第三章砌体结构检测与加固.ppt

第三章砌体结构检测与加固,3.1砌体结构的特点,砌体是把块体（包括粘土砖、空心砖、砌块、石材等）和砂浆通过砌筑而成的结构材料。砌体结构系指将由块体和砂浆砌筑而成的墙、柱作为建筑物主要受力构件的结构体系。,优缺点,优点(1)容易就地取材。造价比水泥、钢筋和木材低；(2)具有较好的耐久性、良好的耐火性；(3)保温隔热性能好，节能效果好；(4)施工方便，工艺简单；(5)具有承重与围护双重功能。缺点(1)自重大，抗拉、抗剪、抗弯能力低；(2)整体性、抗震性能差；(3)砌筑工程量繁重，生产效率低。,力学性能,砌体的强度取决于砖的强度和砂浆的强度，其抗拉和抗剪强度都很低。,3.2砌体结构检测的内容与分类,(1)物理力学性能检查砌块砂浆砌体（表3.1）(2)裂缝检查(3)损伤检查(4)变形检查(5)连接部位检查(6)圈梁检查(7)墙体稳定性检查(8)施工质量检查,砌体材料强度检测方法分类,损伤程度：非破损检测、局部破损检测检测内容砌体抗压强度：原位轴压法、扁顶法砌体应力状态、弹性模量：扁顶法砌体抗剪强度：原位单剪法、原位单砖双剪法块体强度：取样检测、回弹法、钻芯法砂浆强度：推出法、筒压法、砂浆片剪切法、回弹法、点荷法、射钉法等获得砌体强度的途径：直接法、间接法检测场所：原位法、取样法,3.3砌筑块材检测,检测内容：强度等级、尺寸偏差、外观质量、抗冻性能等检测方法：取样检测、回弹法、钻芯法以及多种方法联合使用,取样法测定砌块强度,取样：10块制样：据成两个半砖，室温净水浸泡1020min，以断口方向相反叠放，中间用不超过5mm厚的32.5级普通硅酸盐水泥净浆粘牢，上下面用不超过3mm厚水泥浆抹平养护：室内不通风条件，温度不低于10，养护3天试验：均匀平稳加压至破坏，加荷速度宜为45kn/s数据处理：抗压强度平均值、标准差、变异系数砌块强度标准值：确定砌块强度等级（表3.2）：抗压强度平均值、标准值、变异系数举例：某砖试样抗压强度平均值为f1,m=26mpa，变异系数=0.1，确定该砖的强度等级,回弹法测定砌块强度,原理：回弹仪的弹击锤被一定的弹力打击在试件表面上，其回弹高度与试件表面硬度相关，而试件的抗压强度又与其表面硬度相关。回弹值表面硬度抗压强度。检测要求每个检验批中布置5-10个检测单元，共抽取50-100块砖进行检测回弹测点布置在外观质量合格砖的条面上，每块砖的条面布置5个回弹测点，测点应避开气孔等缺陷部位且测点之间应留有一定的间距,抗压强度换算以每块砖的抗压强度换算值为代表值确定推定区间（建筑结构检测技术标准gb/t50344-2004），当设计要求相应数值小于或等于推定上限值时，可判定为符合设计要求回弹法检测烧结普通砖的抗压强度宜配合取样检验的验证,3.4砂浆强度检测,取样法：筒压法、点荷法、剪切法、抗折法等原位法：回弹法、压入法、粘结法等,筒压法,适用范围：推定烧结普通砖墙中砂浆的强度，砂浆强度范围2.5mpa20mpa；不适用于推定高温、长期浸水、遭受火灾或环境侵蚀等砌体砂浆的强度试验设备：承压筒、水泥跳桌、压力试验机、摇筛机、标准砂石筛、干燥箱、托盘天平,测试步骤,凿取砂浆约4000g，取样部位距墙表面20mm以里的灰缝中，砂浆片最小厚度不得小于5mm手锤击碎样品，筛取515mm砂浆颗粒3000g，烘干至恒重，冷却备用筛分并称取510mm和1015mm砂浆颗粒各250g，混合均匀作为一个试样，共制备3个试样每个试样分两次装入承压筒，并用水泥调桌跳振5次，使砂浆颗粒密实整平砂浆试样表面，盖上承压盖，以0.51.0kn/s的加荷速度或2040s内均匀加压至规定的筒压荷载值，立即卸荷将施压后的试样经孔径5mm和10mm标准筛组成的套筛筛分，称量各筛筛余试样的重量,数据处理,点荷法,适用范围：推定烧结普通砖或烧结多孔砖砌体中砂浆的强度试验设备：小吨位压力试验机、钢制加荷头两个（内角60圆锥体）,测试步骤,制备试件每个测点处剥离出两块砂浆大片，一片用于测试，另一片备用试件要求：厚度512mm，预估荷载作用半径为1525mm，大面应平整在试件上画出荷载作用点，并测量加荷点处厚度加荷头对准预先画好的加荷点，缓慢匀速加压至试件破坏将破坏后的试件拼成原样，测量荷载作用点中心至试件破坏线边缘的最短距离，即荷载作用半径,数据处理,剪切法,适用范围：推定烧结普通砖或烧结多孔砖砌体中砂浆的强度试验设备：砂浆测强仪,测试步骤,制备试件每个测点处剥离出两块砂浆大片，一片用于测试，另一片备用试件要求：厚度715mm，宽度1550mm，长度按净跨度不小于22mm确定，大面、条面应均匀平整，试件含水率应与砌体正常工作时的含水率基本一致采用砂浆测强仪对试件匀速连续加荷，直至试件破坏，加荷速度不宜大于10n/s试件破坏后测读压力表读数并换算为剪切荷载测量试件破坏截面尺寸,数据处理,回弹法,采用砂浆回弹仪测定砂浆表面的硬度，并用浓度为1%2%的酚酞酒精溶液测试砂浆的碳化深度，以回弹值和碳化深度两项指标换算砂浆强度空气中co2气渗透到混凝土内，与其碱性物质起化学反应后生成碳酸盐和水，使混凝土碱度降低的过程称为混凝土碳化适用范围：推定烧结普通砖或烧结多孔砖砌体中砂浆的强度，不适用于推定高温、长期浸水、遭受火灾或环境侵蚀等砌体砂浆的强度试验设备：砂浆回弹仪,测试步骤,测位处理将粉刷层、勾缝砂浆、污物清除干净将弹击点附近的砂浆表面打磨平整，并清除浮灰打磨掉的砂浆表面厚度应为510mm测点要求：每个测位布置12个弹击点，间距不小于20mm，弹击点应避开砖的边缘、气孔和松动砂浆每个弹击点测试3次，以最后一次读数为准，回弹仪应保持水平状态，其轴线与测试表面垂直每个测位选择3条灰缝，打凿出直径10mm的孔洞，深度大于砂浆碳化深度，用浓度为1%2%的酚酞酒精溶液测试砂浆的碳化深度,数据处理,推出法,适用范围：推定240mm厚烧结普通砖、烧结多孔砖、蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰砖砌体中砂浆的强度，砂浆强度宜为1mpa15mpa试验设备：推出仪、力值显示器,测试步骤,试件加工使用冲击钻在a点打出约40mm长孔洞使用锯条自a点向b点锯开灰缝将扁铲打入上层灰缝，取出上层两块顺砖使用锯条锯开被测丁砖两侧竖缝，直至下皮砖顶面开洞及清缝时不得扰动被测丁砖测点要求测点应避开施工预留孔洞被测丁砖的承压面可采用砂轮磨平被测丁砖下的水平灰缝厚度应为812mm安装推出仪，旋转加荷螺杆对试件加荷直至被测丁砖与砌体发生相对位移，加荷速度宜控制在5kn/min取下被测丁砖，用百格网测量砂浆饱满度,数据处理,砂浆强度值的推定,3.5砌体强度的直接检测,取样尺寸：240mm370mm或370mm490mm，高度为较小边长的2.53倍加压面用1：3砂浆坐浆抹平，养护7d后加压,实物取样法,原位轴压法,适用范围：推定240mm厚普通砖砌体的抗压强度试验设备：原位压力机,测试步骤,开凿水平槽孔水平槽尺寸普通砖砌体槽间砌体高度为7皮砖，多孔砖砌体槽间砌体高度为5皮砖开槽时应避免扰动四周砌体；槽间砌体的承压面应整平安放原位压力机，上槽下表面及扁千斤顶顶面铺设10mm厚湿细砂或石膏垫层分级加荷，加荷至预估破坏荷载的80%时，按原加荷速度连续加荷至试件破坏,数据处理,扁顶法,适用范围：推定普通砖砌体或多孔砖砌体的受压弹性模量、抗压强度、受压工作应力试验设备：扁千斤顶、手持式应变仪和千分表,测试装置,测试受压工作应力,测试受压弹性模量、抗压强度,数据处理,墙体受压工作应力等于实测变形值达到开凿前读数时所对应的应力值槽间砌体的抗压强度计算方法同原位轴压法,原位单剪法（顶出法）,适用范围：推定砖砌体沿通缝的抗剪强度试验设备：螺旋千斤顶或卧式液压千斤顶、荷载传感器及读数仪,测试装置,测试步骤,测试部位宜选在窗洞口或其它洞口下三皮砖范围内采用振动较小的工具加工切口，现浇钢筋混凝土传力件的混凝土强度等级不低于c15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对齐匀速加荷，并控制试件在2min5min内破坏,数据处理,原位单砖双剪法,适用范围：推定各类墙厚的烧结普通砖或烧结多孔砖砌体的抗剪强度，受剪面上部压应力较小，上部压应力较大且可较准确计算试验设备：原位剪切仪,测试装置,测点要求,墙体两面的测点数应接近试件两个受剪面的灰缝厚度应为812mm同一墙体各测点之间的水平净距不小于1.5m，垂直净距不小于0.5m门窗洞口侧边120mm内、后补的施工洞口和经修补的砌体、独立砖柱不应设置测点,测试步骤,开凿安放剪切仪主机的孔洞，普通砖砌体孔洞尺寸不小于115mm65mm，多孔砖砌体不小于115mm110mm将试件两端的灰缝清理干净当采用释放试件上部压力的测试方案时，按下图掏空试件顶部两皮砖以上的一条水平灰缝，掏空范围由试件底部两端向上按45角扩散至灰缝4，掏空长度应大于620mm，深度应大于240mm安装剪切仪，仪器轴线与砖块轴线应重合；匀速施加荷载直至试件和砌体产生相对滑移，加荷全过程宜控制在13min,数据处理,粘结法测定弯曲抗拉强度,适用范围：测定砖砌体沿通缝的弯曲抗拉强度方法：将待测丁砖顶面及两侧灰缝清除，再将待测丁砖底面灰缝清出20mm宽的槽，将测试仪器插入槽中向上撬动该砖，记录撬动这块丁砖所需的力p砌体沿通缝抗拉强度,砌体强度值的推定,下列砌体工程检测方法中，属于直接法的有（）a.筒压法b.扁顶法c.原位单砖双剪法d.回弹法e.原位轴压法,下列砂浆强度检测方法中，属于取样法的有（）a.筒压法b.点荷载法c.推出法d.回弹法e.剪切法,下列砌体工程检测方法中，与测点应力状态有关的有（）a.推出法b.扁顶法c.原位单砖双剪法d.原位单剪法e.原位轴压法,3.7砌体结构的可靠性评定,裂缝的检验与评定（a、b、c、d四个等级）裂缝类型：受力裂缝、变形裂缝构件类型：墙、柱、过梁裂缝宽度：读数显微镜或钢板尺测量变形的检验与评定（a、b、c、d四个等级）：根据倾斜值划分等级构造的检验与评定（a、b、c、d四个等级）：高厚比限值，圈梁、构造柱等是否有缺陷结合承载力（检测结果）、裂缝状态、变形和构造的评定等级对砌体结构进行综合评定，根据评定结果选择加固方案,3.8砌体结构的加固方法,加固砌体受力特性,加固砌体属二次受力构件，新加部分存在应力滞后。以原构件应变达极限应变作为构件极限状态。确定极限状态时新加部分的应变是计算承载力的关键。加固材料的强度利用系数与加固前砌体的应力水平相关，应力水平越高，新加材料强度利用越低，因此在加固时应尽量卸载。但有时无法卸载，而且应力较高，则纯粹采用增大截面法并不是有效加固方法，宜增加对原砌体的约束，例如形成套层等。,扩大砌体截面加固（砌体扶壁柱）,构造措施,承载力计算,钢筋混凝土面层加固,构造措施,加固砖墙,加固壁柱,承载力计算,轴心受压组合砌体,偏心受压组合砌体,增大截面法加固砖柱,分为侧面增设砼层加固（侧面加固）和四周外包砼加固两类,侧面增设砼加固砖柱,构造要求双面加固应采用闭合箍筋；单面加固应在原砖柱内打入砼钉或膨胀螺栓等剪切销，加强两者连接。无论是单侧还是双侧加固应将原砖柱的角砖每隔5皮砖打掉1块，使新砼和原砖柱能很好咬合。新砼强度等级宜用c15-c20，受力钢筋距砖柱的距离不应小于50mm，受压钢筋的配筋率不宜小于0.2%，直径不应小于8mm。承载力计算侧面增设砼加固砖柱为组合砌体，承载力计算按前述方法进行。,四周外包混凝土加固砖柱,构造要求外包层较薄时，可采用砂浆。砂浆强度等级不得低于m7.5。外包层应设置46闭合箍筋，间距不宜大于150mm。四周外包混凝土加固砖柱的效果较好，对于轴心受压砖柱及小偏心受压砖柱，其承载力的提高效果尤为显著。由于箍筋约束作用，使砖柱侧向变形受到约束，受力类似于网状配筋砌体,受压承载力考虑箍套效应,外包型钢加固,外包钢加固工艺用水泥砂浆或环氧树脂将角钢粘贴在原柱四周，并用卡具卡紧，随即用缀板将角钢连为一体，最后去掉卡具，粉刷水泥砂浆保护角钢。角钢应埋入基础，在顶部应有可靠锚固措施，角钢不宜小于l50mm5mm。,承载力计算,窗间墙加固,宽度较大的窗间墙，如墙高宽比大于2.5时，应在中间增加一缀条，并用穿墙螺栓拉接,钢筋网水泥砂浆面层加固,钢筋网水泥砂浆法工艺在砖墙表面剔去粉刷层后，两面附设48mm一级钢筋网，然后喷射砂浆（细石砼）的加固方法，俗称夹板墙（一般双面加固）。可大幅度提高承载力、刚度和延性。钢筋网水泥砂浆法加固墙体为组合砌体，承载力计算同前,外加预应力撑杆加固法,当原砌体柱应力较高或变形较大而外加荷载又难以卸除时，可采用外加预应力撑杆进行加固。当采用外加预应力撑杆加固砌体柱时，宜选用两对角钢组成的双侧预应力撑杆的加固方式。,增设圈梁或拉杆,增设圈梁：墙体开裂较严重截面尺寸至少为120mm180mm配筋可采用410414，箍筋可采用56200250采用螺栓或插筋锚入墙体，使圈梁与墙体结合更好每隔1.5m2.5m在墙体凿通一洞口（宽120mm，一皮丁砖），浇注圈梁的同时填充混凝土使圈梁与墙体咬合增设拉杆：墙体因受水平推力、基础不均匀沉降或温度变化引起的伸缩等原因而产生外闪，或者因内外墙咬槎不良而裂开,下列砌体加固方法中，其承载力按无筋砌体考虑的是（）a.钢筋混凝土面层加固法b.外包型钢加固法c.增设砌体护壁柱加固法d.增设圈梁加固法e.钢筋网水泥砂浆面层加固法,下列砌体加固方法中，其承载力按组合砌体考虑的是（）a.钢筋混凝土面层加固法b.外包型钢加固法c.增设砌体护壁柱加固法d.增设圈梁加固法e.钢筋网水泥砂浆面层加固法,下列砌体加固方法中，新加部分施加后立即分担荷载的