2023年悬挑部位墙体裂缝的分析1.docx
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1、2023年悬挑部位墙体裂缝的分析1 第一篇:悬挑部位墙体裂缝的分析1 石混结构悬挑部位墙体裂缝的分析 一、前言 石混结构是城乡现阶段广泛接受的一种结构形式。阳台,外走廊,甚至房间为了加大面积常接受悬挑构件。挑梁一端嵌入墙内,一端悬挑在外承载墙、板等荷载,挑梁四周墙体抗拉强度低,抗裂性能差,在种种外因作用下,简洁开裂,影响房屋的正常运用和美观,甚至发生工程事故,在工程建设中,此现象经常出现。现通过以下两个实例从设计的角度进行分析。 二、实例1 1工程概况及裂缝状况。 某六层商住楼于2023年开工,一层为商铺店面,如图: 二层以上各楼层在A轴处悬挑1.8m,以增加楼层上住宅的进深,挑梁伸入砌体3.
2、6m,挑梁截面250500,全部砌体用Mu10红条石,M5.0混合砂浆砌筑240mm厚。当主体结构砌筑到屋面层时,还没有抹灰,就觉察二层挑梁下墙体出现裂缝,继而觉察-各轴线首层挑梁下墙体都出现斜裂缝,宽0.3-2.2m m,长约0.5-1.8m m,以后视察,斜裂有所进展。如图示: 2裂缝缘由分析: 1挑梁倾覆荷载的增加,首先在梁根部上面出现水平裂缝,同理,在挑梁尾端梁下也产生水平裂缝,随着砌体产生塑性变形,自挑梁尾端起,墙体内产生斜裂缝,显45o角沿砌体在缝向后上方进展成阶梯形。 经现场检测,挑梁配筋和混凝土强度均到达设计要求。根据裂缝形态分析,墙体裂缝不是由挑梁抗倾覆不够和承载力缺乏引起的
3、。 2温度变形和材料的收缩变形也引起墙体开裂,钢筋混凝土的线膨胀系数6c=1010-5,红条石砌体的线膨胀系数6m=4.510-5 红条石砌体和钢筋混凝土梁由于相同温差而变形相差一倍。墙、楼面是在室内,混凝土和红条石砌体的温度条件大致相 同,而且外墙也未觉察裂缝。因此墙体裂缝不是温度裂缝 3根据砌规,对于单层挑梁下砌体的局部受压承载力按下式验算:N1rfA1,其中N1=2R。本例R=71KN,rfA1=0.71.251.51.2250400=157KN142 KN,按一层挑梁荷载计算挑梁下砌体的局部受压承载力,是满意砌体局压承载力要求的,当建好其次层时,也并未觉察二层挑梁下砌体出现裂缝。而且三
4、、四、五层楼屋面悬挑结构都同二层。这说明,底层墙体的局部受压的荷载,不能只考虑二层,还应考虑以上层挑梁的倾覆荷载。对于多层挑梁的首层砌体的局部受压承载力计算,砌规未提及。以上层挑梁的倾覆荷载传到二层挑梁梁下砌体,由于砌体整体性强,刚度大,墙体局部受压积增大。明显,局部受压最大部位,乃是首层挑梁下砌风光积A1。根据有关资料,对于多层挑梁的底层砌体的局部受压承载力按下计算,N1 rfA1 , N1取nR,R为各层挑梁倾覆荷载。屋面挑梁的倾覆荷载R=29KN,N1=713+29=242KN, rfA1=157KN242KN ,因此首层梁下墙体局部承压不够,开裂也是必定的。 基础不均匀沉降也是一个缘由
5、。基础接受毛石垫层和砖基础,基础持力层为粘土层。虽然条形基础和墙体有较大的调整地基不均匀沉降的实力,按规范设置了钢筋混凝土圈梁,但是由于挑梁下墙体局部受压较大,尤其在墙端角部位,基底应力不均匀使地基的不均匀沉降超过建筑物允许限值 时,将导致墙体局部倾斜产生裂缝。 此工程的方案本身久妥,正面为了扩大铺面入口既没有纵向墙体,也未设置壁柱,应属弹性方案,而设计是按刚性方案计算,和实际假定相差太远。梁下砌体的侧向支撑不够,也增大了墙体的计算高度。3结论: 1留意构造要求,在砖混结构设计中,轻构造重计算是不容忽视的问题。在挑梁根部设翼墙,翼墙增加下部墙体的平面外稳定性改善受力性能,有翼墙的墙体平均压应力
6、比无翼墙的平均压应力小。在挑梁根部设置钢筋砼柱和圈梁,柱和墙体每隔500高设26水平钢筋,伸入墙体中,增加柱和墙体的拉结作用。以各种构造措施保证钢筋砼梁,柱和墙体能够共同作用。 留意挑梁梁下砌体的基础设计。根据调查分析,砌体结构墙身开裂,大多数状况是由于墙体局部倾斜超过允许值所致。梁下墙体局部受压导致地基应力差异大。而基础持力层一般为粘土、砂土,压缩性大,往往地基变形产生不均匀沉降引起墙体局部倾斜。一般设置钢筋砼柱,柱下扩展基础和砖石条形基础应设圈梁拉结的构造措施,以加强地基变形协调实力。4处理措施: 裂缝是因墙体强度缺乏引起,必需实行加固措施,加固 的方法有许多,如扩大砌体截面加固法,外包钢
7、加固法,或撤除部分墙体,改用混凝土柱等,本工程用钢筋网水泥砂浆层加固。同时,在二层挑梁梁下墙体端部外加钢筋混凝土柱,砼用C20,为了使混凝土与砖墙更好地结合,每隔300mm打去一块砖,使后浇砼嵌入砖砌体内。钢筋混凝土柱基础也加宽。如图示: 运用至今,未觉察异样状况。 三、实例2: 1 工程概况及裂缝状况: 某住宅楼为石混结构,四层,其正面各层为封闭式阳台,开间为3.6m,悬挑长度为1.5m,挑梁伸入砌体度为3.0m,挑梁截面为为250300,配筋为322,梁上墙体和承重墙体是Mu10粘土砖,M5.0混合砂浆砌筑一砖墙。接受现浇钢 筋混凝土楼面和屋面。 施工过程是1998年6月,浇捣挑梁混凝土后
8、五天,即砌筑挑梁上墙体,约三周后梁模板撤除完毕。再过一个月,主体结构完工并进入室内外装饰阶段,粉刷前未觉察异样变形。9月5日,觉察已粉刷的二、三层挑梁悬臂段上墙体产生斜裂缝,缝宽为0.11.5mm,挑梁根部较多,裂缝有所进展后并稳定下来。 2 裂缝缘由分析: 1基础接受毛石条形基础,座落在粘土层上,土质均匀,施工时未觉察异样地基。经复核计算证明,产生不均匀沉降的条件不具备。而基础及挑梁下墙体没有产生倾斜变形,可解除地基的不均匀沉降引起的墙体裂缝。 2根据裂缝的形态和计算复核,可解除是挑梁抗倾覆不够引起。 3外墙没有出现裂缝,由温度引起可能性不大。此悬挑结构,承重墙体和挑梁、梁上墙体连续施工,具
9、有很强的整体性。当梁上墙体砌筑完成后拆梁支撑底模,梁和墙组合在一起形成一种“钢筋混凝土一砌体组合构件。正如墙梁中的托梁和墙体一样,具有组合结构中共同工作的特性。混凝土和砌体两种材料特性不一样,C20混凝土的弹性模量Ec=2.5510N/mm砌体红条石M10混合砂浆Em=1500f=15001.58=2370.Ec/Em=10.7,由于砌体将自身荷 2,载传给混凝土梁的同时,墙内产生主拉拉力,梁上墙受到与之相连的承重砖墙的变形约束,这种组合构件的受力和变形性能互相影响。梁上砌体的抗变形实力小,砌体高度大,其挠度变形性能小,反之则大。因此,墙体由于水平拉应力也就出现了斜裂缝。 经计算核定钢筋混凝土
10、梁的短期挠度值为5 mm,长期挠度值为8 mm。按混规GB50010-2023,挑梁的允许挠度值为15 mm,梁上墙体出现斜裂缝的挠度值为5 mm15 mm。可见,梁挠度值虽小于15 mm,墙体也会出现斜裂缝。同时,按一般进程组织施工,即先砌墙,后拆大梁支撑底模,梁的初期变形更大。 3 结论: 两种材料组合在一起的时候,由于互相约束,其受力性能也将变更,其变形条件一样,但由于弹性模量相差大,变形实力不相同。对于砖混结构中,当梁上有砖砌体时,不能把规范规定的钢筋混凝土梁的允许挠度值为砌体是否开裂的界限。宜适大加大截面,增加刚度,削减梁的挠度变形,尽量满意上部砌体刚性变形的要求。 4 处理措施:
11、裂缝不是结构裂缝,不致于影响平安,但是结构缺乏必要的平安贮备,影响运用者的心理和正常运用。一般接受灌缝、封闭的方法,本工程接受灌浆法处理,用灰浆泵将含有 胶合材料的水泥砂浆灌入裂缝使之粘成整体。以后观查,运用状况良好。五结语: 石混结构悬挑部位设计,既要满意悬挑构件和砌体的强度、刚度和稳定性的要求,也应留意钢筋混凝土梁、柱和墙体共同工作的特性,从方案、构造多方面上加强其整体平安性。 参考方献: 1.砌体结构设计手册 中国建筑工业出版社 2.砌体结构设计规范 GB50003-2023 3.江见鲸 王元清等 建筑工程事故分析与处理 中国建筑工业出版社 4.何涛先生文集 其次篇:悬挑脚手架 1、编制
12、根据 1.1建筑施工扣件式钢管脚手架平安技术规范JGJ130-2023 J84-2023 1.2建筑结构荷载规范GBJ9-87 1.3钢管脚手架扣件GB15831 1.4冷弯薄型钢结构技术规范GBJ18-87 1.5建筑施工平安检查标准JGJ59-99 2、工程概况 某高层住宅商品楼组成,1#房21层,建筑物高度65.10米;2#房30层,建筑物高度96米;3#房25层,建筑物高度75.70米。均为框架剪力墙结构,建筑面积n平方米。本工程1层-6层接受落地式脚手架,6层以上接受悬挑式脚手架设计。 3、落地式脚手架设计1-6层 1.本工程六层以上接受悬挑脚手架搭设,脚手架接受钢管483.5mm扣
13、件组合连接。脚手架步距1.8m,立杆间距1.21.7m,立杆排距1.05m,立杆离墙0.3m。悬挑梁架接受16#槽钢,外伸出1.35m,内锚固1.8m (槽钢L=3.15m),锚固筋接受14钢筋,14钢筋前后二道,14钢筋锚固钢筋与楼板钢筋绑扎连结焊接牢固,混凝土浇筑,锚固钢筋、槽钢之间 铁板榫紧电焊固定 悬挑梁架挑出前端下部接受100 mm钢管斜撑满焊,斜撑另一端与主体结构墙面预埋件焊接满焊牢固。 脚手架立杆与16#槽钢接受60钢管套筒满焊在槽钢面上,固定立杆离槽钢满200mm处设置纵向扫地杆,接受直角扣件与立杆扣牢,横向扫地杆也接受直角扣件,固定在紧靠纵向扫地杆下方的立杆上固定。悬挑梁架接
14、受竹笆脚手板满铺,脚手板下部接受密目网满包,防止物料高处坠落伤人。 脚手架附墙杆接受首步拉结,首步附墙杆距水平扫地杆300mm处,附墙杆一端与结构预埋件焊接,另一端与立杆接受直角扣件扣牢,附墙杆必需垂直与墙面,附墙杆与预埋件连接时,主体结构混凝土强度不宜低于15N/mm2,附墙杆间距:竖向间距为3m,水平间距为5m。 4.搭设立杆的技术措施: 1外径48mm或51mm的钢管严禁混合运用。 2相邻立杆的对接扣件交织布置,两个相邻立杆的接头不应设置在同步内,同步内隔一根立杆的相邻接头,在高度方向错开的距离不宜小于500mm,各接头中心至主节点距离不宜大于1/3。 3起先搭接立杆时,应每隔6跨设置一
15、根抛撑,直至连墙杆安装稳定后方可根据状况撤除。 4当搭至有连墙杆的构造时,搭设完该处的立杆,纵向水平杆,横向水平杆后,应马上设置连墙杆,连墙杆宜靠近主节点位置,偏离主节点不应大于300mm,附墙杆间距:脚手架高度50m时,竖向间距3米,水平间距3米;手架高度50米时,竖向间距2米,水平间距2米。 5立杆顶端宜高出女儿墙上皮1米,高出檐口上皮1.5米,钢管长度不应小于6米。 5搭设纵、横向水平杆的技术措施: 1纵向水平杆设置在立杆内侧,其长度不宜小于3跨。 2在封闭型脚手架中同一步纵向水平杆必需四周交圈,用直角扣件与内、外立杆扣牢固定。 3纵向水平杆接长接受对接扣件连接,纵向水平杆的对接扣件应交
16、织布置,两相邻纵向水平杆的接头不准设置在同步或同跨内,不同步或不同跨小于纵向距离的1/3。 4当运用竹笆脚手板时,纵向水平杆应接受直角扣件固定在横向水平杆上,并应等间距设置,不应小于33cm。 5主节点出设置一根横向水平杆。用直角扣件扣牢,严禁撤除。主节点处两个直角扣件的中心距离不应大于150mm,在双排脚手架中,靠墙一端的长度不应大于500mm。 6当运用竹笆脚手板时,双排脚手架的横向水平杆两端应用直角扣件固定在立杆上。 7脚手架对接平铺时,接头出必需设置两根横向水平杆,但应将脚手板两端与其牢靠固定,作业层脚手架应满铺,铺稳,离墙面不大于120150mm。;8竹笆脚手板应按其主筋,垂直于纵向
17、水平杆方向铺设,且接受对接平铺四角,应用直径1.2mm的镀锌铝丝固定在纵向水平杆上。 6.搭设连墙杆、剪刀撑、横向撑、抛撑平安技术措施: 1连墙竿应从底部第一步纵向扫地杆上皮距300mm处。起先设置附墙件一端与立杆扣件连接,另一端与结构预埋件焊接并垂直于墙面。连墙杆宜靠近主节点设置,偏离不大于300mm。 2连墙竿搭设高度50米时竖向间距3米,水平间距3米,脚手架高度大于50米,竖向间距2米,水平间距3米,连墙杆接受菱形,方形、矩形布置。 3连墙杆宜水平放置,当脚手架下部不能连时,可设抛撑,应接受通长杆与脚手架连接,与地面倾角应在45度60度间。连接点中心到主节点距离不应大于300mm,抛撑应
18、在连墙搭设后方可撤除。 4双排脚手架应设置剪刀撑和横向斜撑。 5悬挑脚手架外侧立面、竖向、纵向均设置剪刀撑,从底到高,连续设置。 6剪刀撑斜杆应接受旋转扣件固定在与之相交的横向水平杆的伸出端和立杆上。旋转扣件中心线到主节点距离不宜大于150mm。 7横向斜撑应在同一节间,由底到顶乙字形连续设置。 8剪刀撑、横向斜撑搭设应随立杆、纵向水平杆等同步搭设。 7.扣件安装的平安技术措施: 1扣件规格必需与钢管外径相同,螺栓拧紧不应小于40N.M且不大于65N.M。 2在主节点处,固定横向水平杆,纵向水平杆、剪刀撑、斜撑等用的直角扣件、螺旋扣件中心线的互相距离不应大于150mm。 3对接扣件开口应朝上或
19、朝内,各杆件端头伸出扣件盖板边缘长度不应小于100mm。 两相邻接头在水平方向错开距离不应小于500mm 3.1脚手架接受接受483.5钢管搭设,步距为1.8m,立杆的排距为1.05m,连墙件间距:竖向间距-3m,水平间距-5m,纵向水平杆设置在两根大横杆之间加两根纵向水平杆,其间距为33cm,上铺宽度1m,厚约50mm的竹脚手笆,并将其四角同纵向水平杆用18号铁丝扎牢。 脚手架纵向用斜杆搭成剪刀撑,斜杆用长钢管与脚手架底部成45-60夹角。斜杆用旋转扣件与立杆和横向水平杆扣牢。 因施工脚手架主要用于结构阶段施工,其均布荷载一般不会超过3.0kN/m2,现柱距且为1.8m,按有关手册,不必进行
20、纵向水平杆的抗弯和刚度验算 3.2荷载计算 3.2.1脚手架结构自重产生的轴心压力NG1: 查表得:NG1=0.474kN 3.2.2脚手板、栏杆、平安网等防护材料的轴心压力NG2: NG2=1.80.1+1.80.03842+1.80.001=0.336kN 3.2.3施工活荷载产生的轴力Nq: q=2.0kN/m2假设三层同时操作 Nq=11.82.03=10.8Kn 3.2.4计算立杆的轴力设计值:式中n为脚手架步数 N=1.2nNG1+ NG2+1.4 Nq =1.2100.474+0.336+1.41.08 =9.720+1.512 =11.232kN 3.3脚手架立杆的整体稳定性验
21、算: K1K2f=0.7690.85205=133.998N/mm2 N/A=11.232/0.32978=35.890 N/mm2K1K2f 脚手架的整体稳定性满意要求。 3.4脚手架的单立杆稳定性验算: N=N/2=5.616kN,查表得0.955 =35 N/mm2 N/A+=6302/0.955489+35 =12.03+35 =47.38 N/mm2K1K2f 脚手架的单立杆稳定性满意要求 3.5底座、连墙件、栏杆、平安网及脚手板施工状况详见第五节脚手架施工。 4、六层以上悬挑脚手架设计 4.1搭设方案 本工程六层以上接受悬挑脚手架搭设方案悬挑式脚手架示意图见附图二,步距纵 距1.8
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