3砌体结构的检测.ppt

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1、3砌体结构的检测,本章阐述了砌体的损坏机理及砌体结构检测的一般原则，重点介绍了砌体结构的现场检测技术，主要有原位轴压法、扁顶法、原位单剪法和原位单砖双剪法、推出法、筒压法等。 砌体结构包括砖砌体、砌块砌体、石砌体。砌体结构因造价较低在民用多层建筑中得到广泛应用。本章主要介绍砖砌体结构的检测方法，但亦可供其他砌体的检测参照。,3.1砌体的损坏机理,砌体开裂的原因主要有荷载过大、基础不均匀、沉降和温度应力的作用。 3.1.1荷载引起的裂缝 （1） 拉应力破坏。砖砌的水池、圆形筒仓等构筑物常会发生由于拉应力过大而引起砌体开裂现象。 当砖的标号较高而砂浆与砖的粘结力不足时，就会造成粘结力破坏，裂缝沿齿

2、缝开展（垂直开展或阶梯形开展）；当砖的标号较低，而砂浆强度较高时，砌体就会产生通过砖和灰缝而连成的直缝，这些裂缝多先发生在砌体受力最大或有洞口的部位。 （2） 弯曲抗拉破坏。弯曲抗拉破坏多产生于挡土墙、地下室围墙和建筑物上部压力较小的挡风墙上。弯曲抗拉裂缝有沿齿缝和沿直缝两种形式（图3.1）。,（3） 轴压和偏压破坏。轴压破坏主要发生在独立砖柱上。当砖柱上出现贯穿几皮砖的纵向裂缝时，则该纵向裂缝已经成为不稳定裂缝，即在荷载不增加的情况下，裂缝仍将继续发展。此时，砖柱实际上已处在“破坏”状态。 受压破坏是砖砌体结构最常见和最具危害的破坏。 当在砖砌体上支承梁时，梁的有效支承长度a04h（h为梁高

3、），其合力作用点大体在0.4a0处。当梁的合力作用点偏离下部承压柱或墙的形心时，就会造成偏心力，在偏心力作用下，砌体的承载能力比轴心受压明显降低。 此外当砖墙砖柱的高厚比较大时，砌体发生纵向弯曲，砌体也会处于偏心受压状态。 （4） 局部受压破坏。这类破坏通常发生在受集中力较大处，如梁的端部。,3.1.2地基不均匀沉降引起的裂缝,地基发生的不均匀沉降当超过一些限度后，会造成砌体结构的开裂。 通常又分为以下两种情况： （1） 中间沉降较多的沉降（又称盆式沉降）。对软土地基通常地基中部的沉降较大，这时房屋将从底层开始出现沿45角方向的斜裂缝，其特点是下层的裂缝宽度较大。 （2） 一端沉降较多的沉降。

4、当地基软硬不均，如一部分位于岩层，一部分位于土层时容易发生。这时房屋将沿顶部开始出现沿45角方向的斜裂缝，其特点是顶层的裂缝宽度较大。当不均匀沉降稳定以后，这类裂缝将不再发展。,（即使）土层均匀，房屋重量均匀，由于土应力叠加，中间应力大,土层均匀，房屋中间重量大,房屋重量均匀，两边土比中间土软弱,. 土层均匀，房屋右边重量大,3.1.3温度裂缝,在昼夜温差大的炎热地区，屋顶受阳光照射温度上升，屋面混凝土板体积膨胀，板下墙体限制了板的变形，在板的推力下，墙向外延伸，墙体中产生拉应力、剪应力，当应力较大时，将产生水平裂缝。在转角处，水平裂缝贯通形成包角裂缝。,除顶层的水平裂缝和包角裂缝外，在房屋两

5、端的窗洞口的内上角及外下角还可能出现因温度应力引起的八字形裂缝 。 房屋愈长，屋面的保温、隔热效果愈差，屋面板与墙体的相对变形愈大，裂缝亦愈明显。,地震裂缝,混凝土非受力裂缝,混凝土收缩裂缝,混凝土梁上收缩裂缝,屋面板上收缩裂缝,预制板变形裂缝,砌体结构损伤检测,裂缝、块体和砂浆的粉化、腐蚀等内容。,基本内容和抽样方案,砌体结构构件的损伤检测可采用全数普查和重点抽查的抽样方案。,砌体结构损伤检测,构件开裂的位置、形式和裂缝走向可采用观察的方法确定。,裂缝的检测,裂缝的宽度可采用目测、游标卡尺量测、读数显微镜、裂缝宽度检验规(精度0.05mm)相结合方法进行检测，每条裂缝应沿裂缝延伸方向量测不少

6、于3个裂缝表面宽度数值，取其最大值作为该条裂缝表面宽度值。,裂缝长度可用卷尺量测。,砌体结构损伤检测,裂缝的检测,砌体结构损伤检测,粉化腐蚀情况检测,块体和砂浆的粉化、腐蚀情况应先用目测进行普查，粉化、腐蚀严重处，应逐一测定构件的粉化、腐蚀深度和范围 。,3.2砌体结构检测的一般原则,3.2.1检测程序及工作内容 砌体结构检测工作的程序，应按下列框图进行：,接受委托,调查,确定检测目的、内容和范围,确定检测方法,设备、仪器标定,测试,计算、分析、推定,检测报告,3.2.2检测单元、测区和测点的布置,当检测对象为整栋建筑物或建筑物的一部分时，应将其划分为一个或若干个可以独立进行分析的结构单元，每

7、一结构单元划分为若干个检测单元。 每一检测单元内，应随机选择6个构件（单片墙体、柱），作为6个测区。当一个检测单元不足6个构件时，应将每个构件作为一个测区。 每一测区应随机布置若干测点。各种检测方法的测点数，应符合下列要求： （1） 原位轴压法、扁顶法、原位单剪法、筒压法：测点数不应少于1个。 （2） 原位单砖双剪法、推出法、砂浆片剪切法、回弹法、点荷法、射钉法：测点数不应少于5个。,3.2.3检测方法分类及其选用原则,砌体工程的现场检测方法，按对墙体损伤程度可分为以下两类： （1） 非破损检测方法，在检测过程中，对砌体结构的既有性能没有影响。 （2） 局部破损检测方法，在检测过程中，对砌体结

8、构的既有性能有局部的、暂时的影响，但可修复。 砌体工程的现场检测方法，按测试内容可分为下列几类： （1） 检测砌体抗压强度：原位轴压法、扁顶法； （2） 检测砌体工作应力、弹性模量：扁顶法； （3） 检测砌体抗剪强度：原位单剪法、原位单砖双剪法； （4） 检测砌筑砂浆强度：推出法、筒压法、砂浆片剪切法、回弹法、点荷法、射钉法。,根据检测目的设备及环境条件 可按照下表选择检测方法,3.3原位轴压法,3.3.1一般规定 原位轴压法适用于推定240mm厚普通砖砌体的抗压强度。检测时，在墙体上开凿两条水平槽孔，安放原位压力机。 (1) 测试部位应具有代表性，并宜选在墙体中部距楼、地面1m左右的高度处；

9、槽间砌体每侧的墙体宽度不应小于1.5m。 (2) 同一墙体上，测点不宜多于1个，且宜选在沿墙体长度的中间部位；多于1个时，其水平净距不得小于2.0m。 (3) 测试部位不得选在挑梁下、应力集中部位以及墙梁的墙体计算高度范围内。,测试设备,5.1 原位压力机 原位压力机由手动油泵、扁式千斤顶、反力平衡架等组成,其工作状况如图所示。 5.2原位压力机的力值，每半年应校验一次。,原位压力机测试工作状况 1手动油泵；2压力表；3高压油管；4扁式千斤顶；5拉杆（共4根）； 6反力板；7螺母；8槽间砌体；9砂垫层,测试设备,3.3.2原位轴压法的试验步骤,(1) 在测点上开凿水平槽孔。 上下水平槽孔应对齐

10、，两槽之间应相距7皮砖。开槽时，应避免扰动四周的砌体；槽间砌体的承压面应修平整。 (2) 在槽孔间安放原位压力机。 安放前，在上槽内的下表面和扁式千斤顶的顶面应分别均匀铺设湿细砂或石膏等材料的垫层，垫层厚度可取10mm。 (3) 进行试加荷载试验，试加荷载值可取预估破坏荷载的10% 。 检查测试系统的灵活性和可靠性，以及上下压板与砌体受压面接触是否均匀密实。 (4) 分级加荷，每级荷载可取预估破坏荷载的10%，并应在11.5min内均匀加完，然后恒载2min。 加荷至预估破坏荷载的80%后，应按原定加荷速度连续加荷，直至槽间砌体破坏。当槽间砌体裂缝急剧扩展和增多，油压表的指针明显回退时,槽间砌

11、体达到极限状态。,3.3.3试验结果的整理,根据槽间砌体初裂和破坏时的油压表读数，分别减去油压表的初始读数，按原位压力机的校验结果，计算槽间砌体的初裂荷载值和破坏荷载值。 1、槽间砌体的抗压强度应按下式计算 式中fi,j是第i个测区第j个测点槽间砌体的抗压强度; N fi,j是第i个测区第j个测点槽间砌体的受压破坏荷载值; A fi,j是第i个测区第j个测点槽间砌体的受压面积. 2、槽间砌体抗压强度换算为标准砌体的抗压强度应按下列公式计算 式中fmi,j是第i个测区第j个测点标准砌体抗压强度换算值; 该测点上部墙体的压应力，其值可按墙体实际所承受的荷载标准值计算。,3、测区的砌体抗压强度平均值

12、应按下式计算,3.4扁顶法,扁顶法除能检测砖砌体的强度外，还能检测砖砌体的受压工作应力及砌体的弹性模量。 3.4.1扁顶法的测试装置与变形测点布置 采用扁顶法检测时应根据检测目的分别按图3.5（a）和图3.5（b）布置测试装置及变形测点。检测时，在墙体的水平灰缝处开凿两条槽孔，安放扁顶。加荷设备由手动油泵、扁顶等组成。,3.4.2试验方法及步骤,3.4.2.1实测墙体的受压工作应力 1、在选定的墙体上，标出水平槽的位置并应牢固粘贴两对变形测量的脚标。 2、使用手持式应变仪或千分表在脚标上测量砌体变形的初读数，应测量3次，并取其平均值。 3、在标出水平槽位置处，剔除水平灰缝内的砂浆。 4、使用手

13、持式应变仪或千分表在脚标上测量开槽后的砌体变形值待读数稳定后方可进行下一步试验工作。 5、待读数稳定后，在槽内安装扁顶，扁顶上下两面宜垫尺寸相同的钢垫板，并连接试验油路。进行试加荷载试验，其方法要求同原位轴压法第3款相同。 6、分级加荷进行正式试验。每级荷载应为预估破坏荷载值的5%，并应在1.52min内均匀加完，恒载2min后测读变形值。当变形值接近开槽前的读数时，应适当减小加荷级差，直至实测变形值达到开槽前的读数，然后卸荷。 此时的应力值即为墙体的受压工作应力。,本仪器适用于各种建筑结构在长时间过程中的变形，无论是构件制作过程中变形的测量，还是结构在试验过程中变形的观察，均可采用本仪器。它

14、特别适用于野外和现场作结构变形的测试。主要技术参数： 1.基距：250mm 2.位移计量程：5mm 3.最小刻度值：40 4.标准针距尺线膨胀系数1.510-6/ 5.外形尺寸：2807175 6.重量：约0.8kg .,3.4.2.2实测墙体的砌体抗压强度或弹性模量,(1) 在完成墙体的受压工作应力测试后，开凿第二条水平槽，上下槽应互相平行、对齐。当选用250mm250mm扁顶时，两槽之间相隔7皮砖，净距宜取430mm；当选用其他尺寸的扁顶时，两槽之间相隔8皮砖，净距宜取490mm。 (2) 按前述要求，在下槽内安装扁顶。按前述的要求试加荷载。按前述要求正式加荷，直至槽间砌体破坏。 破坏荷载

15、与槽间砌体的受压面积的比值即为槽间砌体的抗压强度。 测区的砌体抗压强度平均值的计算同原位轴压法。 当需要测定砌体受压弹性模量时，应在槽间砌体两侧各粘贴一对变形测量脚标，脚标应位于槽间砌体的中部，脚标之间相隔4条水平灰缝，净距宜取250mm。试验前应记录标距值，精确至0.1mm。按上述加荷方法进行试验，测记逐级荷载下的变形值。加荷的应力上限不宜大于槽间砌体极限抗压强度的50%。,3.5原位单剪法及原位单砖双剪法,3.5.1.1测试部位的选定 为了便于测试时设备的安放以及降低试验对砌体半破损造成的影响，测试部位选在窗洞口或其他洞口以下3皮砖范围内。,3.5.1.2测试步骤 （1） 在选定的墙体上，

16、应采用振动较小的工具加工切口，并现浇钢筋混凝土传力件。 （2） 待现浇构件达到强度后安装千斤顶及测试仪表，千斤顶的加力轴线与被测灰缝顶面应对齐。测量被测灰缝的受剪面尺寸，精确至1mm。 （3） 匀速施加水平荷载，使试件在25min内破坏。当试件沿受剪面滑动、千斤顶开始卸荷时，即判定试件达到破坏状态。记录破坏荷载值，结束试验。在预定剪切面（灰缝）破坏，则此次试验有效。,（4） 计算测点砌体沿通缝的抗剪强度。,3.5.2原位单砖双剪法,3.5.2.1原位单砖双剪法的工作状况及测点布置 测点的选择，应符合下列规定： （1） 每个测区随机布置n1个测点，在墙体两面的数量宜接近或相等。以一块完整的顺砖及其上下两条水平灰缝作为一个测点（试件）。 （2） 试件两个受剪面的水平灰缝厚度应为812mm。 （3） 下列部位不应布设测点：门、窗洞口侧边120mm范围内；后补的施工洞口和经修补的砌体；独立砖柱和窗间墙。 （4） 同一墙体的各测点之间，水平方向净距不应小于0.62m，垂