構(gòu)件論文砌體結(jié)構(gòu)的加固

1、構(gòu)件論文|砌體結(jié)構(gòu)的加固    1、砌體受力特點及失效形式 : Q2 s' o2 H8 _: s（1）主要受力特點 % J7 8 z) J% W2 Z  F! P, l& Z3 R砌體結(jié)構(gòu)構(gòu)件由塊材和砂漿砌筑而成，包括墻、柱、過梁、擋土墻、煙囪、池壁、拱等構(gòu)件。砌體構(gòu)件中的塊材包括磚、砌體、石材三大類，其中磚通常采用燒結(jié)普通磚、燒結(jié)多孔磚、蒸壓灰土砂磚和蒸壓粉煤灰磚等，砂漿包括水泥砂漿、混合砂漿、石灰砂漿等，老建筑物中有的還采用粘土砂漿。 ' i2 r* E+ W# n7 2 Y0 U砌體結(jié)構(gòu)具有以下主要特點：

2、 ( G! & q- u; V1）砌體構(gòu)件主要用作墻、柱等受壓構(gòu)件，剛度一般較大，但其強度較低，特別是抗剪、抗彎和抗拉強度。 * Q8 _% x% c/ U# w9 X. b; n2）砌體房屋的自重較大，地基易發(fā)生不均勻沉降現(xiàn)象，而房屋基礎(chǔ)通常采用墻下條形基礎(chǔ)和柱下獨立基礎(chǔ)，對地基不均勻沉降的調(diào)節(jié)有限，墻體常常因地基的不均勻沉降而開裂。 * o. z& . l( E9 Y+ z; d3）砌體結(jié)構(gòu)通常采用鋼筋混凝土樓、屋蓋，由于砌體材料和混凝土材料的熱脹系數(shù)存在顯著差別，砌體結(jié)構(gòu)中墻體也常常因較大的溫度作用而開裂。 ! P2 v1 ( i4 |4）砌體結(jié)構(gòu)中磚和砂漿均為多孔材料，

3、易受潮，在自然和使用環(huán)境中不利因數(shù)的長期作用下，易出現(xiàn)風(fēng)化、凍融、腐蝕等耐久性損傷。 2 P; H* R, z! ?, N5）砌體結(jié)構(gòu)需人工砌筑，工作量大，勞動強度高，施工質(zhì)量的變異性較大，而砌體的受力性能對施工質(zhì)量又較為敏感，因此砌體構(gòu)件的性能常常因質(zhì)量缺陷而降低。 ! p8 w4 s$ z/ p. E' R) o9 q9 （2）失效形式 7 I7 '/ f% - g* " J1 S砌體構(gòu)件主要用于承壓，部分構(gòu)件也會用于承受剪力、彎矩或拉力。對于承載能力極限狀態(tài)，砌體構(gòu)件的失效形式包括： ; l& m( m: y; Q! v0 T* Q1）軸心和偏心受壓破壞

4、。此為墻、柱等受壓構(gòu)件的主要破壞形式。   F' Q8 R6 S) H; f2）局部受壓破壞。主要出現(xiàn)于承受豎向集中的受壓構(gòu)件的破壞中，如支承鋼筋混凝土梁的墻和柱。 4   Z5 k2 b# g! X6 o# B5 4 z3）軸心受拉破壞。出現(xiàn)于圓形水池池壁等受拉構(gòu)件破壞中。 4 s% J: c: y* z2 C4）彎曲受拉破壞。出現(xiàn)于擋土墻等受彎構(gòu)件的破壞中。 " F5 S& p4 P( H+ |# o" n- o5）受剪破壞。主要出現(xiàn)于受彎構(gòu)件的破壞中以及磚拱支座的破壞中。 $ G3 c! 0 A1 F6）傾覆破壞

5、。主要出現(xiàn)于挑梁的破壞中。 % E* ?( M: m) y" i除了喪失承載力，砌體構(gòu)件還可能因破損、開裂、傾斜、振動等因素而影響建筑物正常使用，這些屬于結(jié)構(gòu)構(gòu)件正常使用極限狀態(tài)方面的失效形式。 1 m) c% V7 c( 0 _+ l2 # t+ e2、砌體結(jié)構(gòu)由于承載力不足而產(chǎn)生事故的主要原因 3 L/ t0 R& p" H$ b3 |2 r（1）計算錯誤 7 F  c7 X# W: i: 2 主要表現(xiàn)在采用的截面偏小，使用的磚和砂漿強度等級偏低，鋼筋混凝土大梁支座處未設(shè)置梁墊，把大梁架在門窗洞上而沒有設(shè)置托梁，以及砌體的高厚比等構(gòu)造不符合規(guī)

6、范規(guī)定等。這些問題的發(fā)生，一部分是由于設(shè)計和制圖人員工作疏忽，如對建筑物的使用目的了解不透，采用的計算荷載偏小，或計算發(fā)生差錯，或制圖、描圖時注錯了尺寸、強度等級等而未被發(fā)現(xiàn)。但大量的問題是由于不按基本建設(shè)程序辦事，不經(jīng)設(shè)計單位設(shè)計，隨便找不懂技術(shù)的人胡亂“設(shè)計”而造成的。浙江省紹興縣某鄉(xiāng)于1980年蓋了一座2層的辦公樓，共517平方米，沒有請設(shè)計單位設(shè)計，由一位油工畫了一幅草圖便施工，剛施工到2層時，磚柱被壓壞，整個房屋倒塌。后經(jīng)驗算，全部使用荷載加上去之后，磚柱安全系數(shù)只有0.29.磚柱、承重磚墻的設(shè)計安全系數(shù)不足，設(shè)計失誤，再加上施工質(zhì)量不好，造成事故最多，也最嚴(yán)重。有的由于設(shè)計中漏算荷

7、載，組合沒有考慮最不利情況等設(shè)計錯誤，致使截面承載力嚴(yán)重不足。 % Z3 '2 I, 3 i% g8 u2 C% ?另一種情況是不經(jīng)科學(xué)計算，根據(jù)領(lǐng)導(dǎo)行政命令或某些人的 主觀想象，對已峻工或正在施工的工程隨便增層，加大了下部結(jié)構(gòu)的荷載，造成下部結(jié)構(gòu)承載能力不夠。四川省重慶市某商業(yè)單位修建了一棟面積為1000平方米的門市部，原為慶市某商業(yè)單位修建了一棟面積為層，未經(jīng)結(jié)構(gòu)計算便決定增加一層，加層后全部倒塌。在其他省市也有不少隨便增層造成房屋倒塌的教訓(xùn)。 $ W- u" m7 x% H1 G例：浙江省鎮(zhèn)海縣灣塘鄉(xiāng)文化中心樓倒塌事故 3 F6 L: P7 e& n 

8、 e3 U* W! I3 '1985年4月5日5時左右，尚未完工的灣塘鄉(xiāng)文化中心樓突然例塌，末造成人員傷亡，但直接經(jīng)濟損失達25萬元。 " 4 : S1 ( N, b$ X+ 該文化中心樓為三層磚混結(jié)構(gòu)，荷載梁傳至獨立的磚柱上，使得磚柱成為該結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵的構(gòu)件。在設(shè)計時，設(shè)計人員錯把磚的強度等級mu75當(dāng)成砌體的設(shè)計強度，致使柱的承載力明顯不足，計算數(shù)據(jù)表明：倒塌時柱實際荷載為3443kn，而磚柱的承戴能力為160.9kn，兩者相差太多。   ) S& O- C; W另一方面，在倒塌前磚柱己出現(xiàn)了縱向裂縫，至3月中旬，裂縫長達50cm，而現(xiàn)

9、場施工人員用12水泥砂漿對磚柱進行了抹灰“補強”，將其余立面留給設(shè)計人員檢查。設(shè)計人員看后認(rèn)為可以繼續(xù)施工，在荷重進一步增加的情況下，底層正立而磚柱爆裂，樓房間西側(cè)一塌到底。 2 h% V" N8 N- ; l( v! （2）施工質(zhì)量差。 6 j: f5 M- s, G  |! c砌體結(jié)構(gòu)強度與砌筑質(zhì)量的關(guān)系很密切。施工管理不嚴(yán)，質(zhì)量把關(guān)不嚴(yán)是造成磚石結(jié)構(gòu)出事故的主要原因。例如：施工過程中雇傭非技術(shù)工人砌磚，砌筑過程不按規(guī)程要求，造成上下通縫，磚柱采用包心砌法，砂漿強度過低，有的在墻上任意開洞，過多地削弱了斷面等。 . s8 z5 2 . u1）砌筑砂漿質(zhì)量。砂漿

10、強度偏低。砂漿強度直接影響砌體的強度。如砂漿強度偏低，必然要降低砌體的強度。造成砂漿強度偏低的主要原因是：使用了不合格的水泥，如水泥存放時間過長，降低了活性，或受潮、有結(jié)塊，或是地方水泥廠生產(chǎn)的水泥，強度不穩(wěn)定等；施工配比不準(zhǔn)確，少放水泥，多放了砂子和摻合料；常溫施工不潤磚，砌筑時砂漿中的水分很快被磚吸干，造成水泥脫水，不能充分水化；使用了不合要求的摻合料，如粘土混合砂漿用的粘土細(xì)度不合格，含有有害成分等。 - 8 k  L+ L( f$ Y/ P( B2）灰縫砂漿飽滿度不夠。磚砌體是用砂漿將零星的磚塊粘結(jié)在一起的，其強度不僅取決于磚和砂漿的實際強度等級，而且也和灰縫砂漿飽

11、滿度有關(guān)。由于砌磚為手工操作，在砌體中，磚塊之間的砂漿不可能鋪得非常均勻、飽滿、密實，砂漿和磚表面不可能很均勻地接觸和粘結(jié)，存在一些空隙和孔洞，因此在砌體受壓時，砌體中的磚塊不是單純地均勻受壓，而是處于受壓、受彎、受剪等復(fù)雜的受力狀態(tài)之下。在使用同一種強度的磚和砂漿的情況下，砌體的實際強度隨砂漿飽滿度的變化而變化，灰縫砂漿飽滿度高的，砌體中空隙、孔洞就少，砌體的強度就高一些，反之，砂漿飽滿度低的，砌體強度也低一些，大約在20%范圍內(nèi)變化。為了保證磚砌體的抗壓強度不低于設(shè)計規(guī)范中規(guī)定的數(shù)值，水平灰縫的砂漿飽滿度必須達到73.2%以上。國家標(biāo)準(zhǔn)從有利于保證工程質(zhì)量出發(fā)，并考慮到實際施工的可能性，規(guī)

12、定磚砌體的水平灰縫的砂漿飽滿度不得低于豎縫砂漿的設(shè)計要求，從而降低了砌體的承載能力。造成砌體灰縫砂漿飽滿度偏低的主要原因是： 4 c1 b1 n! N3 K; y) o磚的形狀不合乎要求，如有的磚尺寸偏大，使灰縫厚度偏小，砌磚時，遇到砂漿里有較粗顆粒時，磚塊不容易把灰縫擠實。有的磚撓曲變形，使灰縫厚薄不均，也不容易擠實。 ; X, l" P- Q8 J9 7 V' h' G: % S砂漿和易性不好。如砂漿拌得太干，或骨料太粗，或沒有摻入塑化料等，使砂漿和易性不好。 4 w5 X! B  l# 3 v; q! s施工時不潤磚，砌筑時磚塊很快把砂漿中的

13、水分吸走， 使砂漿失去和易而擠不實。 ( C+ V* H! + H  u操作方法不當(dāng)。有的地區(qū)習(xí)慣瓦刀砌法，這種操作性，因而也不能做到飽滿、密實。 7 o. k% . i# l4 O3）組砌方法不當(dāng)。 0 m% E, W: B3 ?  a組砌方法不當(dāng)包括出現(xiàn)立縫和兩層皮觀象，磚柱采用包心砌法等。一般宜采用滿順滿丁和梅花丁的砌法，內(nèi)外兩皮磚層最多隔五層就應(yīng)有一日丁磚拉結(jié)（五順一?。?，水池宜川三順一丁的組砌筑方法，磚柱不得采用包心組砌方法。 3 F2 x, n; F7 J' a4）接搓。 , s  z. q4 8 W; w% o&

14、amp; i) O/ K磚砌體的接搓應(yīng)采用退搓砌法，當(dāng)退搓確有困難時，應(yīng)當(dāng)留引出墻面120mm的直搓，并按規(guī)定設(shè)拉條。 9 ) R* g9 a% & D2 c1 5）磚的質(zhì)量不合格。 * y. e( i) m% T磚砌體的強度是與磚和砂漿的強度成正比的。因此，如果在施工中使用了強度等級低于設(shè)計要求的磚，必定要降低砌體的強度，從而影響其承載能力。除了磚的強度等級對砌體的承載能力有影響外。磚的形狀、焙燒情況、制磚粘土成分等， 9 D% h0 Q0 B, c* k* / D& J0 V$ r1 i對砌體強度也有影響。需要特別指出的是，我國某些產(chǎn)石灰石地區(qū)的粘土中含有大量石灰石小卵石，

15、有的磚廠在生產(chǎn)過程中篩選不嚴(yán)，把這些石灰石小卵石裹在磚坯里，焙燒后，石灰石變成生石灰，藏在磚的內(nèi)部，嚴(yán)重影響磚的質(zhì)量。這種磚，如不見水，強度還是很高的，但一潤水，便“爆炸”（生石灰吸水熟化膨脹，把磚脹成酥松體）。工人把這種磚叫做“爆炸磚”。如果把它用在砌體上，必然大大地降低砌體的承載能力。 1 - l1 ?9 o' h( z% V0 M6）隨意打洞或留洞位置不適當(dāng)。 7 F5 ?" G6 K" k3 , R為了安裝水、暖、電管線，在已經(jīng)砌好的磚墻、磚柱上隨意開槽打洞。有的開橫槽，把240mm寬的墻鑿去120mm.有的在柱子上打洞，把柱子截面鑿去了一半。還有的在不允許

16、留洞的地方，如獨立磚柱、寬度小于1m的窗間墻、磚過梁上與過梁成60度角的三角形范圍內(nèi)、梁或梁墊下及其左右各500mm的范圍內(nèi)，以及門窗兩側(cè)180mm和轉(zhuǎn)角處430mm的范圍內(nèi)留腳手眼。這些作法，都嚴(yán)重地破壞了砌體結(jié)構(gòu)，使其承載能力大大降低。 # M7 ( N2 j' # u, # K（3）未注意空曠房屋承載力降低因素。 3 |6 g& I" r1 l3 t! u, n6 v$ R一些跨度較大，層高較高的而隔墻間距又較大的空曠磚砌房屋，如會議室、禮堂、食堂、農(nóng)村企業(yè)車間等，因其磚垛承載力是隨高度的增加而減少的，若下降幅度過大會使承載力不足。 ' m- T0 # d) 8 Z例：陜西延長油礦綜合樓倒塌事故   c7 E  Z# i# o5 , U/ F% y4 G' o7 陜西省延長油礦綜合樓主體工程完工后，于1984