第二章砌體結(jié)構(gòu)

第二章砌體結(jié)構(gòu)事故及分析原理一、砌體事故之一二、砌體事故之二三、砌體事故之三四、陽臺事故五、砌體結(jié)構(gòu)原因綜述1第二章砌體結(jié)構(gòu)-一、砌體事故之一1、事故簡況：某小學(xué)的教學(xué)樓，二層磚混結(jié)構(gòu)，工程近完工，于1987年5月下旬突然倒塌。2、工程概況：見圖端部的大教室的進深梁為現(xiàn)澆鋼筋砼梁。5月10日拆除大梁的支撐和底摸。第二天，發(fā)現(xiàn)墻體有較大的變形。工人用錘子將凸出的墻體打了回去，繼續(xù)施工。第三天，發(fā)現(xiàn)大教室的窗間墻在室內(nèi)窗臺下100mm處有一條很寬的裂縫（20mm）。有些工人大喊著跑出，其他人還未跑出，整個房屋全部倒塌。2第二章砌體結(jié)構(gòu)--事故1教學(xué)樓圖紙示意裂縫3第二章砌體結(jié)構(gòu)--事故13、事故分析（1）無正式設(shè)計圖紙，只有施工隊畫的幾張草圖。（2）、施工隊由鄉(xiāng)村的瓦工木工組成。磚由農(nóng)村土窯生產(chǎn)，砂漿按農(nóng)村經(jīng)驗配比。（3）、事故后檢測，磚的等級為MU5，砂漿的強度等級為M0.4。

現(xiàn)規(guī)范規(guī)定的砂漿最小強度等級是多少？4第二章砌體結(jié)構(gòu)--事故1

墻體的高厚比驗算：允許高厚比μ1μ2[β]=1×0.78×16=12.84實際高厚比H0/d=3.5/0.18=19.4（不滿足要求）強度驗算：γ=Nu/N=126.1/184.1=0.68＜0.87屬d級，強度嚴重不足。（4）計算分析5第二章砌體結(jié)構(gòu)--事故14、結(jié)論及教訓(xùn)結(jié)論：結(jié)構(gòu)安全度嚴重不足導(dǎo)致倒塌。教訓(xùn)：無設(shè)計、無圖紙、施工質(zhì)量差、發(fā)現(xiàn)問題不重視。主要問題：高厚比不足產(chǎn)生失穩(wěn)。砌體強度嚴重不足。關(guān)于提高墻體穩(wěn)定性的問題：

μ1μ2[β]>H0/d

增大減小思考：提高墻體穩(wěn)定性的有哪些方法和措施？6第二章砌體結(jié)構(gòu)--事故15、涉及什么結(jié)構(gòu)原理（1）結(jié)構(gòu)的安全度問題。結(jié)構(gòu)的材料強度必須滿足要求。（2）砌體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定問題。高厚比驗算。（3）砌體結(jié)構(gòu)的破壞特點。砌體材料為脆性材料，破壞征兆與極限強度較近，破壞突然。軸壓破壞特征：豎向裂縫。彎壓破壞特征：水平裂縫。對于脆性材料的受壓構(gòu)件出現(xiàn)水平裂縫會突然倒塌。7第二章砌體結(jié)構(gòu)--陽臺事故

二、砌體事故之二

某教學(xué)大樓倒塌事故1、事故簡況：某大學(xué)教學(xué)樓見圖。磚混結(jié)構(gòu)。當(dāng)主體結(jié)構(gòu)完工，進入裝修階段時，大樓乙段部分突然倒塌，當(dāng)場壓死十余人。8第二章砌體結(jié)構(gòu)--事故2大樓示意圖2、工程概況:該教學(xué)大樓為磚墻承重的混合結(jié)構(gòu)，樓蓋為現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，全樓分為甲、乙、丙、丁、戊五段，各段間用沉降縫分開。乙段與丁段在結(jié)構(gòu)上是對稱的。甲乙丙丁戊9第二章砌體結(jié)構(gòu)--事故2大樓概況設(shè)計：正規(guī)大設(shè)計院設(shè)計。施工：市屬的大建筑公司。倒塌部分：地上五層，跨度14.5m，現(xiàn)澆砼主梁300×1200mm

間距5.4m，次梁跨度5.4m，斷面180mm×450mm，間距

2.4m-3.1m，現(xiàn)澆混凝上板厚8cm。大梁支承于490mm×2000mm的磚柱(窗間墻)上。首層砌體設(shè)計采用磚的強度等級為MU10，砂漿為M10。10第二章砌體結(jié)構(gòu)--事故2大樓概況

變更：施工中對磚的質(zhì)量進行檢驗，發(fā)現(xiàn)不足MU10，因而與設(shè)計洽商，將丁段與乙段的磚柱改為加芯混凝土組合柱。加芯混凝土斷面為260mm×l000mm。

梁與墻的節(jié)點：梁墊為整澆混凝土，寬：同窗間墻，高：同大梁高，并與大梁同時澆筑。墻梁墊梁加芯混凝土組合柱梁與墻的節(jié)點11第二章砌體結(jié)構(gòu)--事故23、事故分析：

經(jīng)初步檢查，設(shè)計按原規(guī)范進行。施工管理基本上按常規(guī)，混凝土澆筑符合質(zhì)量要求。砌體部分砌筑質(zhì)量稍差，尤其是加芯混凝土部分，不夠致密。根據(jù)現(xiàn)場分析．認為是三層窗間墻的組合砌體首先破壞而引起其他構(gòu)件連鎖反應(yīng)，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)全段倒塌。12第二章砌體結(jié)構(gòu)--事故2專家進行分析會商。當(dāng)時提出發(fā)生事故的可能原因有以下幾種可能。

(1)由于地基不均勻沉降引起的；（2）由于房間跨度大、隔墻少，墻體失穩(wěn)；（3）砌體砌筑質(zhì)量差，強度不足；（4）由于大跨度主梁支承在墻上，計算上按簡支，而實際上有約束彎矩，從而引起墻體倒塌。可能的原因13第二章砌體結(jié)構(gòu)--事故2進一步調(diào)查從沉降資料分析，可以排除因地基破壞引起房屋倒塌的可能性。丁段與乙段完全對稱，雖未倒塌，但已可看到窗間墻存在著從底層到4層的斜裂縫。裂縫位置：內(nèi)墻出現(xiàn)在梁墊下，外墻出現(xiàn)在梁頭上。窗間墻夾心柱：從倒塌部分檢查發(fā)現(xiàn)，混凝土嚴重脫水，質(zhì)地疏松，與磚之間粘結(jié)極差，難以“組合”起來共同工作。因而組合柱的承載力不足應(yīng)為房屋倒塌的導(dǎo)火線。14第二章砌體結(jié)構(gòu)--事故2

4、試驗分析目的：主要的目的是要檢驗計算簡圖是否合理?？蚣埽亢喼Я?？實際設(shè)計采用實際結(jié)構(gòu)計算簡圖15第二章砌體結(jié)構(gòu)--事故2模型試驗（1/2模型）16第二章砌體結(jié)構(gòu)--事故2如何試驗：如何區(qū)別框架梁和簡支梁？受力不同。如何反應(yīng)受力不同？變形不同如何布測點？位移表測墻體的變形位移表測梁的撓度測梁端墻體的應(yīng)變測梁上下截面的應(yīng)變變化由測試數(shù)據(jù)分別可以得出什么結(jié)果？（思考）17第二章砌體結(jié)構(gòu)--事故2比較梁、柱的受力和變形5、試驗結(jié)果柱變形圖和彎矩圖梁上的應(yīng)力變化圖18第二章砌體結(jié)構(gòu)--事故2試驗結(jié)果由荷載—撓度曲線關(guān)系可看出，實際結(jié)構(gòu)更接近于框架。？按簡支梁設(shè)計有什么問題？19第二章砌體結(jié)構(gòu)--事故26、結(jié)論計算簡圖錯誤導(dǎo)致墻體承載力嚴重不足而破壞。應(yīng)吸取的教訓(xùn)(1)一般情況下大梁支于磚墻上，可以假定作為簡支梁進行內(nèi)力分析。但是，對于跨度超過10m的空曠房屋，采用這種方案應(yīng)該慎重。按簡支梁計算時，應(yīng)在構(gòu)造上做成能實現(xiàn)鉸接(梁端可有微小轉(zhuǎn)動)的條件，不應(yīng)將梁端做成更近于剛接的構(gòu)造(如梁墊與梁現(xiàn)澆，且與梁同高、大致與窗間墻同厚同寬)。20第二章砌體結(jié)構(gòu)--事故2

應(yīng)吸取的教訓(xùn)(2)遇到空曠房屋，可按框架結(jié)構(gòu)計算內(nèi)力來復(fù)核墻體承載力（注意：不要錯誤理解，梁如何計算？），如墻體不足以承擔(dān)由此而引起的約束彎矩，建議采用鋼筋混疑土框架結(jié)構(gòu)，或?qū)⒋伴g墻改為加垛的T形截面。(3)盡量避免采用磚砌體包混凝土的夾心組合磚柱、磚墻。21第二章砌體結(jié)構(gòu)--事故27、涉及的結(jié)構(gòu)原理（1）計算簡圖簡化問題與實際情況的復(fù)雜性。計算簡圖要盡量的與實際結(jié)構(gòu)受力情況相同。（2）施工時應(yīng)盡量將結(jié)構(gòu)建造成與計算簡圖相近（按圖施工）的情況。（3）變更時應(yīng)注意，一處的變更是否影響整體結(jié)構(gòu)的受力。（4）砌體結(jié)構(gòu)盡量使其承受壓力，減小彎矩的作用。22第二章砌體結(jié)構(gòu)--陽臺事故課堂小測驗試分別畫出簡支梁和固端梁在均布荷載下的彎矩圖、變形圖，并畫出鋼筋混凝土梁主要的縱筋型式。23第二章砌體結(jié)構(gòu)--陽臺事故8、另一個相反的例子某設(shè)計院在對某建成建筑的圖紙審查時，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)澆樓板的板底配筋與計算所需配筋相比嚴重不足。大驚失色。但到現(xiàn)場檢查時，竟未發(fā)現(xiàn)任何不安全的征兆。為什么？施工時，將較大的圈梁與現(xiàn)澆板一同澆筑，圈梁起到固端支座的作用，板具有了一些拱的作用，減小了跨中的彎矩。該結(jié)構(gòu)為什么沒有對墻體造成影響？板跨小，剛度小24第二章砌體結(jié)構(gòu)--陽臺事故作業(yè)：1、一實際鋼筋砼結(jié)構(gòu)如圖1，設(shè)計時應(yīng)采用何種計算簡圖，按簡支梁計算應(yīng)注意什么問題？按框架梁計算應(yīng)注意什么問題？梁柱2、一實際現(xiàn)澆板結(jié)構(gòu)如圖2，現(xiàn)澆板設(shè)計時應(yīng)采用何種計算簡圖，按簡支板計算應(yīng)注意什么問題？按固端板計算應(yīng)注意什么問題。圖1墻板板圖225第二章砌體結(jié)構(gòu)--事故2三、砌體事故之三1、事故概況：

某供銷社的建筑為三層混合結(jié)構(gòu)，平面布置呈T字形。施工到三層，大廳部分突然倒塌。營業(yè)廳辦公區(qū)現(xiàn)澆大梁26第二章砌體結(jié)構(gòu)--事故3該樓前面沿街的大開間為營業(yè)廳，后面為住宅及辦公用房。底層層高為4m，二、三層的層高為3.7m。

地基良好，基礎(chǔ)為毛石砌筑，承重墻為磚砌24墻。住宅及辦公室開間4.8m，現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓蓋。營業(yè)大廳進深9m，采用300mm×800mm進深梁，梁板均為現(xiàn)澆，大梁支于24墻加370mm×200mm的壁柱上。2、事故調(diào)查：27第二章砌體結(jié)構(gòu)--事故3事故調(diào)查：墻體每層均設(shè)置圈梁，在B、E軸線上的大梁與住宅、辦公室區(qū)段的外墻圈梁連成整體．平面上房屋的總長和總寬均不很大，故未設(shè)任何伸縮縫。大梁與圈梁澆在一起營業(yè)廳辦公區(qū)現(xiàn)澆大梁28第二章砌體結(jié)構(gòu)--事故33、事故分析：經(jīng)現(xiàn)場查看，軸線①上的窗間墻全部倒向廳內(nèi)，第二層樓面的軸線①上的梁頭全部落地，而軸線②梁的支座基本上未動，但梁被折斷。三層樓面與住宅脫開而下墜。29第二章砌體結(jié)構(gòu)--事故3從現(xiàn)場察看檢查，施工質(zhì)量合格，地基良好無下沉跡象．經(jīng)復(fù)核現(xiàn)澆梁板配筋，均偏于安全很多，經(jīng)計算復(fù)合墻體的承載能力滿足要求。那么倒塌原因何在呢?事故分析30第二章砌體結(jié)構(gòu)--事故3事故分析

溫度應(yīng)力——熱脹冷縮

磚混結(jié)構(gòu)處理溫度應(yīng)力的方法：建筑物長度限制。按規(guī)范要求設(shè)置伸縮縫。有些建筑未設(shè)置伸縮縫或保溫不好，造成了墻體開裂。倒塌原因？因型體及房屋兩部分結(jié)構(gòu)不盡一致，溫度應(yīng)力成為引起房屋倒塌的主要原因。從現(xiàn)場察看，可見在樓蓋下的墻體有倒八字形裂縫。這是由于溫度變化造成的。31第二章砌體結(jié)構(gòu)--事故3溫度裂縫32第二章砌體結(jié)構(gòu)--事故3事故分析本樓房于夏季開工，施工到二層樓板時尚在初秋(當(dāng)?shù)仄骄鶜鉁卦?0°C以上)。施工進展到來年，則進入冬季(平均氣溫在1～5°C)。鋼筋混凝土樓蓋(包括圈梁)冷縮較大。砌體約束鋼筋砼，當(dāng)砌體強度不足以抗拒時發(fā)生裂縫。在一般情況下，砌體一旦開裂，則等于約束解除，應(yīng)力釋放，殘余變形不大，不致危及安全。因B、E軸線上大梁與外墻梁相連成整體，混凝土梁冷縮產(chǎn)生的向內(nèi)拉力，從而造成墻體內(nèi)傾、倒塌。33第二章砌體結(jié)構(gòu)--事故34、結(jié)論：整體方案有問題，溫度應(yīng)力造成房屋倒塌。如何改進可以防止倒塌？設(shè)伸縮縫采用鋼筋砼柱34第二章砌體結(jié)構(gòu)--事故35、涉及什么結(jié)構(gòu)原理（1）結(jié)構(gòu)方案的設(shè)計至關(guān)重要，要考慮結(jié)構(gòu)上各種可能的作用，并采取相應(yīng)的措施。（2）磚柱的水平抗力很差，在水平力下極易倒塌。盡量不采用磚柱結(jié)構(gòu)。（3）在處理這種拐角形建筑時應(yīng)注意溫度的這種作用。35第二章砌體結(jié)構(gòu)--陽臺事故事故原因：配筋相反施工不當(dāng)鋼筋彎折段尺寸為多少？為什么？四、陽臺事故

1：主筋放置不當(dāng)引起陽臺折斷

36第二章砌體結(jié)構(gòu)--陽臺事故陽臺的不同受力形式板式；梁式（單梁式，雙梁式，周邊梁式等）現(xiàn)澆陽臺，予制陽臺等。注意不同結(jié)構(gòu)的受力形式，注意不同結(jié)構(gòu)的配筋形式。37第二章砌體結(jié)構(gòu)--陽臺事故

2：雨蓬翻倒事故

某建筑建成后的情況，屋面板與墻體形成的抗傾覆力矩與雨蓬的傾覆力矩平衡。正常使用階段如何計算？38第二章砌體結(jié)構(gòu)--陽臺事故施工階段屋面板未安裝支撐保持雨蓬平衡墻體自重不足以提供傾覆力矩摸板緊張，盲目拆除支撐，造成倒塌傷亡事故。39第二章砌體結(jié)構(gòu)--陽臺事故陽臺其它事故3、某村某人自建房屋，為了節(jié)省和美觀，將預(yù)制空心板作為挑檐和陽臺。有什么問題？挑檐空心板陽臺40第二章砌體結(jié)構(gòu)--陽臺事故五、砌體常見裂縫分析及預(yù)防

砌體出現(xiàn)裂縫是非常普遍的的質(zhì)量事故。裂縫是表象裂縫是先兆對裂縫的原因應(yīng)認真分析。砌體裂縫原因：1、地基不均勻沉降產(chǎn)生裂縫。2、地基凍漲產(chǎn)生裂縫。3、溫度差產(chǎn)生裂縫。4、承載力不足產(chǎn)生裂縫。5、其它原因41第二章砌體結(jié)構(gòu)--裂縫分析（一）、地基不均勻沉降引起的裂縫八字形裂縫地基沉降是必然的。應(yīng)防止的是地基不均勻沉降和沉降值過大。地基不均勻沉降和沉降值過大分別會帶來什么問題？42第二章砌體結(jié)構(gòu)--裂縫分析如何分析？用一個簡化的直觀計算簡圖說明更合理的計算簡圖是什么樣？彈性地基梁？43第二章砌體結(jié)構(gòu)--裂縫分析倒八字形裂縫

如何分析？44第二章砌體結(jié)構(gòu)--裂縫分析

八字形裂縫45第二章砌體結(jié)構(gòu)--裂縫分析

斜裂縫46第二章砌體結(jié)構(gòu)--裂縫分析

斜裂縫47第二章砌體結(jié)構(gòu)--裂縫分析該墻段為什么開裂？48第二章砌體結(jié)構(gòu)--裂縫分析如何分析該墻段的受力？49第二章砌體結(jié)構(gòu)--裂縫分析裂縫原因？如何分析？估計一下裂縫上下部什么位置較寬？為什么？50第二章砌體結(jié)構(gòu)--裂縫分析地基不均勻沉降產(chǎn)生的鋼筋砼結(jié)構(gòu)裂縫裂縫的原因——應(yīng)力。地基不均勻沉降產(chǎn)生附加內(nèi)力。什么樣的結(jié)構(gòu)會產(chǎn)生附加內(nèi)力？產(chǎn)生什么樣的附加內(nèi)力？可能在什么位置產(chǎn)生裂縫？發(fā)生什么樣的裂縫？簡支梁一端簡支一端固定超靜定結(jié)構(gòu)產(chǎn)生附加內(nèi)力MV51第二章砌體結(jié)構(gòu)--裂縫分析兩端固定梁連續(xù)梁剛架框架？下列結(jié)構(gòu)出現(xiàn)如圖的沉降，內(nèi)力圖如何？什么位置出現(xiàn)什么樣的裂縫？52第二章砌體結(jié)構(gòu)--裂縫分析變形圖彎矩圖剪力圖兩端固結(jié)梁考慮豎向荷載后的內(nèi)力如何？53第二章砌體結(jié)構(gòu)--裂縫分析連續(xù)梁考慮豎向荷載后的內(nèi)力如何？變形圖彎矩圖剪力圖54第二章砌體結(jié)構(gòu)--裂縫分析剛架考慮豎向荷載后的內(nèi)力如何？變形圖彎矩圖剪力圖55第二章砌體結(jié)構(gòu)--裂縫分析框架考慮豎向荷載后的內(nèi)力如何？變形圖彎矩圖剪力圖56第二章砌體結(jié)構(gòu)--裂縫分析預(yù)防不均勻沉降引起裂縫的主要措施1、合理設(shè)置沉降縫。（如何是合理？）2、加強上部結(jié)構(gòu)的整體剛度和整體性。提高墻體的抗剪強度。3、加強地基的驗槽工作。及時處理不良地基。4、不易將建筑設(shè)置在不同剛度的地基上。5、在已有建筑旁新建建筑時，應(yīng)留出足夠的距離。6、注意建筑的次序。57第二章砌體結(jié)構(gòu)--裂縫分析

有的地基土凍會漲，消會陷。稱為凍漲土。凍脹裂縫在寒冷地區(qū)的一、二層小型建筑物中很常見。有些建筑物的附屬結(jié)構(gòu)，如門斗、臺階、花壇等。原因：基礎(chǔ)埋淺；建筑小。壓力小的部位會漲的大。

（二）、地基的凍脹引起的裂縫

58第二章砌體結(jié)構(gòu)--裂縫分析與地基凍漲類似的有膨脹土地基，遇水則膨漲，干燥則縮小。59第二章砌體結(jié)構(gòu)--裂縫分析

（1）一定要將基礎(chǔ)的埋置深度到冰凍線以下。不要因為是中小型建筑或附屬結(jié)構(gòu)而把基礎(chǔ)置于冰凍線以上。（2）在某些情況下，當(dāng)基礎(chǔ)不能做到冰凍線以下時，應(yīng)采取換土（換成非凍脹土）等措施消除土的凍脹。（3）用單獨基礎(chǔ)。采用基礎(chǔ)梁承擔(dān)墻體重量，其兩端支于單獨基礎(chǔ)上?；A(chǔ)梁下面應(yīng)留有一定孔隙，防止土的凍脹頂裂基礎(chǔ)和磚墻。提高地基的壓應(yīng)力。防止凍脹引起裂縫的主要措施60第二章砌體結(jié)構(gòu)--裂縫分析（三）、溫度差引起的裂縫

由于溫度變化不均勻使砌體產(chǎn)生不均勻收縮，砌體的伸縮受到約束時，也會引起砌體開裂。砌體長度過長，砌體伸縮在上層較大而在基礎(chǔ)處受約束而較小，從而引起開裂。由于混凝土屋蓋，混凝土圈梁與砌體的溫度膨脹系數(shù)不同，在溫度變化時會使砌體產(chǎn)生裂縫。不同材料的溫度線脹系數(shù)：鋼：1.2×10-5/℃；砼：1.0×10-5——1.5×10-5/℃粘土磚：5×10-6/℃砌塊和硅酸鹽磚：10×10-6/℃石料：8×10-6/℃61第二章砌體結(jié)構(gòu)--裂縫分析斜裂縫溫度應(yīng)力分析磚砌體鋼筋砼構(gòu)件無約束狀態(tài)實際狀態(tài)約束內(nèi)力單元體單元體主應(yīng)力分析62第二章砌體結(jié)構(gòu)--裂縫分析溫度裂縫的形狀熱漲裂縫冷縮裂縫63第二章砌體結(jié)構(gòu)--陽臺事故砌體常見溫度裂縫

64第二章砌體結(jié)構(gòu)--裂縫分析65第二章砌體結(jié)構(gòu)--裂縫分析66第二章砌體結(jié)構(gòu)--裂縫分析

防止溫度變化引起裂縫的主要措施（1）按照國家頒布的有關(guān)規(guī)定，根據(jù)建筑物的實際情況設(shè)置伸縮縫。（2）在施工中要保證伸縮縫的合理作法，使之能起作用。（3）屋面砼施工要留好施工帶，待一段時間再澆中間的砼。（4）屋面施工最好避開高溫季節(jié)。