混凝土結(jié)構(gòu)事故案例分析ppt課件

1、|某工程為三層磚混構(gòu)造，現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓蓋，縱墻承重、灰土根底圖2.13。施工后于當(dāng)年10月澆灌二層樓蓋混凝土。全部主體構(gòu)造于第二年1月完工。在4月間進展裝修工程時，發(fā)現(xiàn)各層大梁均有斜裂痕。|其景象：| 裂痕多為斜向，傾角5060，且多發(fā)生在300mm的鋼箍間距內(nèi)。近梁中部為豎向裂痕| 斜裂痕兩端密集，中部稀少值得留意的是在縱筋截斷處都有斜裂痕；其沿梁高度方向的位置較多地在中和軸以下，個別貫穿梁高。| 裂痕寬度在梁端附近約0.51.2mm，近跨中約0.10.5mm；裂痕深度普通小于1/3，個別的兩端穿通；裂痕數(shù)量每根梁少那么4根，多那么22根，普通為1015根。|施工緣由：澆灌二層梁板時，未采

2、用專門養(yǎng)護措施，澆灌后2h就在板面鋪腳手板、堆放磚塊進展砌墻。11月初澆灌三層現(xiàn)澆板時，室內(nèi)溫度為01C，未采取保溫措施。根據(jù)實驗資料，混凝土在21d后的強度只達(dá)28d實際強度值的42.5%，一個月后才到達(dá)52%。因此混凝土早期受凍是這起質(zhì)量事故的重要緣由。另外，混凝土的水泥用量偏低只需210kg/m3,略少于225kg/m3的最低值也是要素之一。|設(shè)計緣由：其一是箍筋間距過大。7.2.7條規(guī)定，“當(dāng)梁高為500mm且V0.07fcbh0時，梁中箍筋的最大間距為200mm。而本工程箍筋間距卻為300mm，這就是斜裂痕多發(fā)生在箍筋之間的緣由。其二是是縱筋在梁跨中間截斷。6.1.5條規(guī)定，“縱向受

3、拉鋼筋不宜在受拉區(qū)截斷。而本工程梁中部分縱向受拉鋼筋在跨中截斷，截斷處都出現(xiàn)斜裂痕，這闡明受拉鋼筋對梁截面的抗剪才干起到一定作用，也闡明規(guī)范的規(guī)定是最適宜的。|比較施工和設(shè)計緣由，顯然可見，施工中混凝土早期受凍是產(chǎn)生本工程質(zhì)量事故的 主要緣由。|由于梁上有大量斜裂痕，很容易發(fā)生脆性截面破壞，引起梁的斷裂，故必需進展加固。加固方案是在原大梁外包一U形截面梁，該梁按接受原來梁的的全部彎矩和剪力進展設(shè)計，并在U形截面梁的端部沿墻設(shè)置鋼筋混凝土柱和根底，作為加固梁的支承。|某辦公樓為現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架構(gòu)造。在到達(dá)預(yù)定混凝土強度撤除樓板模板時，發(fā)現(xiàn)板上有無數(shù)走向不規(guī)那么的微細(xì)裂紋，如圖2.16所示。裂痕

4、寬0.050.15mm，有時上下貫穿，但其總體特征是板上裂紋多于板下裂紋 |查得施工時的氣候條件是：上午9時氣溫13C，風(fēng)速7m/s，相對濕度40%；中午溫度15C，風(fēng)速13m/s最大瞬時風(fēng)速達(dá)18m/s，相對濕度29%；下午5時溫度11C，風(fēng)速11m/s，相對濕度39%。灌注混凝土就是在這種非?？菰锏臈l件下進展的。由于異?？菰锛由蠌婏L(fēng)影響，故使得混凝土在凝結(jié)后不久即出現(xiàn)裂紋。根據(jù)有關(guān)資料記載：當(dāng)風(fēng)速為16m/s時，混凝土的蒸發(fā)速度為無風(fēng)時的4倍；當(dāng)相對濕度10%時，混凝土的蒸發(fā)速度為相對濕度90%時的9倍以上。根據(jù)這些參數(shù)推算，本工程在上述氣候條件下的蒸發(fā)速度可達(dá)通常條件的810倍。|因此，

5、可以以為與大氣接觸的樓板上面受枯燥空氣和強風(fēng)的影響成為產(chǎn)生較多失水收縮裂紋的主因，而曾受模板維護的樓板下面這種失水收縮裂紋會比較少一點。經(jīng)過對灌注樓板是預(yù)留的試塊和對樓板承載才干進展實驗，均能到達(dá)設(shè)計要求。|這闡明具有失水收縮的混凝土初期裂紋對樓板的承載力并無影響。但是為了建筑物的耐久性，還應(yīng)運用樹脂注入法進展補強。|某劇場挑臺平面和柱截面配筋如圖2.19a、b所示。在14根鋼筋混凝土柱子中有13根有嚴(yán)重的蜂窩景象。詳細(xì)情況是：柱全部側(cè)面面積142m2,蜂窩面積有7.41 m2，占5.2%；其中最嚴(yán)重的是K4，僅蜂窩中露筋面積就有0.56 m2。露筋位置在地面以上1m處，正是鋼筋的搭接部位圖2

6、.19c.|混凝土灌注高度太高。7m多高的柱子在模板上未留灌注混凝土的洞口，傾倒混凝土?xí)r未用串筒、留管等設(shè)備，違反施工驗收規(guī)范中關(guān)于“混凝土自在傾落高度不宜超越2m及“柱子分段灌注高度不應(yīng)大于3.0m的規(guī)定，使混凝土在灌注過程中已有離析景象。|灌注混凝土厚度太厚，搗固要求不嚴(yán)。施工時未用振搗棒，而采用6m長的木桿搗固，并且錯誤地規(guī)定每次灌注厚度以一車混凝土為準(zhǔn)約厚40cm，灌注后搗固30下即可。此規(guī)定違反了施工驗收規(guī)范中關(guān)于“柱子灌注厚度不得超越20cm的界限。|柱子鋼筋搭接處的設(shè)計凈距太小，只需3137.5mm，小于設(shè)計規(guī)范規(guī)定柱縱筋凈距應(yīng)50mm的要求。實踐上有的露筋處凈距為0或10mm。

7、|剔除全部蜂窩周圍的松散混凝土；用濕麻袋塞在鑿剔面上，經(jīng)24h使混凝土濕透厚度至少4050mm；按照蜂窩尺寸支以有喇叭口的模板，如圖2.19e；灌注加有早強劑的C30舊混凝土為C20豆石混凝土；養(yǎng)護14晝夜；拆模后將喇叭口上的混凝土鑿除。除以上補強措施外，還應(yīng)對柱進展超聲波探傷，查明能否還有隱患。 |某會議室門廳，屋面板為預(yù)制樓板，而大梁、圈梁、雨罩均為現(xiàn)澆C20鋼筋混凝土構(gòu)件圖2.27。施工時，大梁混凝土先灌筑，圈梁、雨罩混凝土因故后澆灌，但卻不適當(dāng)?shù)貙⑹┕たp留在大梁梁端與圈梁交接處圖2.27甲，而且施工縫處的混凝土沒有妥善處置，又由于該處混凝土沒有側(cè)向限制而無法振搗，實踐上構(gòu)成松散的一堆

8、。|施工縫留在梁端剪力最大部位；|施工縫處混凝土強度等級顯然不滿足設(shè)計要求，甚至缺乏C10，嚴(yán)重影響梁端抗剪才干和粘著力強度；|新舊混凝土無法銜接。|將梁端混凝土用工小心地鑿成如圖2.27乙所示外形，并將部分預(yù)制樓板，以加強梁端的抗剪才干。|北京某旅館的某區(qū)為一6層兩跨延續(xù)梁的現(xiàn)澆鋼筋混凝土內(nèi)框架構(gòu)造，上鋪預(yù)應(yīng)力空心樓板，房屋周圍的底層和二層為490mm厚承重磚墻，二層以上為370mm厚承重磚墻。全樓底層5.0m高，用作餐館，底層以上層高3.60m，用作客房。底層中間柱截面為圓形，直徑550mm，配置9根直徑為22的二級鋼筋縱向受力鋼筋，6200箍筋，如圖2.35所示。柱根底的底面積為3.50

9、m3.50m的單柱鋼筋混凝土階梯形根底；周圍承重墻為磚砌大放腳條形根底，底部寬度1.60m，二者均以地基承載力fk=180Kn/m2(持力土層為粘性土)，并思索根底寬、深度修正后的地基承載力設(shè)計值算得。|該房屋的一層鋼筋混凝土工程在冬季進展施工，為混凝土防凍而在澆筑混凝土?xí)r摻入了水泥用量3%的氯鹽。|該工程建成運用兩年后，某日，忽然在底層餐廳A柱柱頂附近處，掉下一塊約40mm直徑的混凝土碎塊。為防止房屋倒塌，餐廳和旅館不得不暫時停頓營業(yè)，檢查事故緣由。| 在該建筑物的構(gòu)造設(shè)計中，對兩跨延續(xù)梁施加于柱的荷載，均是按每跨50%的全部恒活荷載傳送給柱估算的另50%由承重墻接受，與實際上準(zhǔn)確的兩跨延續(xù)

10、梁傳送給柱的荷載相比，少算25%的荷重。| 柱根底和承重墻根底雖均按fk=180Kn/m2設(shè)計，但經(jīng)復(fù)核，兩側(cè)承重墻下條形根底的計算沉降估計45mm左右，顯然大于鋼筋混凝土柱下根底的計算沉降量估計在34mm左右。雖然，他們間的沉降差為11mm0.002l=0.0027000=14mm,是允許的；但是，由于支承延續(xù)梁的承重墻相對“軟沉降量相對大。而支承延續(xù)梁的柱相對“硬沉降量相對小，致使樓蓋荷載往柱的方向調(diào)整，使得中間柱實踐接受的荷載比設(shè)計值大而兩側(cè)承重墻實踐接受的荷載比設(shè)計值要小。1和2項累計，柱實踐接受的荷載將比設(shè)計值要大得多。|柱雖按550圓形截面鋼筋混凝土受壓構(gòu)件設(shè)計，配置9根直徑為22

11、的二級鋼筋縱向鋼筋，AS=3421mm2，含鋼率1.44%，從截面承載力看是足夠的，但箍筋配置不合理，表現(xiàn)為箍筋截面過細(xì)、間距太大、未設(shè)置附加箍筋，也未按螺旋箍筋思索，致使箍筋難以約束縱向受壓力后的側(cè)向壓屈。|底層混凝土工程是在冬季施工的，混凝土在澆筑是摻加了氯鹽防凍劑，對混凝土有鹽污染作用，對混凝土中的鋼筋腐蝕起催化作用。實踐上，從底層柱破害處的鋼筋實況分析，縱向鋼筋和箍筋均已生銹，箍筋直徑原為6，銹后實為5.2左右，截面損失率約為25%。如此細(xì)又如此稀的箍筋難以接受柱端截面上9根直徑為22的二級鋼筋縱筋側(cè)向壓屈所產(chǎn)生的橫拉力，起結(jié)果必然是箍筋在其最薄弱處斷裂，此斷裂后的混凝土維護層剝落，混

12、凝土碎塊下掉。|某百貨大樓一層櫥窗上設(shè)置有挑出1200mm通長現(xiàn)澆鋼筋混凝土雨篷，如圖2.36a。待到達(dá)混凝土設(shè)計強度拆模時，忽然發(fā)生從雨篷根部折斷的質(zhì)量事故，呈門簾狀如圖2.36b。|受力筋放錯了位置離模板只需20mm，如圖2.36c所致。原來受力筋按設(shè)計布置，鋼筋工綁扎好后就分開了。打混凝土前，一些“好心人看到雨篷鋼筋浮擱在過梁箍筋上，受力筋又放在雨篷頂部傳統(tǒng)的概念總以為受力筋就放在構(gòu)件底面，就把受力筋暫時改放到過梁的箍筋里面，并貼著模板。打混凝土?xí)r，現(xiàn)場人員沒有對受力筋位置進展檢查，于是發(fā)生上述事故。|某工程框架柱的原設(shè)計截面及配筋如上圖a，在綁扎柱基插筋時，錯誤地將兩排5 25變成3

13、25(圖b)。此失誤在柱基混凝土澆筑終了后才發(fā)現(xiàn)。|在柱的短邊各補上2 25插筋。|為保證新加插筋的錨固，在兩個短邊上各用3 25橫筋與短邊3 25焊成一體，并將第二步臺階加高500mm。加高臺階時將原根底面鑿毛、清洗、支模、澆筑提高一級的混凝土，并在新臺階面層鋪設(shè)6200鋼筋網(wǎng)一層。|原設(shè)計在柱底500mm高度內(nèi)加密箍筋，現(xiàn)增至1000mm。|山西某廠有9幢4層磚混構(gòu)造住宅，均采用預(yù)制空心樓板。該工程1984年5月開工，同年底完成主體工程，翌年內(nèi)部裝修。在1985年6月進展工程質(zhì)量檢查時，發(fā)現(xiàn)其中一幢12號樓有多處預(yù)制樓板起鼓、酥裂情況。隨后，該樓樓板損壞愈來愈嚴(yán)重，其它四幢11、13、16

14、、17號樓也有相繼不同程度地出現(xiàn)破壞跡象。|從預(yù)制板普遍破壞跡象看，主要是由于混凝土資料質(zhì)量不良引起的，而且顯然是由于混凝土內(nèi)含有害物使資料逐漸發(fā)生物理化學(xué)變化引起體積膨脹所呵斥的。于是，從破壞最嚴(yán)重的樓板以及尚未出廠的樓板上取樣2000余個，挑選10，再從中抽出部分樣品作資料的化學(xué)分析和巖相分析檢驗。檢驗時按粗骨料的不同顏色分類。 |由此可見，過量的游離SO3大大超越規(guī)定的含量規(guī)范13.5，且SO31的占總分析樣的78.9在混凝土凝結(jié)硬化后繼續(xù)與水化鋁酸鈣作用構(gòu)成水化硫鋁酸鈣，未耗盡的石膏也能夠在混凝土硬化后繼續(xù)生成水化硫鋁酸鈣，而水化硫鋁酸鈣生成時的體積約達(dá)原體積的2.5倍，這就是呵斥預(yù)制

15、板混凝土膨脹、酥裂、破壞乃至倒塌的主要內(nèi)在緣由。|北京某廠受熱車間，建于1960年，建成后年年處于4050 C的 高溫環(huán)境中，后發(fā)現(xiàn)其混凝土墻面上有許多網(wǎng)狀裂紋。經(jīng)查當(dāng)年混凝土所用原料為400號礦渣水泥，混凝土水泥用量410Kg/m3配合比為水泥沙石水=11.0993.580.39，粗骨料為粒徑530mm的卵石，摻2CaCl2(氯鹽)和2CaSO42H2O(石膏)的外加劑。|一、什么是水泥混凝土的堿骨料反響 堿骨料反響是混凝土原資料中的水泥、外加劑、混合材和水中的堿(Na2O或K2O)與骨料中的活性成分反響，在混凝土澆筑成型后假設(shè)干午(數(shù)年至二、三十年)逐漸反響，反響生成物吸水膨脹使混凝土產(chǎn)生

16、內(nèi)部應(yīng)力， 膨脹開裂、導(dǎo)致混凝土失去設(shè)計性能。由于活性骨料經(jīng)攪拌后大體上呈均勻分布。所以一旦 發(fā)生堿骨料反響、混凝土內(nèi)各部分均產(chǎn)生膨脹應(yīng)力，將混凝土本身脹裂、開展嚴(yán)重的只能撤除，無法補救，因此被稱為混凝土的癌癥。 二、堿骨料反響的分類和機理 1堿硅酸反響 1940年美國加利尼亞州公路局的斯坦敦，首先發(fā)現(xiàn)堿骨料反響問題，引起全世界混凝土工程界的注重，這種反響就是堿硅酸反響。堿硅酸反響是水泥中的堿與骨料中的活性氧化硅成分反響產(chǎn)生堿硅酸鹽凝膠或稱堿硅凝膠，堿硅凝膠固體體積大于反響前的體積，而且有劇烈的吸水性，吸水后膨脹引起混凝土內(nèi)部膨脹應(yīng)力，而且堿硅凝膠吸水后進一步促進堿骨料反響的開展、使混凝土內(nèi)部膨脹應(yīng)力增大，導(dǎo)致混凝土開裂。開展嚴(yán)重的會使混凝土構(gòu)造解體。 能與堿發(fā)生反響的活性氧化硅礦物有蛋白石、玉髓、鱗石英、方英石、火山玻璃及結(jié)晶有缺欠的石英以及微晶、隱晶石英等，而這些活性礦物廣泛存在于多種巖石中。因此迄今為止世界各國發(fā)生的堿骨科反響絕大多數(shù)為堿硅酸反響 |為了確定此墻面的嚴(yán)重網(wǎng)狀裂紋能否為堿骨料反響所致，在裂紋處鉆不斷徑70mm、長120mm的混凝土圓柱芯體。將此芯體橫向鋸成假設(shè)干磨光薄片，在反光顯微鏡下察看，發(fā)現(xiàn)內(nèi)部有許多網(wǎng)狀裂痕圖2.6。將此磨光薄片進展巖相分析，發(fā)現(xiàn)每個薄片含有611枚粗骨料中有13枚粗骨料含微晶石英和玉