15灰缝厚度不均匀非承重墙的平面弯曲由于施工不良所造成的变形连系墙非承重墙断裂断裂2.2砌体结构损伤机理
16(a)平面图(b)端横墙受偏压而弯曲1-1端横墙出墙面弯曲由于施工不良所造成的变形2.2砌体结构损伤机理
17非承重墙的倾斜承重墙的弯曲由于墙身刚度不足所引起的变形2.2砌体结构损伤机理
18框架填充墙与排架围护墙的出墙面变形(a)纵墙倾斜(b)端横墙向外弯曲地基不均匀沉降引起的出墙面变形2.2砌体结构损伤机理
193.砌体结构的裂缝地基不均匀沉降引起的裂缝温度变化引起的裂缝抗拉强度不足引起的裂缝2.2砌体结构损伤机理
204.建筑构造5.施工质量6.相邻建筑的影响相邻建筑物引起的裂缝2.2砌体结构损伤机理
212.3检测项目及检测方法砌体结构构件的检测项目及检测方法
22续上表2.3检测项目及检测方法
232.4砌体结构加固方法简介1.适用于砌体结构的直接加固方法(1)钢筋混凝土外加层加固法(2)钢筋水泥砂浆外加层加固法纵向受力钢筋水平分布钢筋拉接钢筋不大于500mm钢筋水泥砂浆加固的砖墙
242.适用于砌体结构的间接加固方法(1)无粘结外包型钢加固法外包型钢加固法(2)预应力撑杆加固法2.4砌体结构加固方法简介
253.砌体结构构造性加固与修补(1)增设圈梁加固当圈梁设置不符合现行设计规范要求,或纵横墙交接处咬搓有明显缺陷,或房屋的整体性较差时,应增设圈梁进行加固。(2)增设梁垫加固当大梁下砖砌体被局部压碎或大梁下墙体出现局部竖直裂缝时,应增设梁垫进行加固。(3)砌体局部拆砌当房屋局部破裂但在查清其破裂原因后尚未影响承重及安全时,可将破裂墙体局部拆除,并按提高砂浆强度一级用整砖填砌。(4)砌体裂缝修补在进行裂缝修补前,应根据砌体构件的受力状态和裂缝的特征等因素,确定造成砌体裂缝的原因,以便有针对性地进行裂缝修补或采用相应的加固措施。2.4砌体结构加固方法简介
262.5混合结构房屋的砌体结构基本计算原理简介1.混合结构房屋的静力计算方案(a)刚性方案(b)弹性方案(c)刚弹性方案混合结构房屋三类静力计算方案的计算简图
272.墙柱高厚比验算(1)墙、柱高厚比验算门窗洞口宽度β=H0/h≤μ1μ2[β]2.5混合结构房屋的砌体结构基本计算原理简介
283.墙体的计算(1)刚性房屋墙体的计算①计算简图外墙计算单元(a)(b)(c)外墙计算简图2.5混合结构房屋的砌体结构基本计算原理简介
29②控制截面的位置及内力计算外墙最不利截面计算位置及内力图③截面承载力计算2.5混合结构房屋的砌体结构基本计算原理简介
30(2)多层房屋的承重横墙计算①计算简图承重墙计算单元②控制截面位置及内力计算③截面承载力计算2.5混合结构房屋的砌体结构基本计算原理简介
31(3)单层房屋的墙柱计算(4)弹性房屋墙体的内力计算(5)刚弹性房屋墙体的内力计算刚弹性房屋的静力计算简图2.5混合结构房屋的砌体结构基本计算原理简介
325.无筋砌体局部受压承载力计算(1)砌体局部均匀受压Nl≤γfAl(2)梁端局部受压4.无筋砌体受压构件承载力计算Nu=ψfAψN0+Nl≤ηγfAl2.5混合结构房屋的砌体结构基本计算原理简介
336.过梁承载力计算(1)砖砌平拱过梁受弯承载力:M≤ftmW(2)钢筋砖过梁受弯承载力:M≤0.85h0fyAs(3)受剪承载力:V≤fvbz2.5混合结构房屋的砌体结构基本计算原理简介
347.墙梁承载力计算墙梁的计算简图2.5混合结构房屋的砌体结构基本计算原理简介
352.6荷载变化后砌体结构检测实例1.堆载过大工程实例某医院住院部大楼建筑面积2403m2,共三层,层高为3.6m,结构为纵横墙混合承重体系。采用MU10单排孔混凝土小型空心砌块、Mb5混合砂浆砌筑,施工质量控制等级为B级。医院引进大型设备后发现部分墙体开裂,需验证产生裂缝的墙体是否满足承载力要求。损伤调查:现场裂缝
36现场检测:通过抽样检测评定施工用砌块强度等级为MU10,通过砂浆回弹评定施工用砂浆强度等级为Mb5混合砂浆。承载力计算:墙承载力计算流程表2.6荷载变化后砌体结构检测实例
37加固方案:首先应将表面抹灰清理干净,对裂缝处进行处理如下图所示。墙体裂缝部位处理设计2.6荷载变化后砌体结构检测实例
38墙体挂钢丝网加固加固方案:采用双面挂网抹水泥砂浆的办法进行加固,如下图所示。2.6荷载变化后砌体结构检测实例
39某幼儿园教学楼原为3层砖混结构建筑物,楼板和楼梯均为装配式结构,屋面板为现浇混凝土结构,平面尺寸如下图所示。由于学校发展需要,在原3层教学楼上按相同的楼面布置增加1层,层高为3m。同时,屋面为幼儿园室外活动场地,并且在屋面上方右半部加设了轻钢结构顶蓬(⑤~⑨轴线区域)。加层后,墙体出现多处裂缝,需对开裂墙体的安全性进行检测鉴定。2.加层后开裂工程实例建筑物标准层平面图(单位:mm)2.6荷载变化后砌体结构检测实例
40损伤调查:该砌体结构在房屋多处存在墙体裂缝,裂缝首现于加层完工后。外墙裂缝内墙裂缝2.6荷载变化后砌体结构检测实例
41现场检测:经检测,该结构仅在1层和3层楼板标高处设置圈梁,圈梁尺寸为240mm×240mm,内置纵筋4Φ12。构造柱尺寸为240mm×240mm,内置纵筋4Φ14。原因分析:砖混房屋结构中墙体裂缝,通常分受力裂缝和变形裂缝一般情况下,受力裂缝是由于砌体构件抗压强度不足而产生的竖向裂缝,而变形裂缝是由于温度变形或地基不均匀沉降使墙体产生附加应力,其主拉应力达到砌体抗拉强度时产生与主拉应力方向垂直的墙体裂缝。2.6荷载变化后砌体结构检测实例
42加固方案:1)张拉预应力筋代替圈梁加固:增设预应力筋拉杆加固2.6荷载变化后砌体结构检测实例
43加固方案:2)钢筋混凝土加固砖壁柱:砖扶壁柱加固转角处加固2.6荷载变化后砌体结构检测实例
44新增基础布置图A-A剖面加固方案:3)房屋基础加固处理的具体方法:2.6荷载变化后砌体结构检测实例
45加固方案:4)开裂墙体加固:墙体裂缝处理2.6荷载变化后砌体结构检测实例
462.7火灾后砌体结构检测实例某公司水产食品城冷库车间主体建于2007年3月31日,结构形式为砌体结构,主要为横墙承重,屋面板采用YTSa184型预应力混凝土双T板,10个车间建筑面积约6600m2。2007年9月29号该车间失火,火灾从下午13:00时直到22:00时,持续近9h,火灾起火点可能在③车间或④车间,现场绝大部分车间墙面保温层被烧毁,墙面被烧黑。经甲方委托,为确保火灾后车间结构的安全性和适用性,对水泥地面、屋面预应力混凝土双T板、以及砖墙等建筑设施进行了检测。注:1—2号试验板;2—1号试验板;①~⑩为车间编号结构平面布置示意图
47损伤调查:现场绝大部分车间墙面保温层全部被烧毁,少数车间墙面保温层表面被烧焦,部分车间屋板已被清除,屋盖底大部分钢管因受高温而变形,部分车间钢管变形较大,形如S。车间内损伤情况2.7火灾后砌体结构检测实例
48现场检测及数据处理:1)砂浆强度检测:砂浆贯入法测点现场取芯2.7火灾后砌体结构检测实例
493)预应力混凝土板静力试验:选择1~2个具有代表性的板进行加载试验,考虑损伤的程度和试验所要求的工作面两个因素。现场检测及数据处理:2)混凝土强度检测:经现场抽查检测混凝土圈梁、双T板腹板碳化深度,量测碳化深度为6mm。通过在适当的位置对车间混凝土地面板进行取芯抽样的方法来评定混凝土强度,检测结果显示混凝土抗压强度低于设计要求。2.7火灾后砌体结构检测实例
50(a)试验方案应变测点位置布置(1~9为测点位置)挠度测点位置布置(1~6为测点位置)2.7火灾后砌体结构检测实例
51(b)加载制度每块板纵向均匀分布8个加载区以保证其均布受载,均采用两级荷载连续加载,其中1号板一级荷载27kN,二级荷载54kN;2号板一级荷载16kN,二级荷载26kN,挠度均为持荷10min时的读数。静载试验现场2.7火灾后砌体结构检测实例
52(c)试验现象1号试验板在加载过程中出现“嘭”的异响,说明预应力钢筋已发生明显滑移。2号试验板当荷载作用到26kN时,15min后各截面混凝土应变已超过混凝土的开裂应变。(d)试验结果分析梁截面几何特征计算截面I/m4ya/myb/m端部0.003240.1250.375跨中0.0070.2280.542注:ya为中性轴至截面上缘的距离,yb为中性轴至截面下缘的距离。2.7火灾后砌体结构检测实例
53(d)试验结果分析跨中截面挠度分析荷载截面弯矩(kN/m)挠度计算公式计算值(mm)实测值(mm)一级38.426.1251.97二级62.439.9385.53跨中截面应变分析荷载截面弯矩(kN/m)计算公式截面应变计算值(µε)应变实际值(µε)一级38.42下8972二级62.43下1442212.7火灾后砌体结构检测实例
544)墙体高厚比验算:按式计算:墙体高厚比验算(单位:mm)墙体实际高厚比β允许高厚比[β]无洞口4500/370=12.161×1×24=24有洞口4500/370=12.161×(1-0.4×6/12)×24=19.22.7火灾后砌体结构检测实例
55修复加固方案:根据结构的检测结果,充分发挥火灾后构件剩余承载能力,尽量多地保留原结构,减少拆除工程,同时考虑施工的方便及可操作性。结合现场构件烧损程度、剩余承载能力计算结果及构件重要性,有针对性地提出不同加固方案。4-4剖面示意图1—6间距300mm;2—新浇筑混凝土;3—原圈梁1—410;2—原圈梁圈梁加固2.7火灾后砌体结构检测实例
562.8砌体结构安全性检测鉴定实例某小学教学楼于1992年11月开工建设,1993年8月竣工,建筑面积为3227.2m2。该建筑立面如下图所示。因该楼墙体产生多处裂缝,为保证在校学生的安全,应甲方要求对房屋结构整体进行安全性鉴定。教学楼南立面图
57标准层结构平面布置示意图2.8砌体结构安全性检测鉴定实例
58检测内容:根据工程概况及甲方委托,检测内容如下:损伤调查调查结构在使用过程中出现的各种裂缝、变形、沉降状况;荷载调查及结构形式确认设计荷载,使用荷载,荷载传递路线,确认结构形式;几何尺寸检测测量平面轴线位置、主要受力构件截面尺寸;材料强度检测砌块强度、砂浆强度、混凝土强度、钢筋强度、配置及保护层厚度;对结构安全现状分析评定根据结构中各种承载构件的实测尺寸、实测强度、损伤状况按照国家相关规范对结构安全性进行分析评定。2.8砌体结构安全性检测鉴定实例
59损伤调查结果(C-D)/14处板缝1-2)/C外墙窗上角至墙角出现斜裂缝2.8砌体结构安全性检测鉴定实例
60全站仪检测仪器2.8砌体结构安全性检测鉴定实例
61主体结构相对不均匀沉降量测点和站点布置示意图2.8砌体结构安全性检测鉴定实例
62荷载调查结构形式确认几何尺寸检测材料强度检测及数据处理建模计算结构计算模型2.8砌体结构安全性检测鉴定实例
63承重墙承载力验算计算单元平面图计算简图2.8砌体结构安全性检测鉴定实例
64结构评判结构单元安全性等级评定结果表明:该楼地基基础单元、上部承重结构单元、围护结构单元的安全性等级分别为Au级、Du级,整体结构的安全性等级因此评定为Dsu级,即“安全性严重不符合《民用建筑可靠性鉴定标准》(GB50292-1999)对Asu级的要求,显著影响整体承载,必须立即采取措施”。2.8砌体结构安全性检测鉴定实例
65鉴定子单元及内容评定结果简述子项评定等级子单元评定等级整体单元评定等级结构整体安全性地基基础上部结构倾斜测量值在规范允许范围内;周围散水无裂缝且与主体结构无脱开或错位现象,建筑物门窗部位无变形,上部结构及填充墙体未发现因地基基础沉降引起的裂缝或变形,表明地基基础没有出现明显的不均匀沉降的迹象,地基基础工作正常Au整体结构安全性等级评定为Dsu结构单元安全性等级评定结果2.8砌体结构安全性检测鉴定实例
66承重结构结构体系及构造措施结构平面布置不规则,传力途径明确,部分构造柱设置不合理Cu结构侧向位移结构侧向位移满足规范要求Au续上表结构单元安全性等级评定结果2.8砌体结构安全性检测鉴定实例
672.9砌体结构工程抗震鉴定实例某教学楼于1996年开工建设,1997年3月竣工,建筑面积约3500m2。教学楼建筑主体结构形式为混合结构。北立面东立面教学楼内部结构
68混凝土设计强度等级为C30,承重墙体采用普通烧结粘土砖Mu7.5,除后外墙为370墙外,其余均为240墙。砌筑砂浆采用M5.0混合砂浆,承重墙下基础采用毛石基础,框架采用混凝土柱下独立基础;教学楼设三道板式楼梯,混凝土设计强度等级为C20,楼梯梁采用现浇混凝土浇筑,混凝土设计强度等级为C25。一层顶结构平面布置示意图2.9砌体结构工程抗震鉴定实例
69二层顶结构平面布置示意图三层顶结构平面布置示意图2.9砌体结构工程抗震鉴定实例
70四层顶结构平面布置示意图五层顶结构平面布置示意图2.9砌体结构工程抗震鉴定实例
71采用全站仪检测主体相对不均匀沉降,测点和站点布置如下图所示。测点和站点布置示意图损伤调查主体结构相对不均匀沉降量(单位:mm)2.9砌体结构工程抗震鉴定实例
72该房屋结构的地基承载力标准值为fk=180KPa,承重墙下基础采用毛石基础,框架采用混凝土柱下独立基础。现场进行开挖,开挖后基础如下图所示。2/A′毛石基础(1/8)/A′混凝土基础几何尺寸检测2.9砌体结构工程抗震鉴定实例
73开挖后检测地基基础现状,未发现基础、基础梁有明显裂缝,经现场实测,毛石基础尺寸满足设计要求,基础设计和实测示意图如下图所示,实测基础尺寸和设计尺寸相差悬殊。(1/8)/A′基础设计尺寸(1/8)/A′基础实测尺寸2.9砌体结构工程抗震鉴定实例
74结构轴线尺寸校核及损伤普查1)经现场勘察测量,教学楼纵、横向轴线尺寸基本满足设计要求;2)教学楼建筑主体墙体出现窗角斜裂缝女儿墙与结构层交接处出现水平裂缝,如下图所示。①~(2/1)/A′女儿墙水平裂缝(3/1)~(1/2)/D窗角斜裂缝2.9砌体结构工程抗震鉴定实例
75①~(2/1)/D窗角斜裂缝(2/10)~11/D窗角斜裂缝2.9砌体结构工程抗震鉴定实例
76结构轴线尺寸校核及损伤普查3)圈梁下砖墙出现裂缝,圈梁已用碳纤维加固,圈梁两侧粘贴碳纤维布,梁底未粘贴碳纤维布;原碳纤维加固梁如下图所示。碳纤维加固梁2.9砌体结构工程抗震鉴定实例
77经现场检测,可以得出如下结论:1)纵横墙体连接满足《建筑抗震鉴定标准》(GB50023—95)5.2.3.1条规定:纵横墙交接处应咬槎较好;当为马牙槎砌筑或有钢筋混凝土构造柱时;沿墙高每10皮砖(中型砌块每道水平灰缝)应有2φ6拉接钢筋;2)横向楼板搭接长度不满足《建筑抗震鉴定标准》(GB50023—95)5.2.3.2条规定:当楼盖为混凝土预制板时,混凝土预制板最小支撑长度墙上不应小于100mm,梁上不应小于80mm;3)纵向楼板搭接长度满足《建筑抗震鉴定标准》(GB50023—95)5.2.3.2条规定:混凝土预制板最小支撑长度墙上不应小于100mm,梁上不应小于80mm。损伤调查结果2.9砌体结构工程抗震鉴定实例
78混凝土框架箍筋检测构件箍筋配置情况检测2.9砌体结构工程抗震鉴定实例
79混凝土碳化检测现场随机抽10%混凝土构件,采用酚酞试剂对混凝土碳化深度进行抽样检测,可知混凝土的碳化严重,深度超过6mm。碳化深度抽检2.9砌体结构工程抗震鉴定实例
80混凝土保护层厚度检测及钢筋锈蚀检测现场随机抽取混凝土构件,凿除混凝土构件保护层至露出纵筋,检测混凝土构件保护层厚度及钢筋锈蚀情况。部分抽样构件保护层厚度检测照片如下图所示。一层(4/7)/C柱侧面二层(1/8)/A′柱侧面2.9砌体结构工程抗震鉴定实例
81三层(4/7)/C柱侧面四层(1/5)/B柱侧面2.9砌体结构工程抗震鉴定实例
82三层(1/7)/C柱四层(1/7)/C柱混凝土保护层厚度检测及钢筋锈蚀检测钢筋锈蚀情况照片如下图所示。一层(4/7)/C轴柱二层(1/8)/A′轴柱2.9砌体结构工程抗震鉴定实例
83混凝土强度检测采用回弹法对该工程梁、柱构件混凝土抗压强度进行检测。芯样检测混凝土抗压强度平均值为5.43MPa,与回弹法检测的混凝土抗压强度基本吻合。现场取芯2.9砌体结构工程抗震鉴定实例
84芯样切割破碎照片2.9砌体结构工程抗震鉴定实例
85砌筑砂浆抗压强度检测采用贯入法对该工程砌筑砂浆抗压强度进行检测。抽样砌筑砂浆强度检测2.9砌体结构工程抗震鉴定实例
86承载力复核1)根据现场实测材料强度,采用中国建科院编制的PKPM计算软件进行计算:KJ-1二层框架转换梁承载力不满足要求;2)根据现场实测砂浆强度等级计算承重墙体高厚比,经计算:墙体高厚比满足《砌体结构设计规范》GB50003-2001第6.1.1条的规定;3)根据现场实测砌体及砂浆抗压强度,经计算:墙体承载力满足正常使用要求。2.9砌体结构工程抗震鉴定实例
87鉴定结论1)经现场实测,实测基础尺寸和设计尺寸相差悬殊。2)经现场抽样检测,大多数柱钢筋有锈蚀现象,混凝土级配较差,碳化严重,不满足设计要求。3)教学楼建筑主体墙体出现窗角斜裂缝,外部窗角斜裂缝主要是结构温度收缩变形不协调所致,内墙角斜裂缝经开凿后发现,砖墙无裂缝。4)女儿墙与结构层交接处水平裂缝,经综合分析,主要是由以下两个原因造成的。2.9砌体结构工程抗震鉴定实例
88加固建议1)混凝土基础不满足设计要求,且实测尺寸较设计尺寸相差悬殊,建议加大基础截面尺寸;2)横向楼板墙上搭接长度不足,建议采用叠合墙体的办法;3)框架柱抗压强度892.10本章小结本章主要了砌体结构常用的现场检测技术,并结合工程实例介绍了砌体结构的检测鉴定与加固。其中前三个实例主要分析了砌体结构房屋因堆载过大、加层改造及地基不均匀沉降、火灾造成砌体结构损伤后的检测鉴定与加固,第四个实例按照检测流程详细介绍了砌体结构安全性鉴定。
90本章展望在我国,砌体结构的检测鉴定与加固正处于发展阶段,还需要做以下几方面的工作:(1)研究高效无损的砌体结构检测新技术;(2)完善砌体结构相关鉴定标准,建立科学的评估指标体系;(3)研究砌体结构加固整体设计方法(如:纤维增强复合材料,FRP)及流程。
91TheEnd