第二章砌体结构

第二章砌体结构事故及分析原理一、砌体事故之一二、砌体事故之二三、砌体事故之三四、阳台事故五、砌体结构原因综述1第二章砌体结构-一、砌体事故之一1、事故简况：某小学的教学楼，二层砖混结构，工程近完工，于1987年5月下旬突然倒塌。2、工程概况：见图端部的大教室的进深梁为现浇钢筋砼梁。5月10日拆除大梁的支撑和底摸。第二天，发现墙体有较大的变形。工人用锤子将凸出的墙体打了回去，继续施工。第三天，发现大教室的窗间墙在室内窗台下100mm处有一条很宽的裂缝（20mm）。有些工人大喊着跑出，其他人还未跑出，整个房屋全部倒塌。2第二章砌体结构--事故1教学楼图纸示意裂缝3第二章砌体结构--事故13、事故分析（1）无正式设计图纸，只有施工队画的几张草图。（2）、施工队由乡村的瓦工木工组成。砖由农村土窑生产，砂浆按农村经验配比。（3）、事故后检测，砖的等级为MU5，砂浆的强度等级为M0.4。

现规范规定的砂浆最小强度等级是多少？4第二章砌体结构--事故1

墙体的高厚比验算：允许高厚比μ1μ2[β]=1×0.78×16=12.84实际高厚比H0/d=3.5/0.18=19.4（不满足要求）强度验算：γ=Nu/N=126.1/184.1=0.68＜0.87属d级，强度严重不足。（4）计算分析5第二章砌体结构--事故14、结论及教训结论：结构安全度严重不足导致倒塌。教训：无设计、无图纸、施工质量差、发现问题不重视。主要问题：高厚比不足产生失稳。砌体强度严重不足。关于提高墙体稳定性的问题：

μ1μ2[β]>H0/d

增大减小思考：提高墙体稳定性的有哪些方法和措施？6第二章砌体结构--事故15、涉及什么结构原理（1）结构的安全度问题。结构的材料强度必须满足要求。（2）砌体结构的稳定问题。高厚比验算。（3）砌体结构的破坏特点。砌体材料为脆性材料，破坏征兆与极限强度较近，破坏突然。轴压破坏特征：竖向裂缝。弯压破坏特征：水平裂缝。对于脆性材料的受压构件出现水平裂缝会突然倒塌。7第二章砌体结构--阳台事故

二、砌体事故之二

某教学大楼倒塌事故1、事故简况：某大学教学楼见图。砖混结构。当主体结构完工，进入装修阶段时，大楼乙段部分突然倒塌，当场压死十余人。8第二章砌体结构--事故2大楼示意图2、工程概况:该教学大楼为砖墙承重的混合结构，楼盖为现浇钢筋混凝土结构，全楼分为甲、乙、丙、丁、戊五段，各段间用沉降缝分开。乙段与丁段在结构上是对称的。甲乙丙丁戊9第二章砌体结构--事故2大楼概况设计：正规大设计院设计。施工：市属的大建筑公司。倒塌部分：地上五层，跨度14.5m，现浇砼主梁300×1200mm

间距5.4m，次梁跨度5.4m，断面180mm×450mm，间距

2.4m-3.1m，现浇混凝上板厚8cm。大梁支承于490mm×2000mm的砖柱(窗间墙)上。首层砌体设计采用砖的强度等级为MU10，砂浆为M10。10第二章砌体结构--事故2大楼概况

变更：施工中对砖的质量进行检验，发现不足MU10，因而与设计洽商，将丁段与乙段的砖柱改为加芯混凝土组合柱。加芯混凝土断面为260mm×l000mm。

梁与墙的节点：梁垫为整浇混凝土，宽：同窗间墙，高：同大梁高，并与大梁同时浇筑。墙梁垫梁加芯混凝土组合柱梁与墙的节点11第二章砌体结构--事故23、事故分析：

经初步检查，设计按原规范进行。施工管理基本上按常规，混凝土浇筑符合质量要求。砌体部分砌筑质量稍差，尤其是加芯混凝土部分，不够致密。根据现场分析．认为是三层窗间墙的组合砌体首先破坏而引起其他构件连锁反应，导致结构全段倒塌。12第二章砌体结构--事故2专家进行分析会商。当时提出发生事故的可能原因有以下几种可能。

(1)由于地基不均匀沉降引起的；（2）由于房间跨度大、隔墙少，墙体失稳；（3）砌体砌筑质量差，强度不足；（4）由于大跨度主梁支承在墙上，计算上按简支，而实际上有约束弯矩，从而引起墙体倒塌。可能的原因13第二章砌体结构--事故2进一步调查从沉降资料分析，可以排除因地基破坏引起房屋倒塌的可能性。丁段与乙段完全对称，虽未倒塌，但已可看到窗间墙存在着从底层到4层的斜裂缝。裂缝位置：内墙出现在梁垫下，外墙出现在梁头上。窗间墙夹心柱：从倒塌部分检查发现，混凝土严重脱水，质地疏松，与砖之间粘结极差，难以“组合”起来共同工作。因而组合柱的承载力不足应为房屋倒塌的导火线。14第二章砌体结构--事故2

4、试验分析目的：主要的目的是要检验计算简图是否合理。框架？简支梁？实际设计采用实际结构计算简图15第二章砌体结构--事故2模型试验（1/2模型）16第二章砌体结构--事故2如何试验：如何区别框架梁和简支梁？受力不同。如何反应受力不同？变形不同如何布测点？位移表测墙体的变形位移表测梁的挠度测梁端墙体的应变测梁上下截面的应变变化由测试数据分别可以得出什么结果？（思考）17第二章砌体结构--事故2比较梁、柱的受力和变形5、试验结果柱变形图和弯矩图梁上的应力变化图18第二章砌体结构--事故2试验结果由荷载—挠度曲线关系可看出，实际结构更接近于框架。？按简支梁设计有什么问题？19第二章砌体结构--事故26、结论计算简图错误导致墙体承载力严重不足而破坏。应吸取的教训(1)一般情况下大梁支于砖墙上，可以假定作为简支梁进行内力分析。但是，对于跨度超过10m的空旷房屋，采用这种方案应该慎重。按简支梁计算时，应在构造上做成能实现铰接(梁端可有微小转动)的条件，不应将梁端做成更近于刚接的构造(如梁垫与梁现浇，且与梁同高、大致与窗间墙同厚同宽)。20第二章砌体结构--事故2

应吸取的教训(2)遇到空旷房屋，可按框架结构计算内力来复核墙体承载力（注意：不要错误理解，梁如何计算？），如墙体不足以承担由此而引起的约束弯矩，建议采用钢筋混疑土框架结构，或将窗间墙改为加垛的T形截面。(3)尽量避免采用砖砌体包混凝土的夹心组合砖柱、砖墙。21第二章砌体结构--事故27、涉及的结构原理（1）计算简图简化问题与实际情况的复杂性。计算简图要尽量的与实际结构受力情况相同。（2）施工时应尽量将结构建造成与计算简图相近（按图施工）的情况。（3）变更时应注意，一处的变更是否影响整体结构的受力。（4）砌体结构尽量使其承受压力，减小弯矩的作用。22第二章砌体结构--阳台事故课堂小测验试分别画出简支梁和固端梁在均布荷载下的弯矩图、变形图，并画出钢筋混凝土梁主要的纵筋型式。23第二章砌体结构--阳台事故8、另一个相反的例子某设计院在对某建成建筑的图纸审查时，发现现浇楼板的板底配筋与计算所需配筋相比严重不足。大惊失色。但到现场检查时，竟未发现任何不安全的征兆。为什么？施工时，将较大的圈梁与现浇板一同浇筑，圈梁起到固端支座的作用，板具有了一些拱的作用，减小了跨中的弯矩。该结构为什么没有对墙体造成影响？板跨小，刚度小24第二章砌体结构--阳台事故作业：1、一实际钢筋砼结构如图1，设计时应采用何种计算简图，按简支梁计算应注意什么问题？按框架梁计算应注意什么问题？梁柱2、一实际现浇板结构如图2，现浇板设计时应采用何种计算简图，按简支板计算应注意什么问题？按固端板计算应注意什么问题。图1墙板板图225第二章砌体结构--事故2三、砌体事故之三1、事故概况：

某供销社的建筑为三层混合结构，平面布置呈T字形。施工到三层，大厅部分突然倒塌。营业厅办公区现浇大梁26第二章砌体结构--事故3该楼前面沿街的大开间为营业厅，后面为住宅及办公用房。底层层高为4m，二、三层的层高为3.7m。

地基良好，基础为毛石砌筑，承重墙为砖砌24墙。住宅及办公室开间4.8m，现浇钢筋混凝土楼盖。营业大厅进深9m，采用300mm×800mm进深梁，梁板均为现浇，大梁支于24墙加370mm×200mm的壁柱上。2、事故调查：27第二章砌体结构--事故3事故调查：墙体每层均设置圈梁，在B、E轴线上的大梁与住宅、办公室区段的外墙圈梁连成整体．平面上房屋的总长和总宽均不很大，故未设任何伸缩缝。大梁与圈梁浇在一起营业厅办公区现浇大梁28第二章砌体结构--事故33、事故分析：经现场查看，轴线①上的窗间墙全部倒向厅内，第二层楼面的轴线①上的梁头全部落地，而轴线②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。29第二章砌体结构--事故3从现场察看检查，施工质量合格，地基良好无下沉迹象．经复核现浇梁板配筋，均偏于安全很多，经计算复合墙体的承载能力满足要求。那么倒塌原因何在呢?事故分析30第二章砌体结构--事故3事故分析

温度应力——热胀冷缩

砖混结构处理温度应力的方法：建筑物长度限制。按规范要求设置伸缩缝。有些建筑未设置伸缩缝或保温不好，造成了墙体开裂。倒塌原因？因型体及房屋两部分结构不尽一致，温度应力成为引起房屋倒塌的主要原因。从现场察看，可见在楼盖下的墙体有倒八字形裂缝。这是由于温度变化造成的。31第二章砌体结构--事故3温度裂缝32第二章砌体结构--事故3事故分析本楼房于夏季开工，施工到二层楼板时尚在初秋(当地平均气温在30°C以上)。施工进展到来年，则进入冬季(平均气温在1～5°C)。钢筋混凝土楼盖(包括圈梁)冷缩较大。砌体约束钢筋砼，当砌体强度不足以抗拒时发生裂缝。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。因B、E轴线上大梁与外墙梁相连成整体，混凝土梁冷缩产生的向内拉力，从而造成墙体内倾、倒塌。33第二章砌体结构--事故34、结论：整体方案有问题，温度应力造成房屋倒塌。如何改进可以防止倒塌？设伸缩缝采用钢筋砼柱34第二章砌体结构--事故35、涉及什么结构原理（1）结构方案的设计至关重要，要考虑结构上各种可能的作用，并采取相应的措施。（2）砖柱的水平抗力很差，在水平力下极易倒塌。尽量不采用砖柱结构。（3）在处理这种拐角形建筑时应注意温度的这种作用。35第二章砌体结构--阳台事故事故原因：配筋相反施工不当钢筋弯折段尺寸为多少？为什么？四、阳台事故

1：主筋放置不当引起阳台折断

36第二章砌体结构--阳台事故阳台的不同受力形式板式；梁式（单梁式，双梁式，周边梁式等）现浇阳台，予制阳台等。注意不同结构的受力形式，注意不同结构的配筋形式。37第二章砌体结构--阳台事故

2：雨蓬翻倒事故

某建筑建成后的情况，屋面板与墙体形成的抗倾覆力矩与雨蓬的倾覆力矩平衡。正常使用阶段如何计算？38第二章砌体结构--阳台事故施工阶段屋面板未安装支撑保持雨蓬平衡墙体自重不足以提供倾覆力矩摸板紧张，盲目拆除支撑，造成倒塌伤亡事故。39第二章砌体结构--阳台事故阳台其它事故3、某村某人自建房屋，为了节省和美观，将预制空心板作为挑檐和阳台。有什么问题？挑檐空心板阳台40第二章砌体结构--阳台事故五、砌体常见裂缝分析及预防

砌体出现裂缝是非常普遍的的质量事故。裂缝是表象裂缝是先兆对裂缝的原因应认真分析。砌体裂缝原因：1、地基不均匀沉降产生裂缝。2、地基冻涨产生裂缝。3、温度差产生裂缝。4、承载力不足产生裂缝。5、其它原因41第二章砌体结构--裂缝分析（一）、地基不均匀沉降引起的裂缝八字形裂缝地基沉降是必然的。应防止的是地基不均匀沉降和沉降值过大。地基不均匀沉降和沉降值过大分别会带来什么问题？42第二章砌体结构--裂缝分析如何分析？用一个简化的直观计算简图说明更合理的计算简图是什么样？弹性地基梁？43第二章砌体结构--裂缝分析倒八字形裂缝

如何分析？44第二章砌体结构--裂缝分析

八字形裂缝45第二章砌体结构--裂缝分析

斜裂缝46第二章砌体结构--裂缝分析

斜裂缝47第二章砌体结构--裂缝分析该墙段为什么开裂？48第二章砌体结构--裂缝分析如何分析该墙段的受力？49第二章砌体结构--裂缝分析裂缝原因？如何分析？估计一下裂缝上下部什么位置较宽？为什么？50第二章砌体结构--裂缝分析地基不均匀沉降产生的钢筋砼结构裂缝裂缝的原因——应力。地基不均匀沉降产生附加内力。什么样的结构会产生附加内力？产生什么样的附加内力？可能在什么位置产生裂缝？发生什么样的裂缝？简支梁一端简支一端固定超静定结构产生附加内力MV51第二章砌体结构--裂缝分析两端固定梁连续梁刚架框架？下列结构出现如图的沉降，内力图如何？什么位置出现什么样的裂缝？52第二章砌体结构--裂缝分析变形图弯矩图剪力图两端固结梁考虑竖向荷载后的内力如何？53第二章砌体结构--裂缝分析连续梁考虑竖向荷载后的内力如何？变形图弯矩图剪力图54第二章砌体结构--裂缝分析刚架考虑竖向荷载后的内力如何？变形图弯矩图剪力图55第二章砌体结构--裂缝分析框架考虑竖向荷载后的内力如何？变形图弯矩图剪力图56第二章砌体结构--裂缝分析预防不均匀沉降引起裂缝的主要措施1、合理设置沉降缝。（如何是合理？）2、加强上部结构的整体刚度和整体性。提高墙体的抗剪强度。3、加强地基的验槽工作。及时处理不良地基。4、不易将建筑设置在不同刚度的地基上。5、在已有建筑旁新建建筑时，应留出足够的距离。6、注意建筑的次序。57第二章砌体结构--裂缝分析

有的地基土冻会涨，消会陷。称为冻涨土。冻胀裂缝在寒冷地区的一、二层小型建筑物中很常见。有些建筑物的附属结构，如门斗、台阶、花坛等。原因：基础埋浅；建筑小。压力小的部位会涨的大。

（二）、地基的冻胀引起的裂缝

58第二章砌体结构--裂缝分析与地基冻涨类似的有膨胀土地基，遇水则膨涨，干燥则缩小。59第二章砌体结构--裂缝分析

（1）一定要将基础的埋置深度到冰冻线以下。不要因为是中小型建筑或附属结构而把基础置于冰冻线以上。（2）在某些情况下，当基础不能做到冰冻线以下时，应采取换土（换成非冻胀土）等措施消除土的冻胀。（3）用单独基础。采用基础梁承担墙体重量，其两端支于单独基础上。基础梁下面应留有一定孔隙，防止土的冻胀顶裂基础和砖墙。提高地基的压应力。防止冻胀引起裂缝的主要措施60第二章砌体结构--裂缝分析（三）、温度差引起的裂缝

由于温度变化不均匀使砌体产生不均匀收缩，砌体的伸缩受到约束时，也会引起砌体开裂。砌体长度过长，砌体伸缩在上层较大而在基础处受约束而较小，从而引起开裂。由于混凝土屋盖，混凝土圈梁与砌体的温度膨胀系数不同，在温度变化时会使砌体产生裂缝。不同材料的温度线胀系数：钢：1.2×10-5/℃；砼：1.0×10-5——1.5×10-5/℃粘土砖：5×10-6/℃砌块和硅酸盐砖：10×10-6/℃石料：8×10-6/℃61第二章砌体结构--裂缝分析斜裂缝温度应力分析砖砌体钢筋砼构件无约束状态实际状态约束内力单元体单元体主应力分析62第二章砌体结构--裂缝分析温度裂缝的形状热涨裂缝冷缩裂缝63第二章砌体结构--阳台事故砌体常见温度裂缝

64第二章砌体结构--裂缝分析65第二章砌体结构--裂缝分析66第二章砌体结构--裂缝分析

防止温度变化引起裂缝的主要措施（1）按照国家颁布的有关规定，根据建筑物的实际情况设置伸缩缝。（2）在施工中要保证伸缩缝的合理作法，使之能起作用。（3）屋面砼施工要留好施工带，待一段时间再浇中间的砼。（4）屋面施工最好避开高温季节。