【管理课件】第十章砖混结构裂缝分析实例.ppt.ppt

第十章 砖混结构裂缝分析实例 10.1 返回总目录返回总目录 第10章 砖混结构裂缝分析实例 血 盲 拦 粒 炭 耀 噎 恬 辐 喳 匹 铆 劳 侍 堕 董 七 爹 销 翌 叹 袁 棱 训 摹 释 邢 娟 攘 声 屈 寅 【 管 理 课 件 】 第 十 章 砖 混 结 构 裂 缝 分 析 实 例 . p p t 【 管 理 课 件 】 第 十 章 砖 混 结 构 裂 缝 分 析 实 例 . p p t 第十章 砖混结构裂缝分析实例 10.2 教学提示：砖混结构在今后长期仍将是广大农村覆盖面最广的一种结 构形式。砖混结构脆而易裂，是影响建筑寿命的最大克星。研究和防 治砖混结构裂缝问题是工程师一大职责。 教学要求：引导学生从砖混结构裂缝实例中去认识与总结砖混结构设 计与施工中存在的问题，并对农村建设工作加强指导。 自从水泥问世以后，砖混结构就逐渐成了我国城镇建设的一种主要结 构形式。尤其是建国以后，百废待兴，开始了大规模的建设，而木材 与钢材资源却十分紧缺，平屋顶的砖混结构，无疑是节约木材与钢材 的最佳选择。即便在今后长期的广大农村建设中，砖混结构仍然将是 最受欢迎的。但是砖混结构的最大特点就是抗裂能力偏低，尤其是多 层平顶砖混结构，如果以单体工程为统计单位，真可以说无房不裂。 因此自从20世纪50年代末以来，国内国外工程学术界就对砖混结构裂 缝问题给予了充分的关注，也取得了很多成果。但是关于在实际工程 中如何有效地控制砖混结构裂缝这一课题，仍然有很多研究工作需要 做。本章将结合一些工程实例作一些探讨。 兰 故 镇 薪 涂 耶 律 菌 牺 延 诽 腋 云 檄 狱 秸 谊 超 啮 犊 脖 屁 孤 造 绘 坝 秤 圾 笼 庞 册 篱 【 管 理 课 件 】 第 十 章 砖 混 结 构 裂 缝 分 析 实 例 . p p t 【 管 理 课 件 】 第 十 章 砖 混 结 构 裂 缝 分 析 实 例 . p p t 第十章 砖混结构裂缝分析实例 10.3 砖混结构裂缝的普遍性与严重性 典型砖混结构裂缝调查六例 砖混结构裂缝的特征及产生原因 本章内容 思考题与习题 蔡 方 跟 桓 春 伪 慷 浓 勘 颓 今 瑟 佯 碘 醒 地 汀 仅 歹 敝 议 遵 返 洲 锰 燎 墅 即 些 寐 腺 霖 【 管 理 课 件 】 第 十 章 砖 混 结 构 裂 缝 分 析 实 例 . p p t 【 管 理 课 件 】 第 十 章 砖 混 结 构 裂 缝 分 析 实 例 . p p t 第十章 砖混结构裂缝分析实例 10.4 砖混结构裂缝的普遍性与严重性 由于砖混结构中竖向承重构件砖墙、砖柱的材料来源 广泛，易就地取材，施工简便，以手工操作为主，因而造 价相对低廉，所以得到了广泛的应用。大量住宅、宿舍、 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(承重、分隔、围护作用)和钢筋混凝土楼盖共同 组成的混合结构体系。 砌体属于脆性材料，本身抗裂能力低；砌体与钢筋混凝土 之间在材料性质上有很大的差别，变形协调性较差，这些 都是造成砌体结构裂缝现象比较严重的原因。当然引起砌 体结构质量缺陷和质量事故的原因是多方面的，现综述如 下。 窗 僚 咱 窒 当 胖 义 淤 酉 嘎 冲 躁 双 常 肋 喂 角 悉 献 误 鸣 合 梨 惊 敷 媒 卡 门 罐 岁 砒 澄 【 管 理 课 件 】 第 十 章 砖 混 结 构 裂 缝 分 析 实 例 . p p t 【 管 理 课 件 】 第 十 章 砖 混 结 构 裂 缝 分 析 实 例 . p p t 第十章 砖混结构裂缝分析实例 10.5 砖混结构裂缝的普遍性与严重性 一. 设计方面主要原因 (1) 设计马虎，草率参照或套用相类似工程的施工图样作设计，而不进 行校核和计算。 (2) 结构方案欠妥，比如空旷房屋的整体刚度问题、稳定性问题没有得 到关注。 (3) 满足于墙体总的承载力的计算，但忽视了墙体稳定性和局部承压的 验算。 (4) 强调计算结果，忽略构造要求。 二. 施工方面原因 (1) 砌筑质量差。砌体结构为手工操作，而墙体强度的高低与砌筑质量 有密切关系。施工管理不善、质量把关不严是造成砌体结构事故的重要 原因。 (2) 在墙体上任意开洞，或拆了脚手架，但脚手眼未及时填好或填补不 实，过多地削弱了结构构件截面。 旨 秽 椒 榴 蜒 谩 与 罢 摸 询 枕 驴 茂 搜 扣 耗 戊 带 撤 楼 槐 套 不 陛 贮 钵 迅 邪 漾 凡 砒 碌 【 管 理 课 件 】 第 十 章 砖 混 结 构 裂 缝 分 析 实 例 . p p t 【 管 理 课 件 】 第 十 章 砖 混 结 构 裂 缝 分 析 实 例 . p p t 第十章 砖混结构裂缝分析实例 10.6 砖混结构裂缝的普遍性与严重性 (3) 在施工过程中，对一些高大墙体未加临时支撑，如遇 到大风大雨等不利因素将造成失稳破坏。 (4) 砂浆配合比不准确，或含杂质过多，因而本身强度不 足，或保水性差、流动性差，都会造成墙体承载力下降 ，严重的会引起倒塌。 如上所述，砌体结构不可避免会出现各种裂缝。一些裂 缝，虽不影响建筑物的近期使用，也不影响建筑物结构 的承载力、刚度及完整性，但会降低砌体结构的耐久性 。还有一些裂缝表现为采用材料的强度不足，或表现为 结构构件截面尺寸不够，或表现为连接构造质量不可靠 。这类裂缝威胁到结构的承载力和稳定性，如不及时治 理，可能导致局部或整体的破坏，会带来人员的伤亡和 经济上的巨大损失。 邯 供 拴 枚 烹 议 歹 捍 处 魄 撇 乓 佐 船 埠 穆 宋 贱 冰 烛 妙 纽 茎 兵 她 参 咖 失 卿 寸 琢 饭 【 管 理 课 件 】 第 十 章 砖 混 结 构 裂 缝 分 析 实 例 . p p t 【 管 理 课 件 】 第 十 章 砖 混 结 构 裂 缝 分 析 实 例 . p p t 第十章 砖混结构裂缝分析实例 10.7 典型砖混结构裂缝调查六例 一. 砖砌体因承载力不足造成的质量事故 某三层轻工业厂房，预制楼板，现浇两跨钢筋混凝土连续梁 ，外砖墙内砖柱承重；砖柱截面490mm490mm，采用MU10砖 、M10水泥混合沙浆砌筑；基础为三七灰土，上砌毛石，砖 墙基础底面宽1300mm，砖柱基础底面积为1400mm1400mm， 地基设计承载力=150kN/m2，如图10.1(a)、(b)所示。该房 屋主体结构完工时，几个底层砖柱就发生严重的竖向裂缝。 其中最严重的位于轴线，裂缝最宽处达8mm10mm，长 1.5m左右，说明该砖柱已濒临破坏，如图10.1(c)所示。发 现裂缝后，随即对各层砖柱进行加固，加固方案为四角外包 角钢75mm75mm6mm，角钢间用缀条连接，如图10.1(d) 所示，但加固方案并未能取得成效。 谎 曹 墙 侗 瘁 藻 释 跌 影 璃 罚 棕 懈 坷 汛 迎 珊 像 灼 九 氧 库 儿 阔 撇 翌 宅 哺 攀 锌 疹 锦 【 管 理 课 件 】 第 十 章 砖 混 结 构 裂 缝 分 析 实 例 . p p t 【 管 理 课 件 】 第 十 章 砖 混 结 构 裂 缝 分 析 实 例 . p p t 第十章 砖混结构裂缝分析实例 10.8 典型砖混结构裂缝调查六例 嘘 衬 思 滞 肖 菇 苫 皿 押 屋 茎 芬 敢 家 趣 隆 仆 用 遥 阑 古 磅 娱 裙 著 棉 测 喷 窃 矾 稚 谊 【 管 理 课 件 】 第 十 章 砖 混 结 构 裂 缝 分 析 实 例 . p p t 【 管 理 课 件 】 第 十 章 砖 混 结 构 裂 缝 分 析 实 例 . p p t 第十章 砖混结构裂缝分析实例 10.9 典型砖混结构裂缝调查六例 事故原因分析和处理如下： (1) 中间砖柱承载力按轴心受压算允许承载力只有913.36kN，而该柱 所承受的荷载(算至0.000标高)却有1166kN。超载252.64kN。由于 施工质量不高，该柱在恒载和施工荷载作用下就产生了裂缝。 (2) 柱基础底面积按计算需要9.74m2，实际只有1.96m2，仅及计算需 要的20.3%。远不能满足实际需要。结构完工时，基础之所以未发 生过大沉降的原因：一是由于柱基受力尚未达到设计荷载；二是由 于实际地基承载力大于150kN/m2；而因柱身的砌筑质量太差，其实 际承载力远低于计算承载力。因而率先开裂，掩盖了地基的危险因 素。 (3) 本例事故原因主要是设计问题。不得不将原内砖柱承重方案改为 砖墙承重方案，新添内纵横墙及其基础，将大房间改为小房间。这 样，楼面荷载由梁直接传给新添墙及基础。这个修改方案虽然解决 了结构问题，但在使用上却带来了很大不便。 频 桶 揩 绊 椅 利 奔 缮 驭 漆 彭 竹 窄 尉 夜 检 姆 竭 笆 因 脏 献 鹤 探 早 滚 冶 硅 呼 构 解 仲 【 管 理 课 件 】 第 十 章 砖 混 结 构 裂 缝 分 析 实 例 . p p t 【 管 理 课 件 】 第 十 章 砖 混 结 构 裂 缝 分 析 实 例 . p p t 第十章 砖混结构裂缝分析实例 10.10 典型砖混结构裂缝调查六例 二. 一起偶然的设计失误引起的反思 某工程为三层砖混结构，现浇钢筋混凝土楼屋盖，双向支 承楼板，四角区布置的大房间中各有一根钢筋混凝土大梁 ，如图10.2所示。此工程竣工后，设计复查发现大梁计算 跨中弯矩错了一位小数点(将65.66kNm错写成 6.566kNm)，因而大梁主筋截面面积只及所需面积的30% ，按理，它甚至无法承受楼盖自重。但是，令人惊奇的是 实际结构却已经受了使用考验，5060人在室内举行过多 次会议，并曾堆积重物，而楼盖毫无破坏象征。经详细检 查，仅发现二楼大梁上有宽度小于0.2mm的微细裂缝，其余 梁上的裂缝更小。说明其实际拥有的承载力和安全度完全 满足需要。 粉 领 贮 牢 封 误 澳 橇 捞 廓 捌 樟 爸 凯 焚 牡 坛 擂 调 进 界 贪 缆 王 剪 羊 获 脐 拴 掀 呛 回 【 管 理 课 件 】 第 十 章 砖 混 结 构 裂 缝 分 析 实 例 . p p t 【 管 理 课 件 】 第 十 章 砖 混 结 构 裂 缝 分 析 实 例 . p p t 第十章 砖混结构裂缝分析实例 10.11 典型砖混结构裂缝调查六例 对 俄 著 感 次 位 髓 辙 邢 呀 无 镇 邵 芝 殆 睛 卢 醉 给 漳 死 挽 臣 戴 懂 迁 笼 蜒 燃 仿 职 坎 【 管 理 课 件 】 第 十 章 砖 混 结 构 裂 缝 分 析 实 例 . p p t 【 管 理 课 件 】 第 十 章 砖 混 结 构 裂 缝 分 析 实 例 . p p t 第十章 砖混结构裂缝分析实例 10.12 典型砖混结构裂缝调查六例 后来还通过全面的荷载实验和调查分析，也证实了出现以上意外结果实 际上并不奇怪，原因是以下几点。 1. 墙体对大梁支座的约束作用 梁端插入砖墙，在计算简图中视作铰支座，但与实际情况出入较大。因 为梁端支承处有墙体压住，梁垫和圈梁与大梁整浇在一起，因而梁端的 角变形受到部分约束。这样，当大梁受载后，梁端会产生一定的负弯矩 。 (1) 二层大梁在30kg、60kg、90kg、120kg、150kg、200kg/m2分级加载 的楼面荷载作用下，梁端约束弯矩的平均值约为按简支梁计算跨中最大 弯矩的70；在200kg/m2荷载作用下的跨中最大挠度只有0.508mm，相 当于/L=1/9850； (2) 三层大梁在50kg、100kg、150kg、250kg/m2分级加载的楼面荷载作 用下，梁端约束弯矩的平均值为按简支梁计算跨中最大弯矩的50%；在 250kg/m2荷载作用下的跨中最大挠度只有0.741mm，相当于/L=1/6750 ； 点 姓 惟 留 扑 扇 袁 侠 膜 育 竞 韧 煌 滚 椭 姥 终 四 迷 锭 蒜 凝 厩 认 鸟 痒 黄 疡 沉 杭 矣 叠 【 管 理 课 件 】 第 十 章 砖 混 结 构 裂 缝 分 析 实 例 . p p t 【 管 理 课 件 】 第 十 章 砖 混 结 构 裂 缝 分 析 实 例 . p p t 第十章 砖混结构裂缝分析实例 10.13 典型砖混结构裂缝调查六例 (3) 二、三层大梁卸载后的残余变形分别只有最大挠度的6.3%和6.2% 。 这个试验说明，当有梁端墙体对梁端角变形的约束时，梁的跨中弯矩 会有所减小。当梁端上面所受的压力较大时(如二层)，梁跨中弯矩可 减少50%左右；当这种压力较小时(如三层)，梁跨中弯矩可减少30%左 右。推而广之，当这种压力为零约束完全放松时，梁跨中弯矩减少值 也为零，也就是达简支梁跨中最大弯矩的理论值。 (4) 实验结果表明，梁端的约束程度还没有充分得到发挥。实际上， 在墙体内得到安全嵌固，并与梁垫和圈梁浇筑成整体的梁头完全可以 满足固端约束的要求。那么，跨中最大弯矩就可以从下降到，也就是 下降到30%左右。歪打正着，本例由于设计上的偶然过失，少配了跨 中弯矩受力筋。而实际上却正满足了结构受力的实际需要，否则，就 是浪费。 鲍 铝 燎 尹 禹 贿 诬 大 义 吏 拖 拐 皖 画 或 赴 菩 辗 蘸 勃 最 碧 窗 乘 蛊 连 蹈 赫 吁 熔 村 刷 【 管 理 课 件 】 第 十 章 砖 混 结 构 裂 缝 分 析 实 例 . p p t 【 管 理 课 件 】 第 十 章 砖 混 结 构 裂 缝 分 析 实 例 . p p t 第十章 砖混结构裂缝分析实例 10.14 典型砖混结构裂缝调查六例 2. 材料实际强度超过计算强度 用回弹仪和混凝土强度测定锤测得的梁身混凝土强度均大于300kg/cm2， 超过设计标号(C15号)甚多。根据现场剩余钢筋试验得到的屈服应力均大 于2960kg/cm2，也超过钢筋设计时的计算强度2400kg/cm2。由此估算大 梁的承载力可增大约23%。 3. 楼盖面层参与受力 楼板上有焦渣混凝土层和水泥沙浆抹面层，两者共厚90mm，而且质地密 实，和楼板粘结情况良好。这样，大梁的截面有效高度增加了，约可提 高梁的承载能力的10%。 4. 板和梁的共同作用 本设计在计算梁上荷载时不考虑梁板的共同作用，梁所承受的荷载就是 板传给梁的支座反力。但实际上梁在荷载作用下会发生变形(下垂)，因 而板上的荷载要发生重分布。原来传给梁的荷载有一部分直接通过板传 递给四周的墙，实际上传给梁的荷载减少了。 如用弹性理论考虑梁、板的变形协调，计算得出板与梁交接处的内力， 就能算出梁所承受的实际弯矩。实际弯矩约比原计算弯矩小9.5%左右。 痊 春 梭 肇 司 域 麻 林 宛 泽 俩 苯 古 茎 噬 坠 发 隐 岔 瘟 吗 另 酒 倡 陇 一 许 茄 踌 本 捏 苑 【 管 理 课 件 】 第 十 章 砖 混 结 构 裂 缝 分 析 实 例 . p p t 【 管 理 课 件 】 第 十 章 砖 混 结 构 裂 缝 分 析 实 例 . p p t 第十章 砖混结构裂缝分析实例 10.15 典型砖混结构裂缝调查六例 5. 以上分析说明本工程中的大梁可以继续使用，不需要进行加固 根据以上案例来检讨流行的一些砖混结构构件的理论计算方法和现行的 一些规范条文，认为理论与实际之间有时相去甚远，值得反思。 理论计算上的力学模型与结构的实际传力途径产生脱节。可以说在砖混 结构中，并没有完全的简支构件，即使是全预制梁板，也并非完全简支 。何况对于设计安全水准日益提高，结构整体刚度和承载力标准日益提 高的以现浇梁板为主的当代砖混结构来说楼、屋面梁板，基本上都是处 于部分约束甚至是全部约束条件下。而习惯中的设计方法则仍然是以偏 于安全考虑为理由，一律按简支的力学模型来进行构件的内力计算，与 实际情况不符。本案例是一个颇为典型，很有说服力的案例。 理论分析与工程实践证明，现今的砖混结构楼屋面板的板端基本上是完 全嵌固在圈梁与墙体内的，不可能是简支，支座负弯矩一般均要大出跨 中正弯矩23倍。而习惯上的板支座配筋和规范条文规定的板支座结构 配筋，均远远不能满足实际需要。 工程事故分析呼唤理论要更进一步结合实际。 节 耸 运 镍 痴 镭 傻 震 桓 擒 柒 旅 晾 愿 鲜 炎 沾 苗 踢 贰 霹 泛 傀 域 硬 焙 患 塑 犊 白 鸥 缔 【 管 理 课 件 】 第 十 章 砖 混 结 构 裂 缝 分 析 实 例 . p p t 【 管 理 课 件 】 第 十 章 砖 混 结 构 裂 缝 分 析 实 例 . p p t 第十章 砖混结构裂缝分析实例 10.16 典型砖混结构裂缝调查六例 三. 砖砌体结构整体失稳引发的坍塌事故 1. 工程概况 1997年7月12日，某县发生一起建筑面积2500m2的五层半砖混结 构住宅楼倒塌的特大事故，造成36人死亡，3人受伤，直接经济 损失达860万元。 经全面调查认为，造成这起事故的原因是多方面的。主要原因是 该楼房工程质量低劣，砖基础侵水失稳，导致整楼坍塌。 2. 直接原因 (1) 该楼基础砖墙质量低劣(主要是材料不合格，施工不规范)。 一是砖的强度低，设计要求使用l00号砖，但实际使用的都明显 低于75号，而且基础砖墙的砖匀质性差，受水浸泡部分的砖墙破 坏后呈粉末状；二是对工程抽样检验的六种规格钢筋有五种不合 格；三是断砖集中使用，形成通缝，影响整体强度；四是按规范 要求应使用中、粗砂，实际使用的是特细砂，含泥量高达31%， 砌筑砂浆强度仅在M0.4以下，粘结力很差。 田 噬 捅 帝 沧 篡 牟 浊 陇 抠 乐 卉 硼 桥 授 潞 嫌 耪 剿 粹 财 镐 乏 袋 街 葱 釉 汞 牛 怎 晴 质 【 管 理 课 件 】 第 十 章 砖 混 结 构 裂 缝 分 析 实 例 . p p t 【 管 理 课 件 】 第 十 章 砖 混 结 构 裂 缝 分 析 实 例 . p p t 第十章 砖混结构裂缝分析实例 10.17 典型砖混结构裂缝调查六例 (2) 擅自变更设计。设计图纸要求对基础内侧进行回填土，并夯实 至0.000标高，但在建造过程中，把原设计的实地坪改为架空板 ，基础内侧未回填土，形成积水池。由于基础下有天然隔水层，地 表水难以渗透，基础砖墙内侧既无回填土，又无粉刷，长时间受积 水直接浸泡，强度大幅度降低。由于砖基础在受到水压力与土压力 的重复作用，其稳定性显然成了最危险的薄弱环节。是年7月8日至 l0日，发生洪灾，该住宅楼所处小区基础设施不配套，无截洪、排 水设施，造成该住宅楼砖墙脚和砖基础严重积水浸泡，强度大幅度 降低，稳定性严重削弱，这是造成事故的直接原因。 3. 间接原因 凡是出现类似严重的工程事故，必与政府有关建设管理部门无所作 为、管理松弛有关，导致了从开发建设的程序管理到具体的设计与 施工管理紊乱无章，不堪收拾。因此经调查被认定为一起工作人员 玩忽职守，管理紊乱引起的重大责任事故。 搭 妖 扇 础 脏 脾 局 镣 腾 报 铭 糠 黄 凹 诺 唇 灵 敲 府 进 卢 浅 椎 宵 巧 伏 挑 职 霖 朔 宽 裸 【 管 理 课 件 】 第 十 章 砖 混 结 构 裂 缝 分 析 实 例 . p p t 【 管 理 课 件 】 第 十 章 砖 混 结 构 裂 缝 分 析 实 例 . p p t 第十章 砖混结构裂缝分析实例 10.18 典型砖混结构裂缝调查六例 四. 砖柱组砌工艺不规范引起房屋倒塌 1. 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、钢筋混 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 为490mm490mm砖柱，上搁钢筋混凝土梁。置换时，经计算确认承 载力足够。但在楼盖到四层时，该独立砖柱压坏而引起房屋大面积 倒塌。 2. 计算复核 房屋结构为标准图，已经过考验，而且工程地质条件良好，并无地 基下沉失效等情况。据现场倒塌情况判断，倒塌原因显然是由砖柱 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。现验算如下。 聘 亲 专 棺 韩 让 境 功 钎 态 杯 扔 猩 哲 陋 泡 鼠 如 傻 滋 焚 特 鹤 隙 桔 陕 戳 适 丧 握 囤 当 【 管 理 课 件 】 第 十 章 砖 混 结 构 裂 缝 分 析 实 例 . p p t 【 管 理 课 件 】 第 十 章 砖 混 结 构 裂 缝 分 析 实 例 . p p t 第十章 砖混结构裂缝分析实例 10.19 典型砖混结构裂缝调查六例 荷载计算：结构恒载NG=140.5kN，使用荷载NQ=80.37kN图10.3 砖柱 包心砌法 则设计荷载：N设=1.2NG+1.4NQ=1.2140.5+1.480.37=281kN 刚性方案，砖柱高取：H0=3.2+0.5(地面以下到大放脚)=3.7m 高厚比：=3.7/0.49=7.55 砖MU7.5，沙浆M5，查得砌体强度f=1.37N/mm2 承载面积 A=0.490.49=0.24m2 20.3m2 故应取强度降低系数 a=0.7+A=0.7+0.24=0.94 按中心受压柱计算由=7.55及M5查得=0.915 可得 Nu=afA=0.9150.941.370.24106 =0.2828106N=282.8kN281kN 可见原设计可满足要求。但施工过程中采用包心砌法。如图10.3所示。 且砂浆强度达不到要求，按实际情况计算，按MU7.5，M0.4查得 f=0.79N/mm2，考虑到柱芯起不到作用，承重面积减为0.490.49 0.240.24=0.1825m2 驱 滔 窍 滥 驳 丈 痢 悍 摄 活 卤 啪 副 簇 潦 街 乱 凹 医 署 腹 俭 婪 败 弦 账 技 糖 疗 黄 款 折 【 管 理 课 件 】 第 十 章 砖 混 结 构 裂 缝 分 析 实 例 . p p t 【 管 理 课 件 】 第 十 章 砖 混 结 构 裂 缝 分 析 实 例 . p p t 第十章 砖混结构裂缝分析实例 10.20 典型砖混结构裂缝调查六例 这样，砖柱承载力 Nu=0.9150.940.790.1825106=0.124106N=124kN 0=124/281=0.441 由于实际承载力与设计承载力相差太远，发生倒塌是必然的了。 由以上分析可知，违反施工技术规范的包心砌法，质量不能保证，其总 承载力会大大降低，因此包心砌法引起的事故屡见不鲜，必须引起重视 。 五. 温度应力造成砌体结构倒塌事故 1. 事故概况 某供销社的建筑为三层混合结构，平面布置呈T字形，前面沿大街的大开 间为营业厅，后面为住宅及办公用房。底层层高为4m，二、三层的层高 为3.7m。地基良好，基础为毛石砌筑，承重墙为砖砌24墙。住宅及办公 室开间4.8m，现浇钢筋混凝土楼盖。营业大厅进深9m，采用 300mm800mm断面的梁，梁板均为现浇，大梁支于宽1000mm，厚240mm， 加370mm240mm附壁柱的窗间墙上。墙体每层均设置圈梁，截面 240mm240mm，配筋412。在B、E轴线上的大厅大梁与住宅、办公室区 段的外墙圈梁连成整体，未设伸缩缝。 用 瞩 包 究 菜 炔 疫 喳 锻 绪 聂 罕 匈 彝 肮 屡 结 驻 滑 深 囤 莉 视 抨 每 棍 阿 逮 搓 称 歹 茧 【 管 理 课 件 】 第 十 章 砖 混 结 构 裂 缝 分 析 实 例 . p p t 【 管 理 课 件 】 第 十 章 砖 混 结 构 裂 缝 分 析 实 例 . p p t 第十章 砖混结构裂缝分析实例 10.21 典型砖混结构裂缝调查六例 该工程于1976年夏季开工，1977年4月中施工到第三层窗口上 沿齐平，营业厅部分突然全部倒塌。轴线上的窗间墙全部 倒向厅内，第二层楼面的轴线上的梁头全部落地，而轴线 梁的支座基本上未动，但梁被折断。三层楼面与住宅脱开 而下坠。经现场检查认定，施工质量合格，地基良好无下沉 迹象，现浇梁板配筋，均偏于安全，倒塌原因曾引起争议。 锥 页 鼠 摔 妖 熙 门 暮 波 走 坝 揪 恰 韵 倍 毯 稼 疑 柿 促 沙 常 捍 匿 豁 饯 淤 咸 以 冗 殖 摆 【 管 理 课 件 】 第 十 章 砖 混 结 构 裂 缝 分 析 实 例 . p p t 【 管 理 课 件 】 第 十 章 砖 混 结 构 裂 缝 分 析 实 例 . p p t 第十章 砖混结构裂缝分析实例 10.22 典型砖混结构裂缝调查六例 2. 原因分析 因为营业厅倒塌是从底层砖墙破坏开始的。因而人们大都倾向于 事故是由于营业厅带砖垛的窗间墙承载力不足引起。但经反复验 算，按MU5砖及M5砂浆等级计算，底层砖垛承载力 Nu=fA=361.68kN，即令砂浆等级取M1，仍可达Nu=263kN，而 设计所需承载力仅为253.7kN，可见承载力可满足要求。既然砌 筑质量合格，则认为窗间墙不是倒塌原因。 进一步分析可以确认事故真正原因是温度应力造成的。砖混结构 的温度应力是人们熟知的，但通常不进行计算，如建筑物长度过 长，一般按规范要求设置伸缩缝。即使有些建筑未设置伸缩缝， 造成了墙体开裂，但一般不会导致房屋倒塌，因而设计人员往往 对此不特别重视。这里，因平面体型特殊，温度应力成为了引起 房屋倒塌的主要原因。如图10.4(a)所示。可见在楼盖下的纵墙上 有八字型裂缝。这是由于降温冷缩造成。因混凝土与砌体的温度 线形系数不同，且混凝土干缩量大。 幌 求 魔 清 制 岔 晾 裁 贸 傅 舆 俱 亚 片 趟 墒 吠 伍 溶 傅 岗 残 披 坝 酶 剁 诅 腾 呆 鲍 耐 把 【 管 理 课 件 】 第 十 章 砖 混 结 构 裂 缝 分 析 实 例 . p p t 【 管 理 课 件 】 第 十 章 砖 混 结 构 裂 缝 分 析 实 例 . p p t 第十章 砖混结构裂缝分析实例 10.23 典型砖混结构裂缝调查六例 楼房于夏季开工，施工到二层楼板时尚在初秋 (当地最高气温在30以 上)，而随着施工进展，进入冬季(平均气温在15)，钢筋混凝土楼 盖(包括圈梁)冷缩较大而受到砌体的制约，当砌体 的强度不足以抗拒时 而发生裂缝。在一般情况下，砌体一旦开裂，则等于约束解除，应力释 放，残余变形不大，不致危及安全。但在本案例的特殊情况下，在轴线 处，应力释放后应无问题。而在轴线与处，则因B、E轴线上大梁 与外墙圈梁相连成整体，混凝土梁冷缩产生的拉力顺大梁直接传到了轴 线外墙上，再加上轴线C、D梁的冷缩力共同作用，从而造成窗间墙内 倾、倒塌，继而梁头下沉，最终造成整体倒塌事故。 六. 地基土冻胀引起砌体结构开裂事故 北京某饭厅为29.5m的大跨度两铰木结构，钢筋混凝土单独基础，砖围护 墙。饭厅正门向东。沿南、北外纵墙各有三个边门斗，均为砖墙承重， 钢筋混凝土屋面，200mm深浅埋式的灰土基础。该饭厅冬季建成，建成 后北部三个门斗墙上出现45方向斜裂缝，其形状都是从窗口上下角开始 向墙角发展，裂缝最宽处2mm3mm，上下两头尖细。南部三个门斗完 好无损，如图10.5所示。 蛙 赛 腔 务 座 缀 球 夫 浚 韧 货 虑 萎 射 签 替 日 熙 渐 沾 镁 锡 仙 肮 瘫 屯 乙 柜 反 甘 丧 祸 【 管 理 课 件 】 第 十 章 砖 混 结 构 裂 缝 分 析 实 例 . p p t 【 管 理 课 件 】 第 十 章 砖 混 结 构 裂 缝 分 析 实 例 . p p t 第十章 砖混结构裂缝分析实例 10.24 典型砖混结构裂缝调查六例 起初，曾怀疑北侧地基不好，主体结构下沉，但经 观察，主体结构并无明显沉降。后来挖开北部门斗 基础，发现埋深仅200mm，基础下面土的颗粒间有 冰渣。仔细观察北门斗地面，有隆起现象，离北纵 墙愈远处地面隆起愈高。相反，挖开南部门斗基础 ，虽埋深相同，但基础下面土未遭冻结，地面也无 隆起现象。接着在北纵墙附近日照阴影范围内的天 然地面挖坑，发现地面下450mm深度以内的粉土层 均已冻结；相反，在南墙根类似地面挖坑，却无冻 结现象。 因此可以确认，北门斗墙开裂是由于墙基埋深太浅遭受土的不均匀冻胀 力的结果(北门斗内部冻结深度浅、冻结力小，而外部冻结深度深、冻胀 力大)；南门斗下土层因有日照影响未曾冻结。处理措施是立支柱将北门 斗屋面板顶起，将侧墙和墙基拆除，重新做素混凝土基础，埋置深度为 室外地坪下600mm处。按此做法处理后，冻结病害得到根治。 桓 摔 椿 帕 城 做 低 壤 磁 捌 径 莹 减 汰 研 剖 别 嗽 锡 瞪 逝 渴 藕 蹄 闰 几 斌 纽 矩 痰 破 米 【 管 理 课 件 】 第 十 章 砖 混 结 构 裂 缝 分 析 实 例 . p p t 【 管 理 课 件 】 第 十 章 砖 混 结 构 裂 缝 分 析 实 例 . p p t 第十章 砖混结构裂缝分析实例 10.25 砖混结构裂缝的特征及产生原因 一. 砖混结构墙体上的正八字型裂缝 在砌体结构的顶层墙体上和底层墙体上比较容易发 生一些斜向裂缝，通常位于窗的上下对角线上，成 45斜向发展，左右对称而形成正八字型裂缝。如 图10.6所示。它的产生原因主要有以下几点。 1. 外界环境温度的变化 砌体结构的屋盖一般是采用钢筋混凝土材料。墙体 是采用砖或砌块。这两者的温度线膨胀系数相差比 较大，钢筋混凝土的线膨胀系数为1.010-5，砖墙 的温度线膨胀系数为0.510-5。所以在相同温差下 ，混凝土构件的变形要比砖墙的变形大1倍以上。 两者的变形不协调就会引起因约束变形而产生的附 加应力。当这种附加应力大于砌体的抗拉应力时就 会在墙体中产生裂缝，当温度下降板面冷缩量大于 墙体冷缩量时，就会出现正八字型裂缝，如图 (a) 所示。 言 占 惜 钱 怪 妄 阉 匹 发 琵 肪 蜡 卉 钒 壶 庸 宇 屈 饺 杂 徊 巴 抵 各 边 庇 已 恳 店 篆 尤 铱 【 管 理 课 件 】 第 十 章 砖 混 结 构 裂 缝 分 析 实 例 . p p t 【 管 理 课 件 】 第 十 章 砖 混 结 构 裂 缝 分 析 实 例 . p p t 第十章 砖混结构裂缝分析实例 10.26 砖混结构裂缝的特征及产生原因 2. 地基不均匀沉降 支承整栋房屋的下部地基会发生压缩变形，当地基土质不均匀 或作于地基上的上部荷载不均匀时，就会引起地基的不均匀沉 降，使墙体发生变形，而产生附加应力。当这些附加应力超过 砌体的抗拉强度时，墙体就会出现裂缝，而且当房屋中间部分 沉降过大，两边沉降过小时，就会出现正八字型裂缝，如图 (b)所示。 宋 尝 易 惕 楚 塔 践 板 拦 第 恿 棵 璃 颜 篱 神 坚 限 么 蔡 趾 馏 衅 复 魏 蛙 还 亮 冲 顷 彤 娇 【 管 理 课 件 】 第 十 章 砖 混 结 构 裂 缝 分 析 实 例 . p p t 【 管 理 课 件 】 第 十 章 砖 混 结 构 裂 缝 分 析 实 例 . p p t 第十章 砖混结构裂缝分析实例 10.27 砖混结构裂缝的特征及产生原因 3. 地基的冻胀 地基土上层温度降到0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，向上隆起可达几毫米至几十毫米，其折算冻胀力可达 2106MPa，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，当房 屋两端冻胀较多，中间较少时，在房屋两端门窗口角部产生形 状为正八字型斜裂缝，如图 (c)所示。 金 塑 堵 捍 愤 邵 匝 牛 役 袭 雹 痞 荷 歧 燃 添 垣 劈 套 睬 把 鳞 褥 林 分 袁 境 嚎 慧 句 行 泅 【 管 理 课 件 】 第 十 章 砖 混 结 构 裂 缝 分 析 实 例 . p p t 【 管 理 课 件 】 第 十 章 砖 混 结 构 裂 缝 分 析 实 例 . p p t 第十章 砖混结构裂缝分析实例 10.28 砖混结构裂缝的特征及产生原因 二. 砖混结构墙体上的倒八字型裂缝 在砌体结构的顶层墙体上和底层墙体上，也容易发生位于窗的上下 对角线上成45斜向发展，左右对称而形成的倒八字型裂缝，它的产 生原因主要有以下几点。 1. 地基的冻胀 当房屋两端冻胀量较小，中间较大时，在房屋两端门窗口角部位会 产生形状为倒八字形斜裂缝，如图 (a)所示。 诛 屉 子 换 颇 狄 区 滤 座 痞 控 铃 殉 双 咐 妊 找 书 齿 勤 痕 讫 茬 土 恩 添 沼 琶 奎 蛛 页 扯 【 管 理 课 件 】 第 十 章 砖 混 结 构 裂 缝 分 析 实 例 . p p t 【 管 理 课 件 】 第 十 章 砖 混 结 构 裂 缝 分 析 实 例 . p p t 第十章 砖混结构裂缝分析实例 10.29 砖混结构裂缝的特征及产生原因 2. 地基不均匀沉降 不均匀沉降发生后，沉降大的部分砌体与沉降小的部分砌体产 生相对位移，从而在砌体中产生附加的拉力和剪力。当这种附 加内力超过砌体强度时，砌体中便产生裂缝。裂缝大致与主拉 应力方向垂直，裂缝倾向一般朝沉陷大的部位，当房屋的两端 沉降过大，就出现倒八字裂缝，如图 (b)所示。 钨 钎 横 韭 利 乡 碧 施 侣 占 褥 瞧 敖 楷 岁 艇 趴 柑 碘 澄 泼 葵 烷 谨 简 窖 弘 赛 俺 柄 级 售 【 管 理 课 件 】 第 十 章 砖 混 结 构 裂 缝 分 析 实 例 . p p t 【 管 理 课 件 】 第 十 章 砖 混 结 构 裂 缝 分 析 实 例 . p p t 第十章 砖混结构裂缝分析实例 10.30 砖混结构裂缝的特征及产生原因 3. 温度变化的影响 当外界温度上升时，钢筋混凝土屋盖的热胀量大于砌体结构墙体 的热胀量，从而在墙体与顶板接触的界面上产生一组向外的剪胀 力，这组水平剪胀力与垂直压应力组合成的主拉应力值超过墙体 的抗拉强度就出现了倒八字裂缝，如图 (c)所示。 逛 搞 共 砧 核 透 扣 识 炙 蓄 恋 需 谈 满 涩 房 碎 停 栖 虱 宰 红 材 婆 蓬 嘴 琉 发 铀 啊 威 串 【 管 理 课 件 】 第 十 章 砖 混 结 构 裂 缝 分 析 实 例 . p p t 【 管 理 课 件 】 第 十 章 砖 混 结 构 裂 缝 分 析 实 例 . p p t 第十章 砖混结构裂缝分析实例 10.31 砖混结构裂缝的特征及产生原因 三. 砖混结构墙体上的垂直裂缝 砌体结构在荷载和变形的作用下，在一些部位易出现垂直裂缝，其原因 较为复杂，一般有以下几种。 1. 温度的影响 房屋在正常使用条件下，当墙体很长时，由于温缩和干缩，会在墙体中 间出现垂直贯通裂缝，而且可能使楼(屋)盖裂通，如图10.8(a)所示。同时 在房屋楼盖错层的端部、圈梁的端部，外廊和雨蓬梁的端部会出现局部 的垂直裂缝，如图10.8(b)所示。 呵 袍 盂 世 相 则 郑 炭 甩 款 道 玉 卿 但 舌 亏 芦 泡 样 镊 遁 茶 站 豺 梧 监 羌 谤 尼 卑 迷 太 【 管 理 课 件 】 第 十 章 砖 混 结 构 裂 缝 分 析 实 例 . p p t 【 管 理 课 件 】 第 十 章 砖 混 结 构 裂 缝 分 析 实 例 . p p t 第十章 砖混结构裂缝分析实例 10.32 砖混结构裂缝的特征及产生原因 2. 荷载作用的影响 (1) 因墙体不同部位的压缩变形差异过大而在压缩变形小的部分出现垂 直方向的剪胀裂缝，如图10.9(a)所示，底层窗下墙上的垂直裂缝。 (2) 因墙体中心压力过大，在墙体出现垂直裂缝，裂缝平行于压力方向 ，先在砖长条面中部断裂，沿竖向砂浆缝上下贯通，贯通裂缝之间还可 能出现新的裂缝，如图10.9(b)所示，为典型的剪切裂缝或剪拉裂缝。 (3) 因墙体受到与砖顶面平行的拉力，而在墙体中出现垂直裂缝，裂缝 垂直