常见结构裂缝分析及加固技术【谷风建筑】

1、,房屋常见缺陷分析,建筑结构常见缺陷成因,设计方面原因,其它原因,使用方面原因,施工方面原因,常见缺陷成因,1,建筑相关,常见缺陷成因,设计方面原因,结构体系不当,计算简图错误,计算错误,构造不当,房屋常见缺陷分析,2,建筑相关,常见缺陷成因,房屋常见缺陷分析,施工方面原因,养护不当,材料强度不足,钢筋位置,浇注质量,其它原因,3,建筑相关,使用方面原因,使用年限过长,改变使用功能,使用环境恶劣,随意变动结构,常见缺陷成因,房屋常见缺陷分析,4,建筑相关,其它方面原因,灾害,地基不均匀沉降,相邻建筑影响,温度变化,常见缺陷成因,房屋常见缺陷分析,5,建筑相关,结构常见裂缝分析,6,建筑相关,一

2、.混凝土结构常见裂缝分析,7,建筑相关,荷载裂缝,受弯裂缝,特点：垂直 跨中 下部 下大上小,常见裂缝分析,房屋常见缺陷分析,8,建筑相关,常见缺陷成因,房屋常见缺陷分析,9,建筑相关,10,建筑相关,11,建筑相关,受剪裂缝,特点：斜向 支座,常见裂缝分析,房屋常见缺陷分析,12,建筑相关,13,建筑相关,14,建筑相关,15,建筑相关,荷载裂缝,轴心受压裂缝,特点：竖向 短而密 平行,常见裂缝分析,房屋常见缺陷分析,16,建筑相关,小偏心受压裂缝,特点：竖向 短而密 平行 靠近受压一侧,常见裂缝分析,房屋常见缺陷分析,17,建筑相关,大偏心受压裂缝,特点：类似于受弯构件,常见裂缝分析,房屋

3、常见缺陷分析,18,建筑相关,干缩和温度变化裂缝,特点：垂直 等间距 中部 枣核状,常见裂缝分析,房屋常见缺陷分析,19,建筑相关,20,建筑相关,21,建筑相关,锈蚀裂缝,特点：沿钢筋方向 严重时混凝土保护层脱落,常见裂缝分析,房屋常见缺陷分析,22,建筑相关,23,建筑相关,24,建筑相关,常见裂缝分析,房屋常见缺陷分析,砌体结构常见裂缝,受压承载力不够时的表现,25,建筑相关,第一阶段,从砌体开始受压到单块砖出现裂缝。出现第一条（或第一批）裂缝时的荷载约为破坏荷载的50%70%，此时如果荷载不增加，裂缝也不会继续扩大。,常见裂缝分析,房屋常见缺陷分析,26,建筑相关,第二阶段,随着荷载的

4、继续增加，原有裂缝不断扩展，同时产生新的裂缝，这些裂缝沿竖向形成通过几皮砖的连续裂缝（条缝）。此时即使荷载不再增加，裂缝仍会继续发展，其荷载约为破坏荷载的80%90%,常见裂缝分析,房屋常见缺陷分析,27,建筑相关,第三阶段,再增加荷载，裂缝迅速开展，其中几条连续的竖向裂缝把砌体分割成一个个单独的半砖小柱，整个砌体明显向外鼓出。最终砌体丧失承载力而破坏,常见裂缝分析,房屋常见缺陷分析,28,建筑相关,单砖断裂：5070 停止加载裂缝停止发展,几匹砖贯通断裂：8090 停止加载裂缝继续发展,警告：出现竖向贯通裂缝（3匹砖以上）立即加固,裂缝贯通将砌体分割成短柱：破坏,常见裂缝分析,房屋常见缺陷分

5、析,29,建筑相关,因墙体和混凝土温度变形差引起的裂缝,顶层门窗洞口“八”字形裂缝,女儿墙根部水平裂缝,屋面板下外墙的水平和包角裂缝,常见裂缝分析,房屋常见缺陷分析,30,建筑相关,31,建筑相关,32,建筑相关,33,建筑相关,34,建筑相关,因地基沉降引起的裂缝,房屋中间部分沉降过大，呈现正八字形裂缝 房屋一端或两端沉降过大，呈现倒八字形裂缝,常见裂缝分析,房屋常见缺陷分析,35,建筑相关,36,建筑相关,37,建筑相关,38,建筑相关,因高厚比过大引起的裂缝,墙体侧向外鼓，沿墙体中部出现水平通长裂缝，最终倒塌。,常见裂缝分析,房屋常见缺陷分析,39,建筑相关,建筑结构抢修与加固,后勤工程

6、学院建筑系,飞渭,40,建筑相关,常用的裂缝处理措施有表面修补法、水泥压力灌浆法、化学灌浆法等多种。,灌浆法的基本操作步骤一般有钻孔埋管、嵌缝止浆、压水检查、灌浆等几步，该方法操作简便、修补速度快、修补效果好，适用于战时抢修。,混凝土裂缝修补,地面建筑抢修加固,41,建筑相关,42,建筑相关,加大截面法,当混凝土梁因遭受较严重打击而导致梁截面破坏以及钢筋受损从而严重影响构件的承载力时，可采用增大截面加固法，该方法是将梁下部受损部位剔除干净后，在受拉区增加钢筋并在外利用喷射混凝土或立模浇注混凝土增大原梁的截面，从而提高受损构件的承载力。,加大截面法中新加的受力钢筋，应采用可靠的锚固措施。对于梁中

7、新加受力钢筋，应根据该筋在锚固区的受力情况和构造特征，分别采用型钢套箍焊接、穿孔螺栓连接、化学植筋以及连接筋绕柱焊接等锚固方法。,混凝土结构的抢修加固,地面建筑抢修加固,43,建筑相关,混凝土结构的加固加大截面法,44,建筑相关,增设支点法,当混凝土梁、板、桁架等构件因遭受打击受损而严重影响构件的承载力，短期内无法修复的，可采用增设支点改变结构的传力途径，减小受损构件的内力甚至可以完全取代原受损构件。,增设支点的方式很多，可采用增设柱、增设支撑、增设拉杆、增设托梁等多种形式,混凝土结构的抢修加固,地面建筑抢修加固,45,建筑相关,46,建筑相关,47,建筑相关,48,建筑相关,49,建筑相关,

8、混凝土结构的加固粘贴钢板加固法,粘贴钢板加固法，是指用胶粘剂将钢板贴在构件外部的一种 加固方法。常用的胶粘是以环氧树脂为基料，再加入适量的 固化剂、增韧剂、增塑剂配制而成的所谓“结构胶”。,混凝土结构的抢修加固,地面建筑抢修加固,50,建筑相关,混凝土结构的加固粘贴钢板加固法,粘贴钢板加固法具有下述优点： 1)胶粘剂硬化时间快，施工周期短，粘贴钢板的加固方法施工时不必停产或少停产。 2)工艺简单，施工快捷方便。 3)粘结剂的强度高于混凝土本体强度，可以使加固体与原构件形成一个整体，受力较均匀，不会在混凝土中产生应力集中现象。 4)粘贴钢板所占的空间小，几乎不增加被加固构件的断面尺寸和重量，不影

9、响房屋的使用净空，不改变构件的外形。,混凝土结构的抢修加固,地面建筑抢修加固,51,建筑相关,注意事项：,混凝土结构的抢修加固,地面建筑抢修加固,1)被加固构件混凝土强度等级不应低于C15。,2)钢板厚度应适当,3)结合面处理应符合要求,4)锚固要可靠,52,建筑相关,53,建筑相关,54,建筑相关,55,建筑相关,增补钢筋法,当混凝土梁因遭受打击而导致梁内钢筋受损从而影响构件的承载力时，可采用增补钢筋或增补型钢抢修加固混凝土梁。,新增钢筋与原梁之间的连接方法：,粘结法：是增补筋完全依靠涂刷环氧粘粘剂和喷射混 凝土的粘结力传递参与原梁的工作。,全焊接连接：将增补钢筋直接焊接在梁的原钢筋上 （当

10、条件有限并且时间紧迫的情况下可采用）,半焊接法：将增补钢筋焊接在梁中原筋上，再利用喷射混 凝土的方法在增补钢筋外喷射快干细石混凝土，以加强增补钢筋的粘结,混凝土结构的抢修加固,地面建筑抢修加固,56,建筑相关,增补钢筋法,混凝土结构的抢修加固,地面建筑抢修加固,57,建筑相关,增补型钢法,混凝土结构的抢修加固,地面建筑抢修加固,湿式,干式,58,建筑相关,外包钢加固混凝土柱,当混凝土柱遭受打击后，柱的截面以及钢筋受损，影响柱的承载能力时，可考虑用外包钢法对柱进行加固。外包钢加固法是以型钢（一般为角钢）外包于构件四角（或两角）并在横向用缀板连接成整体的加固方法。该方法施工简便，施工速度快，现场工

11、作量较小，受力较为可靠，且所用的主要材料如型钢等准备方便，不需现场制作。经外包钢加固后，混凝土柱不仅提高了承载能力，且由于柱的核芯混凝土受到型钢套箍和缀板的约束，柱的延性也可得到明显提高，从而进一步增加柱的抗打击能力。,混凝土结构的抢修加固,地面建筑抢修加固,59,建筑相关,外包钢加固混凝土柱,混凝土结构的抢修加固,地面建筑抢修加固,60,建筑相关,外包钢加固混凝土柱,混凝土结构的抢修加固,地面建筑抢修加固,61,建筑相关,外包钢加固混凝土柱时可分别采用湿式外包钢和干式外包钢两种做法 。,混凝土结构的抢修加固,地面建筑抢修加固,湿式外包钢是采用乳胶水泥粘贴或环氧树脂化学灌浆等方法粘结，以使型钢

12、架与原构件能整体工作共同受力的方法，连接可靠但施工复杂。,干式外包钢，即型钢与原构件之间无任何粘结，仅靠螺栓等刚性连接将二者连在一起，该方法加固效果虽不如湿式外包钢，但无需灌浆且无需处理混凝土表面，施工更为简便，更适合战时抢修的要求。,62,建筑相关,3.砌体结构的抢修加固,63,建筑相关,扶壁柱加固法,扶壁柱加固法是工程中最常用的墙体加固法，这种方法可有效地 增加墙体的折算厚度和墙体的截面，减少墙体的计算高度，从而 有效地提高墙体的受压承载力。根据使用材料的不同，扶壁柱法分砖扶壁柱法和混凝土扶壁柱法两种。,砌体结构的抢修加固,地面建筑抢修加固,64,建筑相关,用砖扶壁柱法加固的砖柱,65,建

13、筑相关,混凝土扶壁柱法加固砖,66,建筑相关,增设钢筋网砂浆（混凝土）面层法,当砖墙受压承载力严重不足时，或抗剪、抗侧刚度不够时，宜用增设钢筋网面层的方法加固。,砌体结构的抢修加固,地面建筑抢修加固,钢筋网水泥浆法加固砖墙是指把需加固的砖墙表面除去粉刷层后，两面附设令48mm的钢筋网片，然后喷射砂浆（或细石混凝土）的加固方法。由于此法通常对墙体双面进行加固，所以经加固后的墙体俗称夹板墙。夹板墙可以较大幅度地提高砖墙的承载力、抗侧移刚度及墙体的延性。,67,建筑相关,砌体结构的抢修加固,地面建筑抢修加固,68,建筑相关,增大截面法加固砖柱,增大截面法加固砖柱包括侧面增设混凝土层加固(简称侧面加固

14、)和四周外包混凝土加固两类 。,砌体结构的抢修加固,地面建筑抢修加固,69,建筑相关,外包角钢加固砖柱,外包角钢加固砖柱是利用水泥砂浆将角钢粘贴于受损砖柱的四角，并用卡具卡紧，用缀板将角钢连接成整体。该方法是利用缀板和角钢对砖的横向变形的约束作用提高砖柱的抗压强度，同时对受损砖柱的开裂起到约束效果。,砌体结构的抢修加固,地面建筑抢修加固,70,建筑相关,新型的加固方法纤维材料加固法,纤维材料的优越性:,高性能复合纤维布在土木工程中的应用是近几年兴起的一种全新的、高效的加固方法。目前常用的高性能复合纤维布主要包括玻璃纤维（GFRP）、芳纶纤维（AFRP）、碳纤维（CFRP）、钢纤维（CFRP）等

15、几种。,强度高：如碳纤维布拉伸强度一般在2500MPa4000MPa之间，芳纶纤维的拉伸强度一般在1500MPa左右，玻璃纤维的拉伸强度一般在3500MPa左右，均是钢筋强度的几倍甚至十几倍。,重量轻：一层纤维布重量仅几百克，用以加固修复结构构件基本不增加结构重量。,砌体结构的抢修加固,地面建筑抢修加固,71,建筑相关,新型的加固方法纤维材料加固法,厚度薄：一层纤维布厚度一般小于1mm，如一层200型碳纤维布厚度仅为0.111mm。 抗腐蚀能力强：碳纤维材料的化学性质稳定，不与酸碱盐等化学物质发生反应，因而用碳纤维材料加固后的钢筋混凝土构件具有良好的耐腐蚀性及耐久性，解决了其他加固方法所遇到的

16、化学腐蚀问题，特别可以适用于军港、码头等恶劣环境下。 适用面广：由于纤维布是一种柔性材料，而且可以任意地裁剪，所以这种加固技术可广泛地应用于各种结构类型、各种结构形状和结构中的各种部位，且不改变结构形状及不影响结构外观，同时，对于其他加固方法无法实施的结构和构件，诸如大型桥梁的桥墩、桥梁和桥板，以及隧道、大型筒体及壳体结构工程等，碳纤维加固技术都能顺利地解决。,砌体结构的抢修加固,地面建筑抢修加固,72,建筑相关,纤维材料的形式有很多种，主要有片材（包括布材和板材）、棒材、型材和特殊构造材料。目前，用于结构加固修复最多的材料形式是片材中的布材（即在使用前不浸润树脂、在施工过程中再给予浸润），其

17、次是棒材。片材中板材（及在使用前浸润树脂，使其固化成板状、施工中再用树脂将其粘贴于结构表面、类似于粘贴钢板）的使用量近年来增长很快。型材中的应用实例是网格型材，但用量较少。,纤维材料加固法,砌体结构的抢修加固,地面建筑抢修加固,73,建筑相关,纤维材料加固法,砌体结构的抢修加固,地面建筑抢修加固,74,建筑相关,纤维材料加固法,砌体结构的抢修加固,地面建筑抢修加固,75,建筑相关,76,建筑相关,77,建筑相关,纤维材料加固法,78,建筑相关,新型的加固方法纤维材料加固法,由于纤维布材具有以上突出的优点，被广泛应用在结构的加固修复领域，同时，该材料也十分适合战争状态下结构的抢修抢建，因为：,（

18、1）使用纤维布抢修军事建筑施工速度快、技术施工便捷，工效高，时间短，不需任何大型机械，没有湿作业，不需现场固定设施，施工占用场地少，便于在战争条件下实施； （2）由于该材料重量轻、体积小，适合在战争状态下携带、运输和储存。 （3）纤维布材料适用面广，质量易保证，无论是加固抢修混凝土梁、板、柱、屋架、桥墩、桥梁、简体、壳体等结构还是砌体结构都十分方便，同时该材料还被广泛的应用在结构防护方面，可有效地减小结构遭受爆炸等效应影响后的损伤。,砌体结构的抢修加固,地面建筑抢修加固,79,建筑相关,各种加固方法比较 表1-1,砌体结构的抢修加固,地面建筑抢修加固,80,建筑相关,碳纤维（CFRP）：高强度、高弹模，碳纤维的强度是几种纤维材料里最高的，弹性模量也是比较高的，根据碳纤维的这种特点，该材料最适用于结构承载力不足时的补强加固。 芳纶纤维