时间：2013年01月22日 分类：推荐论文 次数：
摘要：砌体结构因具有投资节省、施工方便、易于就地取材、耐久性好等优势，所以为城市和农村建筑所普遍采用。但在砌体结构建筑物中，墙体裂缝多有发生，这些裂缝会影响结构的外观和使用功能，严重时会影响到墙体的承载力和稳定性，甚至引起倒塌事件。使墙体开裂的原因很多，但地基不均匀沉降引起墙体开裂多为常见。因此，开展对地基不均匀沉降引起的墙体开裂问题的研究并找到切实有效地处理方法，具有重要的理论意义和工程应用价值。
关键词：砌体结构；墙体开裂；地基不均匀沉降；卸荷加固；
Abstract: because of masonry structure has investment saving, construction is convenient, easy to use local materials, advantages such as durability, so in urban and rural building the universal use. But in masonry structure of buildings, wall cracks often occur, the cracks will affect the structure of appearance and functions, will affect the wall of serious bearing capacity and stability, and even cause collapse. Make wall the cracking reason for the many, but foundation caused by uneven subsidence walling for more common. Therefore, the research on foundation caused by uneven settlement of the wall, the study of cracking and find effective treatment methods, and has important theoretical significance and application value.
Keywords: masonry structure; Walling; The foundation of uneven settlement; Unloading reinforcement
1某五层教学楼墙体严重开裂事故简介
本文研究的实际工程为某税务学校的一栋教学楼。该教学楼为一字型、内廊式的五层结构，建筑面积6326m2，建筑物长72.74m，宽16.04m，总高18m。一层有14.4×9 m2的大厅，其余与二、三、四、五层均为10.2m开间教室。该建筑物采用纵墙承重体系，截面尺寸为250×500mm的承重梁支撑在厚490mm、240mm的内、外纵墙上。教学楼进厅处设有六根钢筋混凝土柱，除该处为柱下钢筋混凝土单独基础外，纵、横墙墙下均为毛石条形基础。
2003年8月份该教学楼开始施工，2004年9月份交工，在施工期间砌至三层标高时，发现一、二层窗台下砖墙产生裂缝，经设计、施工单位商议，用50×50mm角钢将窗间垛四周加固，但由于没有对症下药，05年一月份开始，内、外纵墙裂缝继续开展，08年裂缝发展近五十多处，被某市建委列为现场随时监测和需要立即加固处理房屋。根据裂缝测量有如下的规律：
（1）竖向裂缝沿墙身贯通，个别长达12m，裂缝位置基本对称，裂缝宽度上宽下窄。
两道外纵墙左侧第一、第五窗间墙处有四道裂缝，第一窗间墙处裂缝从一
层通至五层，第五窗间墙处裂缝自三层通至五层，裂缝在个别部位将490 mm墙体延横截面断开，右侧在第十一、十五窗间墙处有裂缝两道与左侧位置基本对称。
两道内纵墙由于承受大厅上部教室传来的荷载， B轴左侧有一条宽2mm，长12m的大裂缝，此裂缝将墙体拉开，位于走廊处可清楚看到教室内的活动。右侧裂缝的贯通长度稍轻，位置与外纵墙开裂位置相同。
（2）内、外纵墙的窗框、门框两侧均有斜裂缝延伸，裂缝特点是距贯通裂缝近处，裂缝较长而宽，距贯通裂缝远处，斜裂缝细而短。由于裂缝开裂日益增多，使得教学楼内的师生感到不安，校领导更担心发生楼塌人亡的重大事故，因而急迫要求对教学楼进行加固改造。因此，必须通过计算得到墙体开裂的根本原因，对症下药，从而解决加固设计、施工如何进行的难题。
2 教学楼卸荷加固设计方案确定
从墙体开裂的原因分析中可以看出，基础底面压力过大、结构刚度差是产生事故的根源，因此解决的办法是减小基础底面压力和增加结构刚度。根据这个思想可采取扩大毛石基础底面积的措施，但这将涉及内、外纵墙近330延长米的加宽。埋深大、基础宽必然要求时间长、投资大，这将会影响学校的正常教学。经过数次方案比较，最后确定采用增设卸荷柱，并由该框架柱将部分结构荷载传给新设置的柱下条形基础，从而减小原有条形基础基底压力，使墙身原有基础沉降变形与相邻基础沉降变形差值减小。同时增设内框架提高结构刚度，增强结构调整不均匀沉降的能力。二者的组合是最经济、最合适的办法，具体设计由两部分组成。
2.1 增设卸荷柱为内外纵墙基础卸荷
原教学楼墙下条形基础所承受的结构内力是由上部结构自重之和产生，如果将部分楼板荷载转移给新设结构--卸荷柱，则外纵墙传给原基础的荷载减小，地基沉降值随之减小，原超过《建筑地基基础设计规范》（GB 50007-2002）局部倾斜允许值的事实也就不复存在，卸荷柱设置在楼板承重梁下，其高度为从一层地面
至四层地面，是将一、二、三层楼板的部分楼面荷载经过卸荷柱传给新设基础，
柱的截面尺寸为300×400mm。
由于卸荷柱自一层至四层均设置在楼板承重梁下，因此首先要解决卸荷柱与楼板承重梁结点如何设计的问题，其具体设计方法如下:卸荷柱在承重梁截面两侧密贴穿过与承重梁上楼板的底面相接触，支撑楼板的支座由承重梁与顶端共同组成，支座从350mm增加到650mm。由于支座面积增大，减小了两端对墙体的局部挤压作用，减轻内、外纵墙由梁传来的竖向荷载值，达到墙体卸荷效果。
此卸荷柱在每根梁的两端支座处成对设置，柱下钢筋混凝土地基梁与卸荷框柱现浇为一体，从而增加结构刚度，地基梁放置在新设的毛石混凝土基础上。新基础与旧基础各自独立沉降，新基础按软塑亚粘土承载力设计，基底压力值较小，由于卸荷柱承担部分楼面荷载，纵墙荷载减小，从而调整旧基础的基底压力值。
2.2增设框架加强结构刚度
针对裂缝贯通位置在走廊设置四榀内框架，走廊框架宽2.7m，高14.4m(至五层地面)，柱截面200×400mm，楼板底部增设联系梁400×400mm四根，框架通过植筋施工方案与内横墙基础圈梁相连，自身形成空间刚度较强体系，达到增加结构刚度的目的，提高结构调整不均匀沉降的能力。卸荷柱的箍筋在不同高度处穿过纵墙与框架柱钢筋绑在一起形成整体。
3.结论
基于对开裂的砌体结构进行加固，使其能够继续正常使用，本文提出了卸荷法，并对其改善地基不均匀沉降引起开裂的情况进行了研究。本文的主要内容包括三个方面：一是计算开裂建筑物基础各点的沉降量，进而分析墙体开裂的原因；二是根据既有建筑物的结构特点以提出卸荷加固设计方案；三是对加固后的结构进行传力途径及荷载分配的研究，进而完成内框架和卸荷柱内力与配筋计算及其下基础进行设计，计算加固后基础的沉降量，并通过沉降观测数据验证卸荷加固方法是根治砌体结构开裂事故的有效方法。由上述工作所得的结论如下：
（1）根据结构内力和地基各点沉降量，从这些数据以及墙体裂缝的形状、分布规律确认，该建筑物是由于中部沉降大，端部沉降小，引起地基不均匀沉降，造成了墙体的严重开裂。
（2）基础底面压力过大、结构刚度差是产生墙体开裂的根源，因此解决的办法是减小基础底面压力和增加结构刚度。经过数次方案比较，最后认为增设内框架转移部分结构荷载、设置新基础减少原有基础基底压力、增设内框架提高结构刚度的方法来减小地基的不均匀沉降是最经济、最有效的办法。
（3）地利用力学中线刚度与所受荷载比例关系，解决了新旧结构共同结点上荷载如何分配的难题，建立了新设卸荷柱、内框架与原有砌体结构相辅相成完成纵横墙承重传力体系。