4）,（2-3）,59,此时受压区的高度x可按下式确定：,式中 A,，,原砖砌体受压部分的面积；,A,，,C,混凝土或砂浆面层受压部分的面积；,S,S,砖砌体受压部分的面积对受拉钢筋As重心的面积矩；,S,c,，,s,混凝土或砂浆面层受压部分的面积对钢筋As重心的面积矩；,a考虑混凝土应力滞后的折减系数；,（2-5）,S,N,砖砌体受压部分的面积对轴向力N作用点的面积矩；,S,c,，,N,混凝土或砂浆面层受压部分的面积对轴心力N作用点的面积矩；,60,分别为钢筋A,s,和A,s,重心至轴向力N作用点的距离(参看图223),(2-6),e轴向力的初始偏心距。按荷载标准值计算，当e0.05h时，取e0.05h；,e,i,组合砖砌体构件在轴向力作用下的附加偏心距，与高厚比 有关，即:,61,图2-23 组合砌体偏心受压构件,h,0,组合砖砌体构件截面的有效高度。即h,0,h一a；,a,、a分别为钢筋A,s,和A,s,重心至截面较近边的距离；,62,s,受拉钢筋A,s,的应力。当大偏心受压时(,b,)，,s,f,y,；当小偏心受压时(,b,)，,s,650一800,组合砖砌体构件截面受压区的相对高度，即,h,0,b,组合砖砌体构件受压区相对高度的界限值，对I级钢筋，取0.55；对级钢筋，取0.425。,(3)四周外包混凝土加固砖柱,四周外包混凝土加固砖柱的效果较好，对于轴心受压砖柱及小偏心受压砖柱，其承载力的提高效果尤为显著。,由于封闭箍筋的作用，使砖柱的侧向变形受到约束，受力类似于网状配筋砖砌体。由此，四周外包混凝土加固砖柱的受压承载力可按下式计算：,(2-7),式中 加固砖柱按组合砖砌体，即按式(23)式(25)算得,63,的受压承载力；,高厚比和配筋率以及轴向力偏心距对网状配筋砖砌体受压构件承载力的影响系数。按砌体结构设计规范有关表取用。,体积配箍率。当箍筋的长度为，宽度为，间距为，,单胶截面面积为,时:,(2-8),e轴向力偏心距，,箍筋的抗拉强度设计值，,被加固砖柱的截面面积，,新浇的材料强度折减系数，它与原柱的受力状态有关，当,加固前原砖柱末损坏时，取0.9；部分损坏或应力较高时，取,64,0.7。,三、外包钢加固,外包钢加固具有快捷、高强的优点。用外包钢加固施工快，且不要养护期，可立即发挥作用。外包钢加固可在基本上不增大砌体尺寸的条件下，较多地提高结构的承载力。用外包钢加固砌体，还可大幅度地提高其延性，在本质上改变砌体结构的脆性破坏的特性。,1.外包钢加固方法,外包钢常用来加固砖柱和窗间墙。具体做法是首先用水泥砂浆把角钢粘贴于被加固砌体的四角，并用卡具临时夹紧固定，然后焊上缀板而形成整体。随后去掉卡具，外面粉刷水泥砂浆，既可平整表面，又可防止角钢生锈，参见图224()。对于宽度较大的窗间墙，如墙的高宽比大于2.5时，宜在中间增加一缀条，并用穿墙螺栓拉结，参见图224(b)。外包角钢不宜小于L 505，缀板(条)可用35mm5mm或60mm12mm的钢板。注意，加固,65,角钢下端应可靠地锚入基础，上端应有良好的锚固措施，以保证角钢有效地发挥作用。,图2-24 外包钢加固砌体结构,(a)外包钢加固砖柱；(b)外包钢加固窗间墙,66,2外包钢加固后承载力的计算,经外包钢加固后，砌体变为组合砖砌体，由于缀板和角钢对砖柱的横向变形起到了一定的约束作用，使砖柱的抗压强度有所提高。参考混凝土组合砖柱以及网状配筋砖砌体的计算方法，可得出如下的承载力计算公式。,对于加固后为轴心受压的砖柱,计算公式为：,(2-9),对于加固后为偏心受压的砖柱，计算公式为：,(2-10),式中 加固型钢的抗压强度设计值；,分别为受压或受拉加固型钢的截面面积；,N,av,由于缀板和角钢对砖柱的约束，使砖砌体强度提高而,67,增大的砖柱承载力，可按下式计算：,(211),体积配箍率，当取单肢缀板的截面面积 为，间距为,s时:,(2-12),缀板的抗拉强度设计值；,受拉肢型钢的应力。它可按式58计算。,其余符号意义与式(27)相同。受压区高度2可参考式(25)计算。,四、钢筋网水泥砂浆层加固,钢筋水泥砂浆加固墙体是在墙体表面去掉粉刷层后，附设由,4一,8组成的钢筋网片,然后喷射砂浆(或细石混凝土)或分层抹,68,上密缀的砂浆层。这样使墙体形成组合墙体，俗称夹板墙。夹板墙可大大提高砌体的承载力及延性。,钢筋网水泥沙浆加固的具体做法可参看图2-25，钢筋网水泥砂浆面层厚度宜为3045mm，若面层厚度大于45mm，则宜采用细石混凝土。面层砂浆的强度等级一般可用M7.5M15，面层混凝土的强度等级宜用C15或C20。面层钢筋网需用,4,6的穿墙拉筋与墙体固定，间距不宜大于500mm。受力钢筋的保护层厚度不宜小于表2-6中的数值。,受力钢筋宜用I级钢筋，对于混凝土面层也可采用E级钢筋。受压钢筋的配筋率，对砂浆面层不宜小于0.1；对于混凝土面,69,层，不宜小于0.2。受力钢筋直径可用,8的钢筋，横向筋按构造设置，间距不宜大于20倍受压主筋的直径及500mm，但也不宜过密，应大于等于120mm。横向钢筋遇到门窗洞口，宜将其弯折90,0,(直钩）并锚入墙体内。,图2-25钢筋网砂浆加固砌体,(a)加固整片墙体 (b)加固窗间墙,70,构件类别,环 境 条 件,室内正常环境,露天或室内潮湿环境,墙,柱,15,25,25,35,喷抹水泥砂浆面层前，应先清理墙面并加以湿润。水泥砂浆应分层抹，每层厚度不宜大于15mm，以便压密压实。原墙面如有损坏或酥松、碱化部位，应拆除后修补好。,钢筋网砂浆面层适宜于加固大面积墙面。但不宜用于下引情况：孔径大于15mm的空心砖墙及240mm厚的空斗砖墙；砌筑砂浆强度等级小于M0.4的墙体；墙体严重酥松或油污、碱化层不易清除，难以保证面层的粘结质量。,钢筋网面层加固后的砌体也是组合砌体，也可按式(22)式(25)计算其承载力，这里不再重复。,71,.增设圈梁,若墙体开裂比较严重，为了增加房屋的整体刚性，则可以在房屋墙体一侧或两侧增设钢筋混凝土圈梁，也可采用型钢圈梁。钢筋混凝土圈梁的混凝土强度等级一般为C15C20，截面尺寸至少为120mm180mm。圈梁配筋可采用410一414。箍筋可用5一6200250mm。为了使圈梁与墙体很好结合，可用螺栓、插筋锚入墙体，每隔1.52.5m可在墙体凿通一洞口(宽120mm)，在浇注圈梁时同时填入混凝土使圈梁咬合于墙体上。具体做法如图226所示。,72,图2-26 加固砌体的圈梁,2.增设拉杆,墙体因受水平推力、基础不均匀沉降或温度变化引起的伸缩等原因而产生外闪，或者因内外墙咬搓不良而裂开，可以增设拉杆，如图227所示。拉杆可用圆钢或型钢。,如采用钢筋拉杆，宜通长拉结，并可沿墙的两边设置。对较长的拉杆，中间应设花篮螺丝，以便拧紧拉杆。拉杆接长时可用,73,可用焊接。露在墙外的拉杆或垫板螺帽，应作防锈处理，为了美观；也可适当作些建筑处理。增设拉杆的同时也可同时增设圈梁，以增强加固效果，并且可将拉杆的外部锚头埋入圈梁中。,图2-27 增设拉杆加固,74,加固砖墙的拉杆直径可按表27选用。,选定了拉杆直径，可按表28选用垫板尺寸。,加固拉杆的直径选用表,表2-7,垫板尺寸选用表 表2-8,间距,房 屋 进 深,57m,810m,1114m,45m,(一个开间),1012m,(个开间),2,16,2,22,2,18,2,25,2,20,2,28,直径,16,18,20,22,25,28,角钢垫板,槽钢垫板,方形垫板,L90908,10048,80808,L10010010,10048,90909,L12512510,12053,10010010,L12512510,14058,11011011,L14014010,16058,13013013,L16016014,16058,14014014,75,(六)其他加固方法,因砌体破损的情况千差万别，加固砌体也应视具体情况不同而采用不同的方法。除了上述几种主要的加固方法以外，还有不少其他方法。如门窗上的过梁若为砌体过梁，因某种原因产生了裂缝，这时可改为加筋砌体过梁或增设钢筋混凝土过梁，如图228所示。,图2-8 过梁加固,76,又如，大梁下的砌体产生裂缝是由于局部承压不足产生的，则可托梁加垫，如图229所示