建筑工程质量事故分析与处理四--混凝土结构工程课件.ppt

1、u情境导入情境导入某办公楼为九层钢筋混凝土结构，其某办公楼为九层钢筋混凝土结构，其中现浇楼板厚中现浇楼板厚120 mm，某层楼板浇筑后不久，某层楼板浇筑后不久，表面产生了许多不规则的裂缝，表面产生了许多不规则的裂缝，28 d后拆除后拆除楼板模板后，发现板底面也有不少裂缝，其宽楼板模板后，发现板底面也有不少裂缝，其宽度为度为0.05 0.15 mm，经检查这些裂缝是上、，经检查这些裂缝是上、下贯通的。下贯通的。 产生裂缝的主要原因是浇混凝土时，产生裂缝的主要原因是浇混凝土时，气候异常干燥，以及施工措施不力。气候异常干燥，以及施工措施不力。 根据调查分析，认为裂缝对承载能力根据调查分析，认为裂缝对

2、承载能力和刚度影响甚小，但考虑建筑物的耐久性和刚度影响甚小，但考虑建筑物的耐久性要求，还是对该工程的裂缝做了预防性修要求，还是对该工程的裂缝做了预防性修补。补。u案例导航案例导航 对宽度大于对宽度大于0.08 mm的裂缝，用的裂缝，用改性环氧树脂和改性氨基树脂混合液灌浆改性环氧树脂和改性氨基树脂混合液灌浆，使开裂的混凝土重新黏合成整体。，使开裂的混凝土重新黏合成整体。 所有裂缝均采取封闭保护措施所有裂缝均采取封闭保护措施。 楼板上面要做面层且满足质量要求，楼楼板上面要做面层且满足质量要求，楼板底面的裂缝，全部沿裂缝方向涂刷约板底面的裂缝，全部沿裂缝方向涂刷约100 mm宽的保护层。涂层使用聚丙

3、烯树脂及以宽的保护层。涂层使用聚丙烯树脂及以沥青为主要成分的材料。沥青为主要成分的材料。 该工程灌浆修补后，要钻芯取试样，检该工程灌浆修补后，要钻芯取试样，检查灌浆材料的充填情况，并将芯样放在压力查灌浆材料的充填情况，并将芯样放在压力机上试压，检验树脂充填与黏结质量，结果机上试压，检验树脂充填与黏结质量，结果需符合要求。需符合要求。u基础知识基础知识一、混凝土结构表层缺损一、混凝土结构表层缺损（一）混凝土结构表层缺损的原因（一）混凝土结构表层缺损的原因1麻面麻面2蜂窝蜂窝3表皮酥松表皮酥松4露筋露筋5缺棱掉角缺棱掉角 若混凝土表面只有小的麻面及掉皮，可若混凝土表面只有小的麻面及掉皮，可以用抹纯

4、水泥浆的方法抹平。以用抹纯水泥浆的方法抹平。 若混凝土表层有蜂窝、露筋、小的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。裂缝则可用抹水泥砂浆的方法修补。 （一）混凝土结构裂缝产生的原因（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。缝和非结构性裂缝两大类。 结构性裂缝是由荷载引起的，其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。裂缝形式多种多样，主

5、要原因如下。 （1）设计方面。）设计方面。 设计中未考虑某些重要的次应力作用。设计中未考虑某些重要的次应力作用。 细部构造处理不当。细部构造处理不当。 设计承载力不足。设计承载力不足。 构件计算简图与实际受力情况不符。构件计算简图与实际受力情况不符。 局部承压不足。局部承压不足。 （2）材料方面。）材料方面。 水泥的安定性不合格。水泥的安定性不合格。 水泥的水化热引起过大的温差。水泥的水化热引起过大的温差。 混凝土配合比不当。混凝土配合比不当。 集料中有碱性集料或已风化的集料。集料中有碱性集料或已风化的集料。 混凝土干缩。混凝土干缩。 外加剂使用不当。外加剂使用不当。 混凝土拌合物泌水和沉陷。

6、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。砂、石含泥或其他有害杂质超过规定。 （3）施工方面。）施工方面。 外加掺合剂拌和不均匀。外加掺合剂拌和不均匀。 搅拌和运输时间过长。搅拌和运输时间过长。 泵送混凝土过量增用水泥及加水。泵送混凝土过量增用水泥及加水。 滑模施工时工艺不当。滑模施工时工艺不当。 模板支撑下沉，模板变形过大。模板支撑下沉，模板变形过大。 模板拼接不严，漏浆漏水。模板拼接不严，漏浆漏水。 浇筑时顺序失误。浇筑时顺序失误。 浇筑时速度过快。浇筑时速度过快。 捣固不实。捣固不实。 混凝土终凝前钢筋被扰动。混凝土终凝前钢筋被扰动。 （4）环境和使用方面。）环境和使用

7、方面。 环境温度与湿度的急剧变化。环境温度与湿度的急剧变化。 冻胀、冻融作用。冻胀、冻融作用。 腐蚀性介质作用。腐蚀性介质作用。 振动作用。振动作用。 使用超载。使用超载。 反复荷载作用引起疲劳。反复荷载作用引起疲劳。 火灾及高温作用。火灾及高温作用。 地基沉降等。地基沉降等。 如图如图4-2 所示，由于引起裂缝的原因所示，由于引起裂缝的原因不同，导致裂缝的形态也有所不同。不同，导致裂缝的形态也有所不同。图图4-2常见的裂缝形态示意图常见的裂缝形态示意图 （1）塑性裂缝。）塑性裂缝。 混凝土集料沉落裂缝。混凝土集料沉落裂缝。 塑性收缩裂缝。塑性收缩裂缝。 （2）收缩裂缝。常说的收缩裂缝包括凝）

8、收缩裂缝。常说的收缩裂缝包括凝缩裂缝和冷缩裂缝。缩裂缝和冷缩裂缝。 凝缩裂缝是指混凝土结硬过程中因体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。积收缩而引起的裂缝。 冷缩裂缝是指构件因受气温降低的影冷缩裂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的响而收缩，且在构件两端受到强有力的约束而引起的裂缝，一般只有在气温低约束而引起的裂缝，一般只有在气温低于于0 时才会出现。时才会出现。 （3）温度裂缝。温度裂缝有表面温度裂）温度裂缝。温度裂缝有表面温度裂缝和贯穿温度裂缝两种。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表面温度裂缝是因水泥的水化热产生的，多发生在大

9、体积混凝土中。的，多发生在大体积混凝土中。 大多数贯穿温度裂缝是由于结构降温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。较大，受到外界的约束而引起的。 （4）沉降裂缝。地基的不均匀下沉，在）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结构构件上引起的沉降裂缝是工程中常发生的一种裂缝。发生的一种裂缝。1填缝法填缝法 对于数量少但较宽的裂缝（宽度对于数量少但较宽的裂缝（宽度 0.5 mm）或因钢筋锈胀使混凝土顺筋剥）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。落而形成的裂缝，可用填缝法。 以环氧树脂为主剂的各种修补剂的以环氧树脂为主剂的各种修补剂的配

10、合比见表配合比见表4-1。表表4-1 以环氧树脂为主剂的各种修补剂的配合比以环氧树脂为主剂的各种修补剂的配合比 灌浆法是把各种封缝浆液（树脂浆液、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。水性得到加强和提高的方法。 环氧树脂浆液的配方见表环氧树脂浆液的配方见表4-2，环氧，环氧树脂浆液可灌入的裂缝宽度为树脂浆液可灌入的裂缝宽度为0.1 mm，黏结强度可达黏结强度可达1.2 2.0 Mpa。 甲基丙烯酸酯类浆液配方见表甲基丙烯酸

11、酯类浆液配方见表4-3，这类浆液可灌入的裂缝宽度为这类浆液可灌入的裂缝宽度为0.05 mm，其黏结强度可达其黏结强度可达1.2 2.2 MPa。表表4-2 环氧树脂浆液配方环氧树脂浆液配方表表4-3 甲基丙烯酸酯类浆液配方甲基丙烯酸酯类浆液配方 避开钢筋，在构件上钻孔，然后穿避开钢筋，在构件上钻孔，然后穿入螺栓（预应力筋），施加预应力后，入螺栓（预应力筋），施加预应力后，拧紧螺母，使裂缝减小或闭合。拧紧螺母，使裂缝减小或闭合。 成孔的方向最好与裂缝方向垂直。成孔的方向最好与裂缝方向垂直。 在混凝土裂缝位置，通过外包型钢、在混凝土裂缝位置，通过外包型钢、外加钢板或外粘环氧玻璃钢等方法进行局外加钢

12、板或外粘环氧玻璃钢等方法进行局部加固处理。部加固处理。 当裂缝影响到混凝土结构的安全和性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能时，可考虑采用加强结构的承载能力的方法。方法。 常用的方法有增加钢筋、加厚板、外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、预应包钢筋混凝土、外包钢、粘贴钢板、预应力补强体系等。力补强体系等。 （一）因设计引起的事故（一）因设计引起的事故 （1）房屋长度过长而未按规定设置伸缩）房屋长度过长而未按规定设置伸缩缝。缝。 （2）把基础置于持力层的承载力相差很）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。大

13、的两种或多种土层上而未妥善处理。 （3）房屋形体不对称，质量分布不均匀。）房屋形体不对称，质量分布不均匀。 （4）主、次梁支承受力不明确，工业厂房）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或大空间采用轻屋架而没有设置必要的支撑。撑。 （5）受动力作用的结构与振源振动频率相）受动力作用的结构与振源振动频率相近而未采取措施。近而未采取措施。 （6）结构整体稳定性不够。）结构整体稳定性不够。 （1）任务急，时间紧，计算和绘图错误而又未）任务急，时间紧，计算和绘图错误而又未认真校对。认真校对。 （2）荷载漏算或少算。）荷载漏算或少算。 （3）采用标准图后未结合实际情况复核，

14、甚至）采用标准图后未结合实际情况复核，甚至认为原有设计有安全储备而任意减小断面，少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。配钢筋或降低材料强度等级。 （4）问题比较复杂，做了不妥当的简化。）问题比较复杂，做了不妥当的简化。 （5）盲目相信电算，因输入有误或与编制）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程序的假定不符造成输出结果并不正确也盲目采用。盲目采用。 （6）设计时所取可靠度不足或偏低。）设计时所取可靠度不足或偏低。（一）材料质量原因（一）材料质量原因（1）水泥质量差。）水泥质量差。（2）集料（砂、石）质量差。）集料（砂、石）质量差。

15、（3）拌合水质量不合格。）拌合水质量不合格。（4）掺用外加剂质量差。）掺用外加剂质量差。（1）随意套用配合比。）随意套用配合比。（2）用水量大。）用水量大。（3）水泥用量不足。）水泥用量不足。（4）砂、石计量不准。）砂、石计量不准。（5）外加剂用错。）外加剂用错。（6）碱）碱- 集料反应。集料反应。（1）运输条件差。）运输条件差。（2）混凝土拌制不佳。）混凝土拌制不佳。（3）混凝土浇筑不当。）混凝土浇筑不当。（4）模板漏浆严重。）模板漏浆严重。（5）混凝土养护不当。）混凝土养护不当。（6）冬季施工技术措施不落实。）冬季施工技术措施不落实。（1）试块未经标准养护。）试块未经标准养护。（2）试模管

16、理差。）试模管理差。（3）不按规定制作试块。）不按规定制作试块。（一）不按图施工（一）不按图施工（二）施工人员存在认识误区（二）施工人员存在认识误区（三）市场不规范（三）市场不规范（四）材料进场把关不严（四）材料进场把关不严（一）使用中任意加大荷载（一）使用中任意加大荷载（二）加层不当（二）加层不当（三）工业厂房屋面积灰过厚（三）工业厂房屋面积灰过厚（四）维修改造不当（四）维修改造不当一、钢筋表面锈蚀一、钢筋表面锈蚀 （一）钢筋锈蚀原因（一）钢筋锈蚀原因 钢筋表面产生锈蚀是最常见的一种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，质量问题，产生的原因有：保管不良，受到雨、雪或

17、其他物质的侵蚀；或者存受到雨、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。者仓库环境潮湿，通风不良。 钢筋原料应存放在仓库货料棚内，保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，使离地面须用混凝土墩、砖或垫木垫起，使离地面200 mm以上；库存期限不得过长，原则上以上；库存期限不得过长，原则上先进库的先使用。先进库的先使用。（一）造成配筋不足的原因（一）造成配筋不足的原因1设计方面的原因设计方面的原因2施工方面的原因施工方面的原因

18、混凝土强度达不到设计要求；钢筋少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；砂石质量水泥；随便套用混凝土配合比；砂石质量差等。差等。 使用时严重超载，如更改设计、改变使用时严重超载，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

19、伤事故。上打洞也会引起局部破坏和损伤事故。 地基的不均匀沉降，产生附加应力；构件地基的不均匀沉降，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；耐久性不足，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。牢等，均可能使构件承载力不足。1正截面的破坏特征及处理措施正截面的破坏特征及处理措施 （1）破坏特征。钢筋混凝土梁板结构属受弯）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构件，正截面的破坏特征主要表现为裂缝的发生和发展。发生和发展。 （2）处理措施。）处理措施

20、。 如果是少筋梁，必须进行加固。可选用如果是少筋梁，必须进行加固。可选用在受拉区增加钢筋的加固方法。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、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构件的挠度和钢筋的应力来判断是否进行加固。加固。 如果是超筋梁，由于在受拉区进行加如果是超筋梁，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压区截面的办法或采用增设支点的办法进行加固。进行加固。 梁的斜截面抗剪试验表明，斜裂缝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

21、始自两种情况：一种是首先在构件的受拉边缘出现垂直裂缝，然后在弯矩和剪拉边缘出现垂直裂缝，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、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。的增加，分别向梁顶和梁底斜向发展。（一）随意改变设计（一）随意改变设计 随意改变设计常见的有两类：一类是随意改变设计常见的有两类：一类是不按施工图施工，把钢筋位置放错；另一不按施工图施工，把钢筋位置放

22、错；另一类是乱改建筑的设计或结构构造，导致原类是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。有的钢筋安装固定有困难。（二）施工工艺不当（二）施工工艺不当 常见的钢筋脆断有低合金钢筋或进常见的钢筋脆断有低合金钢筋或进口钢筋运输装卸中脆断、电焊脆断等。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，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焊接工艺不良，以及不适当地使用电焊固定钢筋位置等。固定钢筋位置等。u基础知

23、识基础知识一、模板的安装要求一、模板的安装要求 混凝土结构工程施工质量验收规混凝土结构工程施工质量验收规范（范（2011年版）年版）（GB 502042002）对模板的安装提出了以下要求。对模板的安装提出了以下要求。 （1）模板的接缝不应漏浆；在浇筑混凝）模板的接缝不应漏浆；在浇筑混凝土前，木模板应浇水湿润，但模板内不土前，木模板应浇水湿润，但模板内不应有积水。应有积水。 （2）模板与混凝土的接触面应清理干净）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。能或妨碍装饰工程施工的隔离剂。 （3）浇筑混凝土前，模板内

24、的杂物应清）浇筑混凝土前，模板内的杂物应清理干净。理干净。 （4）对清水混凝土工程及装饰混凝土工程，）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。应使用能达到设计效果的模板。 从从混凝土结构工程施工质量验收规混凝土结构工程施工质量验收规范（范（2011年版）年版）（GB 502042002）的）的要求来看，如果模板不能按设计要求成型，要求来看，如果模板不能按设计要求成型，没有足够的强度、刚度和稳定性，不能保证没有足够的强度、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，产生严重的质量尺寸和形状、结构的

25、安全，产生严重的质量事故。事故。 （1）没有对模板进行设计或设计不合理，）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。设计计算简图与实际情况相差很大。 （2）审查图纸、照图施工不认真或技术交）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。熟悉支架的结构、材料性能和施工方法。 （3）竖向承重支撑在地基土上未夯实，）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，造或支撑下未垫平板，或无排水措施，造成支撑部分地基下沉。成支撑部分地基下沉。 （4）对模板设计图翻样不认真或有

26、误，）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。作模板的材料选用不当。 （5）在测量放线时不认真，轴线测放出）在测量放线时不认真，轴线测放出现较大误差。现较大误差。 （6）模板的安装固定预先没有很好的计）模板的安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，在施工荷载作用下统整体稳定性不足，在施工荷载作用下发生变形。发生变形。 （7）施工荷载过大或混凝土的浇筑速度）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。过快或振捣过度，造成模板变形

27、太大。 （8）梁、柱交接部位，接头尺寸不准、）梁、柱交接部位，接头尺寸不准、错位。错位。 （9）模板间支撑的方法不当。）模板间支撑的方法不当。 （10）模板支撑系统未被足够重视，未采取）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；无限位措施或限度、刚度或稳定性不足；无限位措施或限位措施不当。位措施不当。（11）未按规范要求进行施工，或施工措）未按规范要求进行施工，或施工措施不到位。施不到位。（12）脱模剂使用不当，拆模太早或拆模）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。时技术要求、安全措施不到位

28、。u基础知识基础知识一、局部倒塌事故原因分析一、局部倒塌事故原因分析（一）设计构造方案或计算简图错误（一）设计构造方案或计算简图错误（二）盲目修改设计（二）盲目修改设计（三）施工顺序错误（三）施工顺序错误（四）施工质量低劣（四）施工质量低劣（五）结构超载造成倒塌（五）结构超载造成倒塌（六）使用不当（六）使用不当（七）事故分析处理不当（七）事故分析处理不当（一）排险拆除工作（一）排险拆除工作（二）鉴定未倒塌部分（二）鉴定未倒塌部分（三）确定倒塌原因（三）确定倒塌原因（四）选择补强措施（四）选择补强措施u基础知识基础知识一、增大截面加固法一、增大截面加固法（一）增大截面加固法原理及作用（一）增大截

29、面加固法原理及作用 （1）增大截面加固法原理。增大截面加固）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，如图新的混凝土并补加相应的钢筋，如图4-10所示，以提高原构件承载能力的方法。这所示，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。是工程中常用的一种加固方法。 （2）增大截面加固法的作用。）增大截面加固法的作用。 （1）受力特征。加固构件在浇筑后浇层）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）的原构层（如沥青

30、防水层、粉刷层等）的原构件表面做很好的处理，将导致黏合面黏件表面做很好的处理，将导致黏合面黏结强度不足，无法使新旧混凝土接合成结强度不足，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新旧混凝土作为整体进行截面设计和承载力计算。载力计算。 （2）承载力计算。由受力特征决定，构）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，其混凝土截面视为各自独立工作考虑，其承担的弯矩

31、按新旧混凝土截面的刚度进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：行分配。具体计算如下：式中，式中，Mz作用于加固构件上的总弯矩，作用于加固构件上的总弯矩，kN m； ky原构件的弯矩分配系数；原构件的弯矩分配系数； kx新浇部分的弯矩系数；新浇部分的弯矩系数； h原构件的截面高度，原构件的截面高度，mm； hx新浇混凝土的截面高度，新浇混凝土的截面高度，mm； 原构件的刚度折减系数。原构件的刚度折减系数。 图图4-11所示为叠合构件各阶段的受力特征。所示为叠合构件各阶段的受力特征。 在浇捣叠合层前，构件上作用有弯矩在浇捣叠合层前，构件上作用有弯矩M1，截面上的应力如图截面上的应

32、力如图4-11（b）所示，称为第一阶）所示，称为第一阶段受力。段受力。 待叠合层中的混凝土达到设计强度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。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新增加的荷载在构件上产生的弯矩为为M2，由叠合构件的全高由叠合构件的全高h1 承担。承担。 截面应力如图截面应力如图4-11（c）所示，称为）所示，称为第二阶段受力。第二阶段受力。图图4-11叠合梁截面受力特征叠合梁截面受力特征 在总弯矩在总弯矩Mz=M1+M2 的作用下，截的作用下，截面的应力如图面的应力如图4-11（d）所示。）所示。 外包钢加固法是将型钢（角钢、扁外包钢加固法

33、是将型钢（角钢、扁钢等）包于混凝土构件的四角或两侧，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。混凝土构件共同受力。 加固截面如图加固截面如图4-13所示，习惯上将所示，习惯上将其分为干式外包钢加固和湿式外包钢加其分为干式外包钢加固和湿式外包钢加固两种。固两种。 所谓干式外包钢加固，就是把型钢所谓干式外包钢加固，就是把型钢直接外包于原构件（与原构件间没有黏直接外包于原构件（与原构件间没有黏结），或虽填有水泥砂浆，但不能保证结），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结合面剪力有效传递的外包钢加

34、固方法见图见图4-13（b）、（）、（c）、（）、（e）。）。 所谓湿式外包钢加固，就是在型钢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乳胶水泥浆或环氧砂浆或浇灌细石混凝土，将两者黏结成一体的加固方法见土，将两者黏结成一体的加固方法见图图4-13（a）、（）、（d）。）。 通常，对梁多采用单面外包钢加固，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。对柱多采用双面外包钢加固。 粘贴钢板加固法通常用于加固受弯粘贴钢板加固法通常用于加固受弯构件，如图构件，如图4-14所示。所示。图图4-14粘贴钢

35、板示意图粘贴钢板示意图 碳纤维加固法修复混凝土结构技术碳纤维加固法修复混凝土结构技术所用材料有碳纤维布及黏结材料两种。所用材料有碳纤维布及黏结材料两种。1破坏形态破坏形态 根据试验研究结果，碳纤维片材加固根据试验研究结果，碳纤维片材加固受弯构件的破坏形态主要有以下几种。受弯构件的破坏形态主要有以下几种。 （1）受拉钢筋屈服后，在碳纤维未达极限）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。强度前，压区混凝土受压破坏。 （2）受拉钢筋屈服后，碳纤维片材拉断，）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。而此时压区混凝土尚未压坏。 （3）受拉钢筋达到屈服前，压区混凝土压

36、）受拉钢筋达到屈服前，压区混凝土压坏。坏。 （4）碳纤维片材与混凝土产生剥离破坏。）碳纤维片材与混凝土产生剥离破坏。 （1）当对梁、板正弯矩进行受弯加固时，碳纤维）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。片材宜延伸至支座边缘。 （2）当碳纤维片材的延伸长度无法满足延伸长度）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。对梁，在延伸的要求时，应采取附加锚固措施。对梁，在延伸长度范围内设置碳纤维片材长度范围内设置碳纤维片材U形箍；对板，可设形箍；对板，可设置垂直于受力碳纤维方向的压条。置垂直于受力碳纤维方向的压条。 （3）在碳纤维片材延伸长度端部和集中荷）

37、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载作用点两侧宜设置构造碳纤维片材U形形箍或横向压条。箍或横向压条。1加固形式加固形式 采用碳纤维布受剪加固的主要粘贴方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、有：全截面封闭粘贴、U形粘贴和两侧面粘形粘贴和两侧面粘贴，如图贴，如图4-15 所示。其中，全截面封闭粘贴所示。其中，全截面封闭粘贴的加固效果最好，的加固效果最好，U形粘贴次之，最后是侧形粘贴次之，最后是侧面粘贴。面粘贴。图图4-15受剪加固的粘贴方式受剪加固的粘贴方式 （1）对于梁，）对于梁，U形粘贴和侧面粘贴的粘贴高度形粘贴和侧面粘贴的粘贴高度hcf宜粘贴

38、至板底。宜粘贴至板底。 （2）对于）对于U形粘贴形式，宜在上端粘贴纵向碳形粘贴形式，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、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，如图下端粘贴纵向碳纤维片材压条，如图4-16 所示。所示。 （3）也可采用机械锚固措施。）也可采用机械锚固措施。图图4-16U形粘贴和侧面粘贴加纵向压条形粘贴和侧面粘贴加纵向压条 图图4-19所示为下撑式预应力筋对加固所示为下撑式预应力筋对加固梁引起的预应力内力图。梁引起的预应力内力图。 在在l1梁段上产生的有效预应力内力为梁段上产生的有效预应力内力为图图4-19预应力内力预应力内力 两

39、个支撑点之间的两个支撑点之间的l2 梁段上，预应力梁段上，预应力筋产生的有效预应力为筋产生的有效预应力为式中，式中，Ap预应力筋的总截面面积，预应力筋的总截面面积，mm2； p1、p2l1、l2梁段上预应力筋的有梁段上预应力筋的有效预应力值，效预应力值，MPa。它等于控制应力。它等于控制应力con减去减去各自梁段上的预应力损失值各自梁段上的预应力损失值1；X锚固点到计算截面的距离，锚固点到计算截面的距离，mm；斜拉杆与纵轴的夹角，斜拉杆与纵轴的夹角， ；ab水平段预应力筋合力点至截面下水平段预应力筋合力点至截面下边缘的距离，边缘的距离，mm；ha锚固点至原梁纵轴的距离，锚固点至原梁纵轴的距离，mm；hb原梁纵轴至截面下边缘的距离，原梁纵轴至截面下边缘的距离，mm。 由于摩擦力的存在，使由于摩擦力的存在，使Np2略小于略小于Np1。 施工结束后，截面上产生的内力为外荷施工结束后，截面上产生的内力为外荷载引起的内力（载引起的内力（M0、V0）与）与预应力引起的内预应力引起的内力（力（Mp、Vp）之差，即）之差，即