第十章砖混结构裂缝分析实例.ppt

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1、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返回总目录返回总目录 第第1010章章砖混结构裂缝分析实例砖混结构裂缝分析实例第十章 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。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

2、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。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

3、砖混结构的最大特点就是抗裂能力偏低，尤其是多最受欢迎的。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。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。因此自从因此自从20世纪世纪50年代末以来，国内国外工程学术界就对砖混结构裂年代末以来，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

4、些工程实例作一些探讨。做。本章将结合一些工程实例作一些探讨。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砖混结构裂缝的特征及产生原因 本章内容思考题与习题思考题与习题第十章 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由于砖混结构中竖向承重构件砖墙、砖柱的材料来源砖墙、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

5、得到了广泛的应用。大量住宅、宿舍、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、石或砌块墙体砌块墙体(承重、分隔、围护作用承重、分隔、围护作用)和钢筋混凝土楼盖共同和钢筋混凝土楼盖共同组成的混合结构体系。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。当然引起砌都是造成砌体结构裂缝现象比

6、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。下。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砖混结构裂缝的普遍性与严重性 一一.设计方面主要原因设计方面主要原因(1)(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。行校核和计算。(2)(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。到关注。(3)(3)满足于墙体总的承载力的

7、计算，但忽视了墙体稳定性和局部承压的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。验算。(4)(4)强调计算结果，忽略构造要求。强调计算结果，忽略构造要求。二二.施工方面原因施工方面原因(1)(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。原因。(2)(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，

8、过多地削弱了结构构件截面。实，过多地削弱了结构构件截面。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。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，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。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

9、裂如上所述，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。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。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，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可能导致局部或

10、整体的破坏，会带来人员的伤亡和经济上的巨大损失。上的巨大损失。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典型砖混结构裂缝调查六例 一一.砖砌体因承载力不足造成的质量事故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，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；砖柱截面外砖墙内砖柱承重；砖柱截面490mm490mm490mm490mm，采用，采用MU10MU10砖、砖、M10M10水泥混合沙浆砌筑；基础为三七灰土，上砌毛石，砖墙水泥混合沙浆砌筑；基础为三七灰土，上砌毛石，砖墙基础底面宽基础底面宽1300mm13

11、00mm，砖柱基础底面积为，砖柱基础底面积为1400mm1400mm1400mm1400mm，地，地基设计承载力基设计承载力=150kN/m2=150kN/m2，如图，如图10.1(a)10.1(a)、(b)(b)所示。该房屋所示。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。其中最严重的位于中最严重的位于轴线，裂缝最宽处达轴线，裂缝最宽处达8mm8mm10mm10mm，长，长1.5m1.5m左右，说明该砖柱已濒临破坏，如图左右，说明该砖柱已濒临破坏，如图10.1(c)10.1(c)所示。发现裂所示。发现裂缝后，随即对各层砖柱进行加

12、固，加固方案为四角外包角钢缝后，随即对各层砖柱进行加固，加固方案为四角外包角钢75mm75mm75mm75mm6mm6mm，角钢间用缀条连接，如图，角钢间用缀条连接，如图10.1(d)10.1(d)所示，所示，但加固方案并未能取得成效。但加固方案并未能取得成效。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典型砖混结构裂缝调查六例 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典型砖混结构裂缝调查六例 事故原因分析和处理如下：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中间砖柱承载力按轴心受压算允许承载力只有913.36kN，而该，而该

13、柱所承受的荷载柱所承受的荷载(算至算至 0.000标高标高)却有却有1166kN。超载。超载252.64kN。由。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。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柱基础底面积按计算需要9.74m2，实际只有，实际只有1.96m2，仅及计算，仅及计算需要的需要的20.3%。远不能满足实际需要。结构完工时，基础之所以未。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由于实

14、际地基承载力大于150kN/m2；而因柱身的砌筑质量太差，其；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。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。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

15、便。决了结构问题，但在使用上却带来了很大不便。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典型砖混结构裂缝调查六例 二二.一起偶然的设计失误引起的反思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，承楼板，四角区布置的大房间中各有一根钢筋混凝土大梁，如图如图10.210.2所示。此工程竣工后，设计复查发现大梁计算跨所示。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中弯矩错了一位小数点(将将65.66kN65.66kNm m错写成错写

16、成6.566kN6.566kNm)m)，因而大梁主筋截面面积只及所需面积的，因而大梁主筋截面面积只及所需面积的30%30%，按理，它甚，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，经受了使用考验，50506060人在室内举行过多次会议，并曾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楼大梁上有宽度小于0.2mm0.2mm的微细裂缝，其余梁上的裂缝更的微细裂缝，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

17、满足需要。小。说明其实际拥有的承载力和安全度完全满足需要。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典型砖混结构裂缝调查六例 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。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

18、垫和圈梁与大梁整浇在一起，因而梁端的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。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)(1)二层大梁在二层大梁在30kg30kg、60kg60kg、90kg90kg、120kg120kg、150kg150kg、200kg/m2200kg/m2分级加载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弯矩的7070；在；在200kg/m2200kg/m2荷载作用下的

19、跨中最大挠度只有荷载作用下的跨中最大挠度只有0.508mm0.508mm，相，相当于当于/L L=1/9850=1/9850；(2)(2)三层大梁在三层大梁在50kg50kg、100kg100kg、150kg150kg、250kg/m2250kg/m2分级加载的楼面荷载作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%50%；在；在250kg/m2250kg/m2荷载作用下的跨中最大挠度只有荷载作用下的跨中最大挠度只有0.741mm0.741mm，相当于，相当于/L L=1/6750=1/6750；第十章 砖

20、混结构裂缝分析实例 10.13典型砖混结构裂缝调查六例典型砖混结构裂缝调查六例(3)(3)二、三层大梁卸载后的残余变形分别只有最大挠度的二、三层大梁卸载后的残余变形分别只有最大挠度的6.3%6.3%和和6.2%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会有所减小。当梁端上面所受的压力较大时(如二层如二层)，梁跨中弯矩可，梁跨中弯矩可减少减少50%50%左右；当这种压力较小时左右；当这种压力较小时(如三层如三层)，梁跨中弯矩可减少，梁跨中弯矩可减少30%30%左左右。推而

21、广之，当这种压力为零约束完全放松时，梁跨中弯矩减少值右。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。也为零，也就是达简支梁跨中最大弯矩的理论值。(4)(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，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，也就是下降到下降到30%30%左右。歪打正

22、着，本例由于设计上的偶然过失，少配了跨左右。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。是浪费。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典型砖混结构裂缝调查六例 2.2.材料实际强度超过计算强度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/cm2300kg/cm2，超过设计标号超过设计标号(C15(C15号号)甚多。根据现场剩余钢筋试验得到的屈服应力均

23、大甚多。根据现场剩余钢筋试验得到的屈服应力均大于于2960kg/cm22960kg/cm2，也超过钢筋设计时的计算强度，也超过钢筋设计时的计算强度2400kg/cm22400kg/cm2。由此估算大。由此估算大梁的承载力可增大约梁的承载力可增大约23%23%。3.3.楼盖面层参与受力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，两者共厚楼板上有焦渣混凝土层和水泥沙浆抹面层，两者共厚90mm90mm，而且质地密，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高梁的承载能力的10%10%

24、。4.4.板和梁的共同作用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(下垂下垂)，因，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。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，如用弹性理论考虑梁、板的变形协调，计算得出板

25、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%9.5%左右。左右。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典型砖混结构裂缝调查六例 5.5.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。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

26、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。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部分约束甚至是全部约束条件下。而习惯中的设计方

27、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。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中正弯矩2 23 3倍。而习惯上的板支座配筋和规范条文规定的板支座结构倍。而习惯上的板支座配筋和规范

28、条文规定的板支座结构配筋，均远远不能满足实际需要。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。工程事故分析呼唤理论要更进一步结合实际。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典型砖混结构裂缝调查六例 三三.砖砌体结构整体失稳引发的坍塌事故砖砌体结构整体失稳引发的坍塌事故1.1.工程概况工程概况19971997年年7 7月月1212日，某县发生一起建筑面积日，某县发生一起建筑面积2500m22500m2的五层半砖混结的五层半砖混结构住宅楼倒塌的特大事故，造成构住宅楼倒塌的特大事故，造成3636人死亡，人死亡，3 3人受伤，直接经济人受伤，直接经济

29、损失达损失达860860万元。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。该楼房工程质量低劣，砖基础侵水失稳，导致整楼坍塌。2.2.直接原因直接原因(1)(1)该楼基础砖墙质量低劣该楼基础砖墙质量低劣(主要是材料不合格，施工不规范主要是材料不合格，施工不规范)。一是砖的强度低，设计要求使用一是砖的强度低，设计要求使用l00l00号砖，但实际使用的都明显号砖，但实际使用的都明显低于低于7575号，而且基础砖墙的砖匀质性差，受水浸泡部分的砖墙破号，而且基础砖墙的砖匀质性差，受

30、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，含泥量高达要求应使用中、粗砂，实际使用的是特细砂，含泥量高达31%31%，砌筑砂浆强度仅在砌筑砂浆强度仅在M0.4M0.4以下，粘结力很差。以下，粘结力很差。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典型砖混结构裂缝调查六例(2)(2)擅自变更设计。设计图纸要求对基础内侧进行回填土，并夯实擅自变

31、更设计。设计图纸要求对基础内侧进行回填土，并夯实至至0.0000.000标高，但在建造过程中，把原设计的实地坪改为架空板，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。是年重复作用，其稳定性显然成了最危险

32、的薄弱环节。是年7 7月月8 8日至日至l0l0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。低，稳定性严重削弱，这是造成事故的直接原因。3.3.间接原因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为、管理松弛有关，导致了从开发建设

33、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。玩忽职守，管理紊乱引起的重大责任事故。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典型砖混结构裂缝调查六例 四四.砖柱组砌工艺不规范引起房屋倒塌砖柱组砌工艺不规范引起房屋倒塌1.1.工程及事故概况工程及事故概况某地区建一座四层楼住宅，长某地区建一座四层楼住宅，长61.2m61.2m，宽，宽7.8m7.8m。砖墙承重、钢筋混。砖墙承重、钢筋混凝土预制楼盖，局部凝土预制楼盖，局部(厕所等厕所等)为现浇钢

34、筋混凝土。图纸为标准住宅为现浇钢筋混凝土。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，改为为490mm490mm490mm490mm砖柱，上搁钢筋混凝土梁。置换时，经计算确认承砖柱，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。倒塌。2.2.计算复核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

35、情况判断，倒塌原因显然是由砖柱基下沉失效等情况。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被压酥引起的。设计砖的强度等级为MU7.5MU7.5，有出厂证明并经验收，有出厂证明并经验收合格。设计砂浆强度等级为合格。设计砂浆强度等级为M5M5。现验算如下。现验算如下。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典型砖混结构裂缝调查六例 荷载计算：结构恒载荷载计算：结构恒载NG=140.5kN，使用荷载，使用荷载NQ=80.37kN图10.3 砖柱包心砌法则设计荷载：则设计荷载：N设设=1.2NG+1.4NQ=1.2140.5+1.480.37=28

36、1kN刚性方案，砖柱高取：刚性方案，砖柱高取：H0=3.2+0.5(地面以下到大放脚地面以下到大放脚)=3.7m高厚比：高厚比：=3.7/0.49=7.55砖砖MU7.5，沙浆，沙浆M5，查得砌体强度，查得砌体强度f=1.37N/mm2承载面积承载面积 A=0.490.49=0.24m2 20.3m2故应取强度降低系数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按中心受压柱计算由=7.55及及M5查得查得=0.915可得可得 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

37、程中采用包心砌法。如图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。所示。且砂浆强度达不到要求，按实际情况计算，按且砂浆强度达不到要求，按实际情况计算，按MU7.5，M0.4查得查得f=0.79N/mm2，考虑到柱芯起不到作用，承重面积减为，考虑到柱芯起不到作用，承重面积减为0.490.490.240.24=0.1825m2 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典型砖混结构裂缝调查六例 这样，砖柱承载力这样，砖柱承载力N Nu u=0.915=0.9150.940.940.790.790.18250.1825106=0.124106=0.1241

38、06N=124kN106N=124kN 0=124/281=0.4410=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。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。五五.温度应力造成砌体结构倒塌事故温度应力造成砌体结构倒塌事故1.1.事故概况事故概况某供销社的建筑为三层混合结构，平面布置呈某供销社的

39、建筑为三层混合结构，平面布置呈T T字形，前面沿大街的大开字形，前面沿大街的大开间为营业厅，后面为住宅及办公用房。底层层高为间为营业厅，后面为住宅及办公用房。底层层高为4m4m，二、三层的层高，二、三层的层高为为3.7m3.7m。地基良好，基础为毛石砌筑，承重墙为砖砌。地基良好，基础为毛石砌筑，承重墙为砖砌2424墙。住宅及办公墙。住宅及办公室开间室开间4.8m4.8m，现浇钢筋混凝土楼盖。营业大厅进深，现浇钢筋混凝土楼盖。营业大厅进深9m9m，采用，采用300mm300mm800mm800mm断面的梁，梁板均为现浇，大梁支于宽断面的梁，梁板均为现浇，大梁支于宽1000mm1000mm，厚，厚

40、240mm240mm，加加370mm370mm240mm240mm附壁柱的窗间墙上。墙体每层均设置圈梁，截面附壁柱的窗间墙上。墙体每层均设置圈梁，截面240mm240mm240mm240mm，配筋，配筋412412。在。在B B、E E轴线上的大厅大梁与住宅、办公室区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。段的外墙圈梁连成整体，未设伸缩缝。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典型砖混结构裂缝调查六例 该工程于该工程于19761976年夏季开工，年夏季开工，19771977年年4 4月中施工到第三层窗口上月中施工到第三层窗口上沿齐平，营业厅部

41、分突然全部倒塌。轴线沿齐平，营业厅部分突然全部倒塌。轴线上的窗间墙全部上的窗间墙全部倒向厅内，第二层楼面的轴线倒向厅内，第二层楼面的轴线上的梁头全部落地，而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。迹象，现浇梁板配筋，均偏于安全，倒塌原因曾引起争议。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典型砖混结构裂缝调查六例 2.原因分析因为营

42、业厅倒塌是从底层砖墙破坏开始的。因而人们大都倾向于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，按算，按MU5砖及砖及M5砂浆等级计算，底层砖垛承载力砂浆等级计算，底层砖垛承载力Nu=fA=361.68kN，即令砂浆等级取，即令砂浆等级取M1，仍可达，仍可达Nu=263kN，而，而设计所需承载力仅为设计所需承载力仅为253.7kN，可见承载力可满足要求。既然砌，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。筑质量合格，则认为窗间墙不是倒塌原因。进一步

43、分析可以确认事故真正原因是温度应力造成的。砖混结构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，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。如图房屋倒塌的主要原因。如

44、图10.4(a)所示。可见在楼盖下的纵墙上所示。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。线形系数不同，且混凝土干缩量大。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(当地最高气温在当地最高气温在30以以上上)，而随着施工进展，进入冬季，而随着施工进展，进入冬季(平均气温在平均气温在15)，钢筋混凝土楼，钢筋混凝土楼盖盖(包括圈梁包括圈梁)冷缩较大而

45、受到砌体的制约，当砌体冷缩较大而受到砌体的制约，当砌体 的强度不足以抗拒时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。而在轴线处，应力释放后应无问题。而在轴线与与处，则因处，则因B、E轴线上大梁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线外墙上，再加上轴线外墙

46、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。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，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，钢筋混凝土屋面，200mm深浅埋式的灰土基础。该饭厅冬季建成，建成深浅埋式的灰土基础。该饭厅冬季建成，建成后北部三个

47、门斗墙上出现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，裂缝最宽处向墙角发展，裂缝最宽处2mm3mm，上下两头尖细。南部三个门斗完，上下两头尖细。南部三个门斗完好无损，如图好无损，如图10.5所示。所示。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，发现埋深仅基础，发现埋深仅200mm200mm，基础下

48、面土的颗粒间有，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，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，发现地面下地面挖坑，发现地面下450mm450mm深度以内的粉土层均深度以内的粉土层均已冻结；相反，在南墙根类似地面挖坑，却无冻结已冻结；相反，在南墙根类似地面挖坑，却无冻结现象。现象。因此可以确认

49、，北门斗墙开裂是由于墙基埋深太浅遭受土的不均匀冻胀因此可以确认，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；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室外地坪下600mm处。按此做法处理后，冻结病害得到根治。处。按此做法处理后，冻结病害得到根治。第十章

50、 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。如斜向发展，左右对称而形成正八字型裂缝。如图图10.6所示。它的产生原因主要有以下几点。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