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1、第四章钢筋混凝土结构事故与处理,4.1.1梁板结构承载力不足的原因施工方面不按图施工；偷工减料；越级承包工程；材料质量把关不严；不按施工规程施工；不按基本建设程序办事；施工技术问题等。,4.1混凝土结构承载力不足的原因及表现,钢筋混凝土结构缺陷或损坏的主要表现：承载力不足或变形过大。外观表现为：构件的挠度偏大、裂缝过宽、钢筋严重锈蚀、受压区混凝土有压坏迹象等。,事故概况影剧院观众厅看台为框架结构，有柱子14根，剖面及断面如图示。底层柱从基础顶起到一层大梁止，高7.5m，断面为740mm740mm。混凝土浇筑后，拆模时发现13根柱有严重的蜂窝、麻面和漏筋现象。事故原因配合比控制不严；灌筑高度超高
2、；每次浇筑混凝土的厚度太厚；柱中钢筋搭接处钢筋配置太密。处理措施将蜂窝、孔洞处疏松的混凝土全部凿掉；用水混凝土湿润；用高一级混凝土，并加早强剂，振捣密实；加强养护，保持湿润14昼夜，以防混凝土发生收缩，产生新裂缝；,某框架柱因浇筑质量差而引起的事故,事故概况某工程框架柱，断面300mm500mm，弯短作用沿长边方向，在短边两侧各配筋525。施I时，钢筋工误认为长边应多放钢筋，将两排525的钢筋放置在长边，而两短边只有325。基础浇筑完毕，混凝土达到一定强度后绑扎柱子钢筋，这时发现基础钢筋与柱子钢筋对不上。处理措施在柱子的短边各补上225插铁，为保证插铁的锚固，在两短边各加325横向钢筋，将插铁
3、与原325钢筋焊成一整体；将台阶加高500mm，采用高一强度等级的混凝土浇筑。在浇筑新混凝土时基础面凿毛，清洗干净，用水润湿，并在新台阶的面层加铺46200钢筋网一层；原设计柱底钢箍加密区为300mm，现增加至500mm。,某框架柱基础配筋事故,事故概况某加油站的梁板结构，由四根混凝土柱支承一反井字梁屋盖，共有10根交叉大梁。平面尺寸为14m14m，支撑屋盖的柱子高6.8m，柱间距双向均为9m，1986年1月,在浇筑屋面混凝土时突然塌落,造成5人死亡，1人重伤，3人轻伤的重大事故。浇筑屋盖时采用满堂支模板，梁底部采用的大头撑立柱，间距o.5m。平板部分采用1m1m间距的支撑。因板距地面6.8m
4、，支撑采用杂圆木，均不够长，于是采用双层支模，在4.1m处设一层铺板，其上为第二层支撑，直至梁板底部。,模板问题引发的事故,原因分析复核发现模板的支承强度不够，模板整体不稳定，从而造成塌倒。杂圆木直径较细，最小梢径仅为35mm，平均只有57mm，而且不直，多有弯曲。施工操作时，上、下层支撑只有一个钉子联结，立柱不够高的下边用红砖垫起，一般为35皮砖，最多达7皮砖。支撑下面的土基未经夯实，受压后有下沉现象。从强度计算，由新浇混凝土，木模自重，施工机重量及施工荷载总计对每一个立柱产生的应力约20Nmm2，而杂木的设计强度约为1113Nmm2，不足以承裁施工时产生的应力，再考虑到各柱受力不均匀，个别
5、柱的应力还会更高一些。,模板问题引发的事故,第四章钢筋混凝土结构事故与处理,4.1.1梁板结构承载力不足的原因设计方面设计方案不当：房屋过长不设变形缝；地基承载力不同未作处理；质量、刚度不对称；整体稳定性差等。设计计算失误：荷载漏算或少算，采用标准图未结合实际情况复核，甚至任意减小断面，少配钢筋或降低材料强度等级；对复杂结构作了不妥当的简化；盲目相信电算，因输入有误而使计算结果不正确；设计时所取可靠度不足或偏低等等。结构构造细节处置不当,事故概况某乡镇商店，上部为办公室及职工宿舍，一层为营业大厅。因而上部四层用砖分隔为小间，底层由L1及L2梁支承隔墙及楼盖荷载。因L1为纵向大梁，长39.6m，
6、L2为开间梁，长6.6m。设计者误认为L2是一端支于外柱，另一端支于砖墙(240）上的简支梁。不计L1梁传来的集中力，误认为L1梁对L2梁有支撑作用，忽略不计是偏于安全的。因而造成配筋不足，尤其是梁端抗剪强度严重不足。在楼房铺设顶板及浇筑五层钢筋混凝土檐口时，突然发生例塌，造成重大事故。,设计方案不当引发的事故,事故概况某市百货商店，主体三层，局部四层，主体结构采用钢筋混凝土框架结构。框架柱横向开间间距6.6m，层高4.5m，采用现浇c30钢筋混凝土，楼板为预应力圆孔板。工程于1982年施工，当主体结构己全部完工，在层面铺防水层时，发生大面积倒塌。经检查，其中有五根柱子被压酥，八根横梁被折断。
7、原因分析漏算荷载，有些饰面荷载未计算，屋面炉渣找坡少算；框架内力计算未考虑内力不利组合，致使十处横梁计算配筋过少，有一层大梁的支座配筋量仅为正确计算的44一46。计算简化不当。实际结构是预制板支于次梁上，次梁支于框架梁上。次梁为现浇连续梁，计算时按简支梁计算反力，将此反力作为框架梁上的荷载。由次梁传给框架梁的荷载少计了20。,计算错误引发的事故,第四章钢筋混凝土结构事故与处理,4.1.1梁板结构承载力不足的原因使用方面使用时严重超载，如更改设计、改变功能、增加设备、屋面积灰等；屋面材料因下雨浸水引起荷载增大；随意在墙上打洞也会引起局部破坏和损伤事故。其它方面地基不均匀沉降，产生附加应力；构件耐
8、久性不足，导致钢筋锈蚀，降低构件承载力；构造方面，锚固不足、搭接长度不够、焊接不牢等，均可能使构件承载力不足。,第四章钢筋混凝土结构事故与处理,4.1.2破坏特征正截面主要表现为裂缝的发生和开展。在使用阶段钢筋应力的计算公式：斜截面箍筋配置的数量，对梁的剪切破坏形态和抗剪承载力有很大的影响。斜截面抗剪加固时，可选用加筋法、钢套箍法。,当0.8fy时，应当进行承载力加固。,第四章钢筋混凝土结构事故与处理,4.2.1概述在梁的中间部位增设支点、增设托梁(架)或将多跨简支梁变为连续梁等。支柱可采用砖柱、钢筋混凝土柱、钢管柱或型钢柱。刚性支柱支撑件刚度很大，以致被加固结构构件的新支点在外荷载作用下没有
9、竖向位移或位移很小可忽略。,4.2改变受力体系加固法,刚性支柱,弹性支点所增设的支杆或托架相对刚度不大，在外荷载作用下，新支点的位移相对于原结构支座较大。不能忽略。预应力撑杆(支柱)在施工时，对支撑杆件施加预压应力，使之对被加固结构构件施加预顶力。它不仅可保证支撑件良好地参加工作，而且可调节被加固结构构件的内力。,施加预顶力的方法：纵向压缩法、横向校直法,弹性支柱,施加预顶力,第四章钢筋混凝土结构事故与处理,4.2.2刚性支点加固的计算计算步骤1）计算加固时原构件在剩余荷载作用下的内力图；2）根据所希望的加固后的内力图确定预顶力的大小。按原结构的计算简图绘制在支点预顶力作用下梁的内力图；3）按
10、加固后的计算简图，计算新增荷载及加固时卸除荷载作用下的内力图；4）将上述1)3)步内力迭加，绘出梁各截面内力包络图；5）计算梁各截面实际承载力，绘制梁的抵抗弯矩图；6）调节预顶力值的大小，使梁的内力图小于梁的抵抗弯矩图；7）根据支点的最大支承反力，设计支撑构件。,第四章钢筋混凝土结构事故与处理,4.2.2刚性支点加固的计算计算实例【例4-1】某厂房平台大梁的截面尺寸为250700mm，承受均布恒载g=24kN/m，均布活载q=20kN/m（图4.5a)。现因增加设备，在梁跨的三等分处分别增加2个集中力Q=30kN。经验算，需要加固。,第四章钢筋混凝土结构事故与处理,4.2.2刚性支点加固的计算
11、计算实例（1）加固方法经论证，采用在梁跨中增设一立柱的加固方法。由于加固后，在新增荷载作用下，梁支柱的变形很小，故将新增支点按刚性支点考虑，加固后的计算简图如下图所示。加固时卸除活载，不施加预顶力。,（2）内力计算1）原梁在恒载g=24kN/m作用下的弯矩图如下图所示：,2）加固后，在新增荷载Q=30kN及卸除的活载q=20kN/m作用下的弯矩图如图所示；,（2）内力计算3）将上两图相迭加，得到加固后的最终弯矩图；,4）根据原梁的配筋，绘制梁的抵抗弯矩图，上图中的虚线。可见，抵抗弯矩图大于迭加弯矩图，说明加固后梁的受弯承载力足够；,第四章钢筋混凝土结构事故与处理,4.2.3弹性支点加固的计算计
12、算方法弹性支点要考虑支撑结构的位移，即支撑的内力需要通过原构件与支撑结构之间的变形协调条件求出。,例承受均布荷载q的简支梁（图4.6a），后因梁上增加了3个集中力P，需要进行承载力加固。设采用的加固方案是在梁的跨中增设梁式弹性支点。,当用力法计算时，基本体系如图b所示，共有4个未知力，取超静定结构作为基本体系（图c），有1个未知力。力法方程为：求解上式，即可得到支撑结构的截面特征，进而确定其截面尺寸。,计算步骤：,1）计算原梁在原荷载及增加荷载共同作用下的内力；2）确定原梁所需要的卸荷值M，并由此求出相应的弹性支点反力值X；3）用多余未知力代替支撑结构与原梁之间的多余联系，形成基本体系；4）根
13、据加固后施加的荷载，求出P和1；6）求解方程即可得到加固杆件的截面特征值；7）根据截面特征值及内力，对加固结构按相应规范进行设计。,第四章钢筋混凝土结构事故与处理,4.2.4增设支柱与原梁(柱)的连接方法湿式连接支柱用后浇混凝土固定，多用于钢筋混凝土支柱；干式连接法用型钢直接与原梁柱相连接，一般用于钢支撑。,增设的支柱、支撑下端支撑于基础时，按地基基础一般连接构造处理；当支柱、支撑下端支承于梁或柱上时，可参照下图处理。,第四章钢筋混凝土结构事故与处理,4.3.1概述在原受弯构件的上面或下面浇一层新的混凝土并补加相应的钢筋，以提高原构件承载能力。,4.3增大截面加固法,4.3.2新旧混凝土独立工
14、作粘合面粘结强度不足，无法使新旧混凝土结合成一体。因此，构件受力后不能保证二者变形符合平截面假定。,4.3增大截面加固法,原构件（旧混凝土）截面承受的弯矩为：,新混凝土截面承受的弯矩为：,弯矩分配系数：,求出新旧混凝土截面承受的弯矩，再按受弯构件的设计方法可计算出新浇截面中所需的配筋,4.3.3新旧混凝土整体工作保证整体工作的措施1）将原构件在新旧混凝土粘合部位的表面凿毛；2）将原构件浇筑面凿毛、洗净，并涂覆丙乳水泥浆；3）在后浇层中加配箍筋及负弯矩钢筋（或架立筋），并注意其连接。,4.3增大截面加固法,4.3.3新旧混凝土整体工作受力特征,4.3增大截面加固法,特点：1）混凝土应变滞后2）钢
15、筋应力超前,4.3.3新旧混凝土整体工作承载力计算在受压区补浇混凝土的构件，其承载力不低于一次整浇混凝土的对应梁。因此，在压区补浇混凝土的构件的正截面承载力计算方法与一般整浇梁相同。,4.3增大截面加固法,使用阶段钢筋应力的计算及控制验算使用阶段的钢筋应力，使其不超过允许的应力。,0.9fy,式中：,4.3.3构造要求,4.3增大截面加固法,1）新浇混凝土强度等级不低于C20，且比原构件的混凝土等级提高一级。2）新浇混凝土的最小厚度，当独立工作时，不应小于50mm；当整体工作时，不应小于40mm；加固梁时不应小于60mm。3）加固配筋宜优先采用钢筋。板的受力筋直径宜为6、8，分布筋宜为4、5；
16、梁的纵向钢筋应用变形钢筋，最小直径不小于12mm，最大直径不大于25mm，箍筋直径不小于8。4）加固后整体工作的板，支座处应配负钢筋，与跨中分布筋相搭接。分布筋应采用直径4、间距不大于300mm的钢筋网。5）石子用坚硬的卵石或碎石，最大粒径不超过新浇混凝土最小厚度的1/2及钢筋最小间距的3/4。6）浇后浇层之前，原构件表面应保持湿润，但不积水。,第四章钢筋混凝土结构事故与处理,4.4.1概述在梁的受力较大区段补加受拉钢筋（或型钢），以提高梁承载能力的加固方法。,4.4增补受拉钢筋加固法,钢筋连接方法,全焊接法,半焊接法,粘结法,型钢的连接方法,湿式外包钢,干式外包钢,第四章钢筋混凝土结构事故与处理,4.4.2受力特征增补筋相对于梁内原筋存在着应力滞后现象，将使增补筋的屈服迟于梁内原筋，并且当增补筋屈服时，梁内出现较大的变形和裂缝。引起应力滞后的原因：增补筋受力之前，恒载和未卸除的荷载已在原筋中产生了一定的应力；焊接点处的局部弯曲变形、增补筋的初始平直度、后补混凝土与原梁表面之间的剪切滑移变形等都有一定的影响。焊接法锚固增补筋加固梁，在焊接点处原筋产
