第四章钢筋混凝土结构工程事故分析与处理资料.ppt

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1、第四章 钢筋混凝土结构工程事故分析与处理,第一节混凝土结构工程事故分析与处理第二节钢筋工程事故分析与处理第三节模板工程事故分析与处理第四节局部倒塌事故分析与处理第五节混凝土结构加固补强技术,返回,第一节 混凝土结构工程事故分析与处理,一、混凝土结构表层缺损混凝土的表层缺损是混凝土结构的一项通病。在施工或使用过程中产生的表层缺损有麻面、蜂窝、表皮酥松、小孔洞、露筋、缺棱掉角等。这些缺损影响观瞻，使人产生不安全感。缺损也影响结构的耐久性，增加维修费用。当然，严重的缺损还会降低结构承载力，引发事故。混凝土结构表层缺损的原因（）麻面。模板未湿润，吸水过多；模板拼接不严，缝隙间漏浆；振捣不充分，混凝土中

2、气泡未排尽；模板表面处理不好，拆模时粘结严重，致使部分混凝土面层剥落，混凝土表面粗糙，或有许多分散的小凹坑。,下一页,返回,第一节 混凝土结构工程事故分析与处理,（）蜂窝。混凝土配合比不合适，砂浆少而石子多；模板不严密，漏浆；振捣不充分，混凝土不密实；混凝土搅拌不均匀，或浇筑过程中有离析现象等，使得混凝土局部出现空隙，石子间无砂浆，形成蜂窝状的小孔洞。（）表皮酥松。混凝土养护时表面脱水，或在混凝土硬结过程中受冻，或受高温烘烤等均会引起混凝土表皮酥松。（）露筋。钢筋垫块移位，或者少放或漏放保证混凝土保护层的垫块，钢筋与模板无间隙，钢筋过密，混凝土浇筑不进去，模板漏浆过多等均会使钢筋主要的外表面因

3、没有砂浆包裹而外露。（）缺棱掉角。,上一页,下一页,返回,第一节 混凝土结构工程事故分析与处理,常由构件棱角处脱水、与模板粘结过牢、养护不够、强度不足、早期受碰撞等原因引起。混凝土结构表层缺损的修补若混凝土表面只有小的麻面及掉皮，可以用抹纯水泥浆的方法抹平。抹水泥浆前，应用钢丝刷刷去混凝土表面的浮渣，并用压力水冲洗干净。若混凝土表层有蜂窝、露筋、小的缺棱掉角、不深的表皮酥松，表面微细裂缝则可用抹水泥砂浆的方法修补。抹水泥砂浆之前应做好基层清理工作。对缺棱掉角，应检查是否还有松动部分，如有，则应轻轻敲掉。对蜂窝，应把松动部分、酥松部分凿掉。对因冻、高温、腐蚀而酥松的表层均应刮去，然后用压力水冲洗

4、干净，涂上一层纯水泥浆或其他粘结性好的涂料，然后用水泥砂浆填实抹平。,上一页,下一页,返回,第一节 混凝土结构工程事故分析与处理,修补后，要注意湿润养护，以保证修补质量。另外，对表面积较大的混凝土表面缺损，可用喷射混凝土等方法修补。二、混凝土结构裂缝普通钢筋混凝土结构在使用过程中，出现细微的裂缝是正常的、允许的（一般构件不超过）。但是，如果出现的裂缝过长、过宽就不允许了，甚至是危险的。许多混凝土结构在发生重大事故之前，往往有裂缝出现并不断发展，这点应特别注意。（一）混凝土结构裂缝产生的原因引起裂缝的原因可归结成结构性裂缝和非结构性裂缝两大类：由外荷载引起的裂缝，称为结构性裂缝或受力裂缝，其裂缝

5、与荷载相应，预示结构承载力可能不足或存在严重问题。,上一页,下一页,返回,第一节 混凝土结构工程事故分析与处理,由变形引起的裂缝，称为非结构性裂缝，如温度变化、混凝土收缩、地基不均匀沉降等因素引起的裂缝。结构性裂缝结构性裂缝是由荷载引起的，其裂缝与荷载相对应，是承载力不足的结果，其裂缝形式多种多样，主要原因如下。（）设计方面。）设计中未考虑某些重要的次应力作用；）细部构造处理不当；）设计承载力不足；）构件计算简图与实际受力情况不符；,上一页,下一页,返回,第一节 混凝土结构工程事故分析与处理,）局部承压不足。（）材料方面。）水泥的安定性不合格；）水泥的水化热引起过大的温差；）混凝土配合比不当；

6、）集料中有碱性集料或已风化的集料；）混凝土干缩；）外加剂使用不当；）混凝土拌合物泌水和沉陷；）砂、石含泥或其他有害杂质超过规定。,上一页,下一页,返回,第一节 混凝土结构工程事故分析与处理,（）施工方面。）外加掺合剂拌和不均匀；）搅拌和运输时间过长；）泵送混凝土过量增用水泥及加水；）滑模施工时工艺不当；）模板支撑下沉，模板变形过大；）模板拼接不严，漏浆漏水；）浇筑时顺序失误；）浇筑时速度过快；）捣固不实；,上一页,下一页,返回,第一节 混凝土结构工程事故分析与处理,）混凝土终凝前钢筋被扰动；）保护层太薄，箍筋外只有水泥浆；）施工缝处理不当，位置不正确；）构件运输、吊装或堆放不当；）拆模过早，混

7、凝土硬化前受振动或达到预定强度前过早受载；）养护差，早期失水太多；）混凝土养护初期受冻。（）环境和使用方面。）环境温度与湿度的急剧变化；,上一页,下一页,返回,第一节 混凝土结构工程事故分析与处理,）冻胀、冻融作用；）腐蚀性介质作用；）振动作用；）使用超载；）反复荷载作用引起疲劳；）火灾及高温作用；）地基沉降等。如图-所示，由于引起裂缝的原因不同，导致裂缝的形态也有所不同。非结构性裂缝,上一页,下一页,返回,第一节 混凝土结构工程事故分析与处理,（）塑性裂缝。混凝土浇筑好后开始逐渐凝聚，由流体逐渐变为塑态，然后硬化变为固态。在塑态阶段产生裂缝主要有以下两种原因：）混凝土集料沉落裂缝。混凝土浇筑

8、时，在振动器和重力作用下，水泥浆上升，集料开始下沉，集料沉落过程因受钢筋、预埋件及模板表面的阻力，或两部沉落不同而产生一种裂缝。）塑形收缩裂缝。混凝土仍处于塑性状态时，由于混凝土表面水分蒸发过快而产生裂缝。（）收缩裂缝。常说的收缩裂缝包括凝缩裂缝和冷缩裂缝。）凝缩裂缝是指混凝土结硬过程中因体积收缩而引起的裂缝。通常，它在浇筑混凝土 个月后出现，且与构件内的配筋情况有关。,上一页,下一页,返回,第一节 混凝土结构工程事故分析与处理,当钢筋的间距较大时，钢筋周围混凝土的收缩因较多地受钢筋约束，收缩较小，而远离钢筋的混凝土收缩较自由，收缩较大，从而产生了裂缝。在实际工程中，常会遇到凝缩裂缝。）冷缩裂

9、缝是指构件因受气温降低的影响而收缩，且在构件两端受到强有力约束而引起的裂缝，一般只有在气温低于时才会出现。（）温度裂缝。温度裂缝有表面温度裂缝和贯穿温度裂缝两种。）表面温度裂缝是因水泥的水化热产生的，多发生在大体积混凝土中。在浇捣混凝土后，水泥的水化热使混凝土内部的温度不断升高，而混凝土表面的热量易散发，于是混凝土内部和表面之间产生了较大的温差。,上一页,下一页,返回,第一节 混凝土结构工程事故分析与处理,内部的膨胀约束了外部的收缩，因而在表面产生了拉应力，中心部位产生了压应力。当表面的拉应力超过混凝土的抗拉强度时，就产生了裂缝。一般地讲，裂缝仅在结构表面较浅的范围内出现，且裂缝的走向无一定规

10、律，纵横交错。）大多数贯穿温度裂缝是由于结构降温较大，受到外界的约束而引起的。（）沉降裂缝。地基的不均匀下沉，在结构构件上引起的沉降裂缝是工程中常发生的一种裂缝。地基的不均匀沉降，改变了结构的支承及受力体系，由于计算简图的改变，有时会使计算跨度成倍增长。,上一页,下一页,返回,第一节 混凝土结构工程事故分析与处理,弯矩增长得更快。在承受沉降引起的较大弯矩的部位，如果原结构的配筋较小，易导致构件产生较大的裂缝。（二）混凝土结构裂缝的修补 填缝法对于数量少但较宽的裂缝（宽度0.5）或因钢筋锈胀使混凝土顺筋剥落而形成的裂缝，可用填缝法。常用的填缝材料有环氧树脂、环氧砂浆、聚合物水泥砂浆、水泥砂浆等。

11、填充前，将缝凿宽成槽，槽的形状有 形、形及梯形等。对于防渗漏要求高的，可加一层防水油膏。对锈胀缝，应凿到露出钢筋，去锈干净，涂上防锈涂料。为了增加填充料和混凝土界面间的粘结力，填缝前可于槽面涂上一层环氧树脂浆液。,上一页,下一页,返回,第一节 混凝土结构工程事故分析与处理,以环氧树脂为主剂的各种修补剂的配合比见表-。灌浆法灌浆法，是把各种封缝浆液（树脂浆液、水泥浆液或聚合物水泥浆液）用压力方法注入裂缝深部，使构件的整体性、耐久性及防水性得到加强和提高的方法。灌浆法适用于裂缝宽、深度较深的裂缝修补。压力灌浆的浆液要求可灌性好、粘结力强。较细的缝常用树脂类浆液，对缝宽大于 的缝，也可用水泥类浆液。

12、环氧树脂浆液的配方见表-，环氧树脂浆液可灌入的裂缝宽度为，粘结强度可达。甲基丙烯酸酯类浆液配方见表-，这类浆液可灌入的裂缝宽度为，其粘结强度可达。,上一页,下一页,返回,第一节 混凝土结构工程事故分析与处理,预应力法避开钢筋，在构件上钻孔，然后穿入螺栓（预应力筋），施加预应力后，拧紧螺帽，使裂缝减小或闭合。成孔的方向最好与裂缝方向垂直。局部加固法在混凝土裂缝位置，通过外包型钢、外加钢板或外站环氧玻璃钢等方法进行局部加固处理。结构补强法当裂缝影响到混凝土结构的安全和性能时，可考虑采用加强结构的承载能力的方法。常用的方法有增加钢筋、加厚板、外包钢筋混凝土、外包钢、粘贴钢板、预应力补强体系等。,上一

13、页,下一页,返回,第一节 混凝土结构工程事故分析与处理,三、因设计和计算失误引起的混凝土结构事故（一）因设计引起的事故 事故原因（）房屋长度过长而未按规定设置伸缩缝。（）把基础置于持力层的承载力相差很大的两种或多种土层上而未妥善处理。（）房屋形体不对称，质量分布不均匀。（）主、次梁支承受力不明确，工业厂房或大空间采用轻屋架而没有设置必要的支撑。（）受动力作用的结构与振源振动频率相近而未采取措施。（）结构整体稳定性不够。,上一页,下一页,返回,第一节 混凝土结构工程事故分析与处理,（二）因计算失误引起的事故 事故原因（）任务急，时间紧，计算和绘图错误而又未认真校对。（）荷载漏算或少算。（）抄了一

14、个图或采用标准图后未结合实际情况复核，有的甚至认为原有设计有安全储备而任意减小断面，少配钢筋或降低材料强度等级。（）所遇问题比较复杂，而做了不妥当的简化。（）盲目相信电算，因输入有误或与编制程序的假定不符造成输出结果并不正确也盲目采用。,上一页,下一页,返回,第一节 混凝土结构工程事故分析与处理,（）设计时所取可靠度不足或偏低。四、因混凝土强度不足引起的事故混凝土强度不足对结构的影响程度较大，可能造成结构或构件的承载能力、抗裂性能、抗渗性能、抗冻性能和抗侵蚀性能的降低，以及结构构件的强度和刚度下降。（一）混凝土强度不足的主要原因（）材料质量原因。）水泥质量差；）集料（砂、石）质量差；,上一页,

15、下一页,返回,第一节 混凝土结构工程事故分析与处理,）拌合水质量不合格；）掺用外加剂质量差。（）混凝土配合比不当。）随意套用配合比；）用水量大；）水泥用量不足；）砂、石计量不准；）外加剂用错；）碱集料反应。,上一页,下一页,返回,第一节 混凝土结构工程事故分析与处理,（）混凝土施工工艺原因。）运输条件差；）混凝土拌制不佳；）混凝土浇筑不当；）模板漏浆严重；）混凝土养护不当；）冬季施工技术措施不落实。（）试块管理不善。）试块未经标准养护；）试模管理差；,上一页,下一页,返回,第一节 混凝土结构工程事故分析与处理,）不按规定制作试块。五、因施工不当引起的事故钢筋混凝土工程使用的材料来源不一，成分多

16、样，构成复杂；而且施工工序多，制作工期长，因此，引起质量事故的原因也非常复杂，但主要是建筑管理和施工技术两方面，施工技术方面主要包括钢筋工程、混凝土工程和模板工程，将在下面几节中讲到，常见的管理方面的原因有：（）不按图施工。在中小城市或一些小型建筑中常见，以为建筑规模不大，任意画一张草图就施工。有些工程因领导要求限期完工，往往未出图就施工。,上一页,下一页,返回,第一节 混凝土结构工程事故分析与处理,有时虽有图纸，但施工人员怕麻烦，或未领会设计意图就擅自更改。（）施工人员存在认识误区。施工人员误认为设计留有很大的安全度，少用一些材料，房屋也塌不了，因而故意偷工减料。（）市场不规范。建筑市场不规

17、范，名义上由有执照或资质证书的施工单位承包施工，实际上层层转包，导致直接施工的施工人员技术低、素质差，有的根本无执照。（）材料进场把关不严。有时为利润驱动，只进价格便宜的材料，根本不管质量如何，存在侥幸心理。六、因结构使用、改建不当引起的事故结构使用、改建不当引起事故的原因有：,上一页,下一页,返回,第一节 混凝土结构工程事故分析与处理,（）使用中任意加大荷载。（）加层不当。（）工业厂房屋面积灰过厚。（）维修改造不当。,上一页,返回,第二节 钢筋工程事故分析与处理,钢筋是钢筋混凝土结构或构件中的主要组成部分，所使用的钢筋是否符合质量标准，配筋量是否符合设计规定，钢筋的安装位置是否准备等，都直接

18、影响着建筑物的结构安全。钢筋工程常见的质量事故主要有：钢筋表面锈蚀、配筋不足、钢筋错位偏差严重、钢筋脆断等。一、钢筋表面锈蚀 钢筋锈蚀原因钢筋表面产生锈蚀是最常见的一种质量问题，产生的原因有：保管不良，受到雨、雪或其他物质的侵蚀；或者存放期过长，长期在空气中产生氧化；或者仓库环境潮湿，通风不良。,下一页,返回,第二节 钢筋工程事故分析与处理,预防措施钢筋原料应存放在仓库货料棚内，保持地面干燥；钢筋不得堆放在地面上，必须用混凝土墩、砖或垫木垫起，使离地面 以上；库存期限不得过长，原则上先进库的先使用。工地临时保管钢筋原料时，应选择地势较高、地面干燥的露天场地；根据天气情况，必要时加盖苫布；场地四

19、周要有排水措施；堆放期尽量缩短。二、配筋不足（一）造成配筋不足的原因（）设计方面的原因。（）施工方面的原因。,上一页,下一页,返回,第二节 钢筋工程事故分析与处理,混凝土强度达不到设计要求；钢筋少配、误配；材料使用不当或失误；随便用光圆钢筋代替变形钢筋；使用受潮过期的水泥；随便套用混凝土配合比；砂石质量差等。（）使用方面的原因。使用时严重超载，如更改设计、改变功能、增加设备、屋面积灰等均能使构件荷载增加而超载，导致承载力不足；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。（）其他原因。地基的不均匀沉降，产生附加应力；构件耐久性不足，导致钢筋锈蚀，降低构件承载力；构造

20、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。,上一页,下一页,返回,第二节 钢筋工程事故分析与处理,（二）梁、板承载力不足的事故表现及处理措施 正截面的破坏特征及处理措施（）破坏特征。钢筋混凝土梁板结构属受弯构件，正截面的破坏特征主要表现为裂缝的发生和发展。试验表明，受弯构件裂缝出现时的荷载约为极限荷载的。对于适筋梁，在开裂以后，随着荷载的增加，表现出良好的塑性特征，并在破坏前，钢筋经历较大的塑性伸长，给人以明显的预兆。但是，当实际配筋量大于计算值时，便成为实际上的超筋梁。超筋梁的破坏始自受压区，破坏时钢筋不能达到屈服强度，挠度不大。超筋梁的破坏是突然的，没有明显的预兆。

21、（）处理措施。,上一页,下一页,返回,第二节 钢筋工程事故分析与处理,）如果是少筋梁，必须进行加固。可选用在受拉区增加钢筋的加固方法。）如果是适筋梁，则可根据裂缝的宽度、构件的挠度和钢筋的应力来判断是否进行加固。裂缝宽度与钢筋应力之间基本呈线性关系：裂缝愈宽，裂缝处应力愈高。当采用在受拉区增加钢筋的方法加固时，应注意加筋后不致成为超筋梁。）如果是超筋梁，由于在受拉区进行加筋补强不起作用，因此必须采用加大受压区截面的办法或采用增设支点的办法进行加固。斜截面的破坏特征,上一页,下一页,返回,第二节 钢筋工程事故分析与处理,梁的斜截面抗剪试验表明，斜裂缝始自两种情况，一种是首先在构件的受拉边缘出现垂

22、直裂缝，然后在弯矩和剪力的共同作用下斜向发展；另一种是出现在梁腹的腹剪斜裂缝，对于形、形等腹板较薄的梁，常在梁腹部中和轴附近首先出现这类裂缝，然后随着荷载的增加，分别向梁顶和梁底斜向发展。当箍筋配置数量过多时，箍筋有效地制约了斜裂缝的扩展，因而出现多条大致相互平行的斜裂缝，把腹板分割成若干个倾斜受压的棱柱体。当箍筋配置数量过少时，斜裂缝一旦出现，箍筋承担不了原来由混凝土所负担的拉力，箍筋应力立即达到并超过极限强度，产生脆性的斜拉破坏。,上一页,下一页,返回,第二节 钢筋工程事故分析与处理,三、钢筋错位偏差严重常见的钢筋错位偏差事故有：钢筋保护层偏差，钢筋骨架产生歪斜，钢筋网上、下钢筋混淆，钢筋

23、间距偏差过大，箍筋间距偏差过大等。造成钢筋错位偏差的主要原因有：(1)随意改变设计。常见的有两类，不按施工图施工，把钢筋位置放错；乱改建筑的设计或结构构造，导致原有的钢筋安装固定有困难。（）施工工艺不当。,上一页,下一页,返回,第二节 钢筋工程事故分析与处理,四、钢筋脆断常见的钢筋脆断有底合金钢筋或进口钢筋运输装卸中脆断、电焊脆断等。主要原因是钢筋加工工艺错误；运输装卸方法不当，使钢筋承受过大的冲击应力；对进口钢筋的性能不够了解，焊接工艺不良，以及不适当地使用电焊固定钢筋位置等。,上一页,返回,第三节 模板工程事故分析与处理,混凝土结构工程施工质量验收规范（502042002）（年版）中规定：

24、模板及其支架应根据工程结构形式、荷载大小、地基土类别、施工设备和材料供应等条件进行设计。模板及其支架应具有足够的承载能力、刚度和稳定性，能可靠地承受浇筑混凝土的重量、侧压力以及施工荷载。规范对模板的安装提出了要求：（）模板的接缝不应漏浆；在浇筑混凝土前，木模板应浇水湿润，但模板内不应有积水。（）模板与混凝土的接触面应清理干净并涂刷隔离剂，但不得采用影响结构性能或妨碍装饰工程施工的隔离剂。,下一页,返回,第三节 模板工程事故分析与处理,（）浇筑混凝土前，模板内的杂物应清理干净。（）对清水混凝土工程及装饰混凝土工程，应使用能达到设计效果的模板。从规范的要求来看，如果模板不能按设计要求成型，没有足够

25、的强度、刚度和稳定性，不能保证接缝严密，就会影响混凝土的质量、构件的尺寸和形状、结构的安全，产生严重的质量事故。一、模板事故原因分析（）没有对模板进行设计或设计不合理，设计计算简图与实际情况相差很大。（）审查图纸、照图施工不认真或技术交底不清；施工操作人员没有经过培训，不熟悉支架的结构、材料性能和施工方法。,上一页,下一页,返回,第三节 模板工程事故分析与处理,（）竖向承重支撑在地基土上未夯实，或支撑下未垫平板，或无排水措施，造成支撑部分地基下沉。（）对模板设计图翻样不认真或有误，在模板制作中不仔细，质量不合格，制作模板的材料选用不当。（）在测量放线时不认真，轴线测放出现较大误差。（）模板的安

26、装固定预先没有很好的计划，造成模板支设未校直撑牢，支撑系统整体稳定性不足，在施工荷载作用下发生变形。（）施工荷载过大或混凝土的浇筑速度过快或振捣过度，造成模板变形太大。（）梁、柱交接部位，接头尺寸不准、错位。,上一页,下一页,返回,第三节 模板工程事故分析与处理,（）模板间支撑的方法不当。（）模板支撑系统未被足够重视，未采取相应的技术措施，造成模板的支撑系统强度、刚度或稳定性不足；无限位措施或限位措施不当。（）未按规范要求进行施工，或施工措施不到位。（）脱模剂使用不当，拆模太早或拆模时技术要求、安全措施不到位。,上一页,返回,第四节 局部倒塌事故分析与处理,一、局部倒塌事故原因分析除了无证设计

27、、盲目施工和违反基建程序外，造成局部倒塌的主要原因有下列几方面。（）设计构造方案或计算简图错误。（）盲目修改设计。（）施工顺序错误。悬挑结构上部压重不够时，拆除模板支撑，而导致整体倾覆倒塌；全现浇高层建筑中，过早地拆除楼盖模板支撑，导致倒塌；装配式结构吊装中，不及时安装支撑构件，或不及时连接固定节点，而导致倒塌等。（）施工质量低劣。,下一页,返回,第四节 局部倒塌事故分析与处理,由此而造成倒塌事故的常见原因有：混凝土原材料质量低劣，如水泥活性差，砂、石有害杂质含量高等；混凝土蜂窝、空洞、露筋严重；钢筋错位严重；焊缝尺寸不足，质量低劣等。（）结构超载造成倒塌。常见超载有两类：一类是施工超载；另一

28、类是任意加层。（）使用不当。（）事故分析处理不当。对建筑物出现的明显变形和裂缝不及时分析处理，最终导致倒塌；对有缺陷的结构或构件采用不适当的修补措施，扩大缺陷而导致倒塌等。二、局部倒塌事故的处理方法（）排险拆除工作。,上一页,下一页,返回,第四节 局部倒塌事故分析与处理,局部倒塌事故发生后，对那些虽未倒塌但可能坠落垮塌的结构、构件，必须进行排险拆除。（）鉴定未倒塌部分。对未倒塌部分必须从设计到施工进行全面检查，必要时还应做检测鉴定，以确定其可否利用，怎样利用，是否需要补强加固等。（）确定倒塌原因。重建或修复工程，应在原因明确并采取针对性措施后方可进行，避免处理不彻底，甚至引起意外事故。（）选择

29、补强措施。原有建筑部分需要补强，必须从地基基础开始进行验算，防止出现薄弱截面或节点。补强方法要切实可行，并抓紧实施，以免延误处理时机。,上一页,返回,第五节 混凝土结构加固补强技术,一、增大截面加固法 增大截面加固法原理及作用（）增大截面加固法原理。增大截面加固法，是指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，如图-所示，以提高原构件承载能力的方法。这是工程中常用的一种加固方法。（）增大截面加固法的作用。由图-可见，补浇的混凝土处在受拉区时，对补加的钢筋起到粘结和保护作用；当补浇层混凝土处在受压区时，增加了构件的有效高度，从而提高了构件的抗弯、抗剪承载力，并增强了构件的刚度。,

30、下一页,返回,第五节 混凝土结构加固补强技术,新旧混凝土截面独立工作情况（）受力特征。加固构件在浇筑后浇层之前，如果没有对被污染或有其他构造层（如沥青防水层、粉刷层等）的原构件表面做很好的处理，将导致黏合面粘结强度不足，无法使新旧混凝土接合成一体，从而导致构件受力后不能保证二者变形符合平截面假定，这时，不能将新旧混凝土作为整体进行截面设计和承载力计算。（）承载力计算。由受力特征决定，构件在加固后的承载力计算，只能将新旧混凝土截面视为各自独立工作考虑，其承担的弯矩按新旧混凝土截面的刚度进行分配。具体计算如下：原构件（旧混凝土）截面承受的弯矩为,上一页,下一页,返回,第五节 混凝土结构加固补强技术

31、,新混凝土截面承受的弯矩为先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计算出新浇截面中所需的配筋，最后即可验算原构件的截面承载力。新旧混凝土截面整体工作情况,上一页,下一页,返回,第五节 混凝土结构加固补强技术,（）受力特征。图-所示为叠合构件各阶段的受力特征。在浇捣叠合层前，构件上作用有弯矩M1，截面上的应力如图-（）所示，称为第一阶段受力。待叠合层中的混凝土达到设计强度后，构件进入整体工作阶段。新增加的荷载在构件上产生的弯矩为M2，由叠合构件的全高h1 承担。截面应力如图-（）所示，称为第二阶段受力。在总弯矩M2 M1 M2的作用下，截面的应力如图-（）所示。可见，叠合构件的应力

32、图与一次受力的构件的应力图有很大的差异，这种差异主要表现为混凝土应变滞后、钢筋应力超前。,上一页,下一页,返回,第五节 混凝土结构加固补强技术,二、外包钢加固法外包钢加固法是将型钢（角钢、扁钢等）包于混凝土构件的四角或两侧，型钢之间用缀板连接形成钢构架，与原混凝土构件共同受力。加固截面如图-所示，习惯上将其分为干式外包钢加固和湿式外包钢加固两种。所谓干式外包钢加固，就是把型钢直接外包于原构件（与原构件间没有粘结），或虽填有水泥砂浆，但不能保证结合面剪力有效传递的外包钢加固方法图-（）、（）、（）。所谓湿式外包钢加固，就是在型钢与原柱间留有一定间隙，并在其间填塞乳胶水泥浆或环氧砂浆或浇灌细石混凝

33、土，将两者粘结成一体的加固方法图-（）、（）。,上一页,下一页,返回,第五节 混凝土结构加固补强技术,通常，对梁多采用单面外包钢加固，对柱多采用双面外包钢加固。外包钢加固的优点是，构件的尺寸增加不多，但其承载力和延性却可大幅度提高。三、粘结钢板加固法粘结钢板加固法通常用于加固受弯构件，如图-所示。只要粘结材料质量可靠，施工质量良好，则当截面达极限状态时，粘结在梁受拉边的钢板可以达到屈服强度。由于粘结钢板加固结合面的粘结强度主要取决于混凝土强度，因此，被加构件混凝土强度不能太低，强度等级不应低于。粘结钢板厚度主要根据结合面混凝土强度、钢板锚固长度及施工要求确定。,上一页,下一页,返回,第五节 混

34、凝土结构加固补强技术,钢板越厚，所需锚固长度就越长，钢板潜力难于充分发挥，而且很硬，不好粘贴；反之，钢板越薄，相对用胶量就越大，钢板防腐处理也较难。根据经验，粘钢加固，钢板适宜的厚度为，通常取。混凝土强度高时，取得厚一点。钢板的锚固长度，除满足计算规定外，还必须满足一定的构造要求：对于受拉锚固，不得小于200ta（ta为粘结钢板厚度），亦不得小于600；对于受压锚固，不得小于160 ta，亦不得小于480。对于大跨结构或可能经受反复荷载的结构，锚固区尚宜增设锚固螺栓或 形箍板等附加锚固措施。水分、日光、大气（氧）、盐雾、温度及应力作用，会使胶层逐渐老化，使粘结强度逐渐降低，使钢板逐渐锈蚀。,上

35、一页,下一页,返回,第五节 混凝土结构加固补强技术,为延缓胶层老化，防止钢板锈蚀，钢板及其邻接的混凝土表面应进行密封防水防腐处理。简单有效的处理办法是用水泥砂浆或聚合物防水砂浆抹面，其厚度，对于梁不应小于，对于板不应小于。四、碳纤维加固法碳纤维加固修复混凝土结构技术是一项新型、高效的结构加固修补技术，较传统的结构加固方法具有明显的高强、高效、施工便捷、适用面广等优越性。此法利用浸渍树脂将碳纤维布粘贴于混凝土表面，共同工作，达到对混凝土结构构件加固补强的目的。碳纤维加固修复混凝土结构技术所用材料有碳纤维布及粘结材料两种。,上一页,下一页,返回,第五节 混凝土结构加固补强技术,（一）受弯加固 破坏

36、形态根据试验研究结果，碳纤维片材加固受弯构件的破坏形态主要有以下几种：（）受拉钢筋屈服后，在碳纤维未达极限强度前，压区混凝土受压破坏；（）受拉钢筋屈服后，碳纤维片材拉断，而此时压区混凝土尚未压坏；（）受拉钢筋达到屈服前，压区混凝土压坏；（）碳纤维片材与混凝土产生剥离破坏。,上一页,下一页,返回,第五节 混凝土结构加固补强技术,第（）种破坏形态是由于加固量过大造成的，碳纤维强度未得到发挥，在实际设计中可通过控制加固量来避免。第（）种破坏形态，粘结面破坏后剥离，无法继续传递力，构件不能达到预期的承载力，应采取构造措施加以避免。为了避免碳纤维被拉断而发生脆性破坏，可采用碳纤维的允许极限拉伸应变进行限

37、制。构造措施（）当对梁、板正弯矩进行受弯加固时，碳纤维片材宜延伸至支座边缘。（）当碳纤维片材的延伸长度无法满足延伸长度的要求时，应采取附加锚固措施。,上一页,下一页,返回,第五节 混凝土结构加固补强技术,对梁，在延伸长度范围内设置碳纤维片材形箍；对板，可设置垂直于受力碳纤维方向的压条。（）在碳纤维片材延伸长度端部和集中荷载作用点两侧宜设置构造碳纤维片材 形箍或横向压条。（二）受剪加固 加固形式采用碳纤维布受剪加固的主要粘贴方式有：全截面封闭粘贴、形粘贴和两侧面粘贴，如图-所示。构造措施(1)对于梁，形粘贴和侧面粘贴的粘贴高度h宜粘贴至板底。,上一页,下一页,返回,第五节 混凝土结构加固补强技术

38、,（）对于 形粘贴形式，宜在上端粘贴纵向碳纤维片材压条；对于侧面粘贴形式，宜在上、下端粘贴纵向碳纤维片材压条，如图-所示。（）也可采用机械锚固措施。五、预应力加固法预应力加固法即用预应力钢筋对梁、板进行加固的方法。这种方法具有施工简便和不影响结构使用空间等特点。内力分析因为预应力位于加固梁体之外，所以它在原梁中产生的内力一般与荷载引起的内力方向相反，起到了卸荷作用，因此会产生使加固梁挠度减小、裂缝闭合的效应。,上一页,下一页,返回,第五节 混凝土结构加固补强技术,图-为下撑式预应力筋对加固梁引起的预应力内力图。在l1 梁段上产生的有效预应力内力为：两个支撑点之间的l2梁段上，预应力筋产生的有效

39、预应力为：,上一页,下一页,返回,第五节 混凝土结构加固补强技术,由于摩擦力的存在，使N略小于N1。施工结束后，截面上产生的内力为外荷载引起的内力（M0、V0）与预应力引起的内力（Mp、Vp）之差，即,上一页,返回,图4-2常见的裂缝形态示意图,返回,表4-1以环氧树脂为主剂的各种修补剂的配合比,下一页,返回,表4-1以环氧树脂为主剂的各种修补剂的配合比,上一页,返回,表4-2环氧树脂浆液配方,返回,表4-3甲基丙烯酸酯类浆液配方,返回,图4-17补浇混凝土加固梁,返回,图4-18叠合梁截面受力特征,返回,图4-20外包钢加固混凝土构件示意图,返回,图4-21粘结钢板示意图,返回,图4-24受剪加固的粘贴方式,返回,图4-25 U形粘贴和侧面粘贴加纵向压条,返回,图4-28预应力内力,返回,