钢筋混凝土梁裂缝处理（精选12篇）
钢筋混凝土梁裂缝处理 第1篇
关键词：裂缝产生,荷载效应,温度效应,裂缝处理,预防措施
1 工程概况
某房屋的框架结构为3层, 以米为轴网布置单位, 长48米, 宽36.5米, 局部宽28.8米, 建筑面积为4600m2, 采用井字梁结构的楼面及屋面, 并设置独立承台和基础梁, 主梁尺寸为250700, 人工挖孔桩需嵌入基岩0.5米以上。使用后在房屋井字梁两侧以及屋面板底处发现多道肉眼可见的垂直裂缝, 在清除表面粉刷层后观察裂缝, 发现其多为基本未贯穿梁底的表面裂缝, 宽度约为0.5-1mm, 沿构件截面高度呈上宽下窄, 每跨出现的裂缝大都分布在跨中区域, 而且呈现均等分布。同时, 在井字梁的周边梁与其下砌体结构处发现有较为明显的错位而产生的水平裂缝。
2 裂缝原因分析
(1) 基础沉降观测结果显示, 在该楼共设的18个沉降观测点中, 最大沉降量为10.4mm, 最小沉降量为9.3mm, 沉降量均较小, 这与桩基础有关;而且其最大差异沉降也极小, 仅为1.1mm, 所以基础沉降量过大引起梁体裂缝的可能性极小。
(2) 该井字梁结构原定屋面做法为:先以水泥膨胀珍珠岩找坡, 其坡面比例为1∶8, 再在40mm厚刚性防水层上, 做SBS (银白色金属膜) 防水卷材, 其厚为3mm。由于该工程为夏季施工, 设计者便利用SBS上银白色金属膜的反光作用而省去了取代保温隔热层。但是本地区冬季最低室外温度在-5℃左右, 室内温度可达到10℃, 而夏季室外温度可达到38℃左右, 屋面实际温度高达45℃以上, 室内温度为35℃左右。一方面, 屋面上的炉碴砼找坡层厚度较薄 (设计中只标了层面坡度为2%, 而没有规定最薄处厚度) , 保温隔热效果太差。另一方面, 实地检查发现该SBS防水层由于没有保证施工质量, 出现了局部空鼓现象, 而且材料SBS配料已老化变质, 其上部分铝箔层开始破损剥落已失去原有的反光作用, 致使该层面保温性更差。此外, 铝箔层剥落后的SBS呈现黑色, 会吸收大量的太阳辐射热, 使屋面温度进一步升高。导致梁体的室内外温差过大, 无论冬夏季至少在10℃以上。
3 设计计算的复核
现以屋面梁为例进行裂缝宽度复核。根据《混凝土结构设计规范》GBJ10-89规定, 该构件的最大裂缝允许宽度为0.3mm, 裂缝控制等级应为三级。复核工作按以下两部分进行:
按受弯构件验算梁体裂缝宽度。
以其最不利情况即荷载效应与温度效应产生的弯矩叠加来进行验算。因该梁是夏季施工的, 由于热胀冷缩效应, 冬季气温较低时梁顶与梁底的温差使梁顶收缩大于梁底, 便会产生收缩变形现象。因此, 冬季温度效应产生的跨中弯矩与荷载效应产生的跨中弯矩是同号的, 即冬季二者影响是叠加的。
经计算得区格的长a=3.6m、宽b=3.6m、屋面综合荷载q=8.42k N/m2, 则荷载效应产生的弯矩:
由于C20混凝土弹性模量E=2.55104N/mm2 (钢筋混凝土结构设计规范DBJ 10-89) ;线膨胀系数α=110-5 (钢筋混凝土结构设计规范DBJ 10-89) ;构件上下表面温差Δt=10℃;矩形时, 构件截面惯性矩 , (构件宽b=250mm, 构件高度h=700mm) 。故由构件上下表面温差产生的温度弯矩Mt:
弯曲总效应极为温度弯曲和载荷弯曲之和:
最大裂缝宽度需按正常使用极限状态进行中受弯构件裂缝计算公式 (混凝土设计规范GBJ 10-89) 算得, 即为 , 符合规范要求。
按受拉构件验算梁体裂缝宽度。
由于热胀冷缩效应, 冬季产生的收缩变形不仅会产生的跨中弯矩, 还会使混凝土在支座的约束下产生内拉应力。若假定夏季施工时的温度为35℃, 冬季为0℃, 则冬夏温差将达35℃左右。近似按轴心受拉构件进行验算, 拉应力所产生的最大裂缝宽度为 , 不符合设计规范的要求。 (钢筋混凝土结构设计规范DBJ 10-89第五章第二节规定) 。
由计算过程中得知, 温度变化产生的伸缩应力很大, 钢筋混凝土构件同砖混结构的协同变形在一定程度上会降低温度的影响, 但由于两者的线膨胀系数不同, 砖混部分还是对构件产生了较大的约束, 这种影响对裂缝的产生所起的作用仍然不能忽略。
从以上分析及验证结果可知, 本工程屋面井字梁侧面出现裂缝主要有两方面原因:一是冬夏季温差引起的混凝土收缩变形, 该梁的保温隔热措施较差, 而且夏季施工是温度极高, 进入冬季后, 在巨大的温差下必会沿梁长方向产生收缩, 便产生裂缝;二是设计中忽略了温度的影响, 没有进行由于温度收缩变形引起的拉应力抗拉强度验算, 使得设计方案出现漏洞, 抗拉筋明显不足 (梁跨中上部只配2Φ16, 下部配4Φ22, 箍筋φ8@200) 。此外, 裂缝在梁的横向上分布较广主要是由梁纵向配筋大于横向梁引起的。
4 处理措施
温度与载荷共同作用导致混凝土收缩变形是引起构件裂缝的主要因素。工程上仅按温度裂缝的因素对构件作了如下处理:
重新铺设SBS防水材料和架空层, 改善屋面保温性能。
原有的屋面防水材料SBS已老化变质, 不仅会影响屋面的隔热作用, 甚至会使屋面产生渗漏现象, 应当揭去重做。而且需重新在屋面上铺设了架空层, 增强隔热保温作用, 以降低梁体的冬夏季温差与室内外温差, 减小梁体所受的弯曲和拉伸应力。
鉴于构件裂缝宽度较小, 采用表面处理法施工。
5 结束语
综上所述为防止产生温度裂缝可采取如下一些措施: (1) 选择适宜的季节浇注混凝土。 (2) 选用水泥的水化热和收缩应较小 (如矿渣水泥、粉煤灰水泥) , 尽量降低水灰比, 合理使用减水剂, 可以减少水化热, 并提高混凝土的密实性和抗拉强度。 (3) 加强早期混凝土养护工作, 特别要加强初凝和终凝前后的养护, 增强混凝土的抗拉强度, 降低裂缝出现的可能性。
参考文献
[1]陈宗发.钢筋混凝土屋面井字梁裂缝的原因与处理[J].梅山科技, 2013 (03) :20-21+40.
[2]沈松垚.钢筋混凝土屋面梁裂缝产生原因的分析与处理[J].科技风, 2012 (21) :31+51.
浅谈钢筋混凝土梁裂缝及加固措施 第2篇
一、前言
钢筋砼梁在外荷载的直接应力和次应力作用下，引起结构弯曲而裂缝，构件在使用过程中受到四季温差的长期作用，当温差的胀缩应力大于构件极限抗拉强度时就会裂缝。构件裂缝原因很多，包括构件设计，基础不均匀沉陷，施工质量、材料质量、环境影响等，无论何种原因产生的裂缝，都会给建筑物肢体结构带来影响，因此，为确保结构的安全性，对构件实施补强加固。
二、裂缝的部位
1、梁受拉区裂缝：由于浇筑混凝土时施工管理不到位，使用了不达标的低劣钢筋，造成梁受拉区钢筋强度不够，施工中提前拆模，施工荷载超过设计荷载，或者混凝土强度低于设计强度，以及使用不当，使用荷载大大超过原设计荷载，使梁受拉区产生裂缝。
2、梁在支座附近的斜裂缝：梁的混凝土强度低于设计强度，箍筋未加密，抗剪钢筋不足，也有因超载，提前拆模时混凝土强度低于标准强度值，造成抗剪能力低而产生剪切裂缝。
3、梁受压区裂缝：梁的高度小，有的梁没有经过抗裂验算，混凝土振捣不密实，梁长期在年温差和日温差的作用下产生温差变形，长期处于干燥状态的环境下干缩变形，梁在温差和干缩的综合作用下裂缝，缝上宽下窄，有贯通、不贯通的。裂缝长度为梁高的3/5---4/5，底部不裂。
三、裂缝形成原因
钢筋混凝土梁出现裂缝的原因很多、很复杂，主要有材料或气候因素、施工不当、设计和施工错误、改变使用功能和使用不当，可归纳一下几种：收缩裂缝、混凝土尚处于完全硬化状态时，如干燥过快，则产生收缩裂缝，通常发生在表面上，裂缝不规则宽度小。水泥硬化时裂缝，水泥在水化及硬化过程中，散发大量热量，使混凝土内外部产生温差，超过一定值时，因混凝土收缩不一致而裂缝。温度裂缝：水泥在硬化期间，混凝土表面与内部温差较大，导致混凝土表面急剧温度变形而产生较大降温收缩，而受到内部混凝土的约束而裂缝。
设计欠周全。如钢筋混凝土梁载面不够、跨度过大，高度偏小，或者计算错误，受力钢筋截面偏小，配筋不当，节点不合理，出现混凝土梁结构裂缝。
施工质量造成裂缝。
①、由于混凝土施工标号低于设计标号，受力钢筋截面偏小，截面尺寸不符和设计要求，而混凝土出现裂缝。②、由于施工不当，模板支撑下沉过早超模形成。③、由于施工现场管理不到位，在梁上部堆载，而形成。
四、混凝土裂缝的补强加固措施
①外包混凝土法：
外包混凝土和钢筋混凝土是增大构件截面积和配筋的一种常见加固法。该法常用于梁的加固。是在原受弯构件一侧、双侧、三侧、四侧浇一层新的混凝土，并补加一定量的钢筋，以提高原构件的承载力，补浇的混凝土在受拉区时对补加的钢筋起到粘结和保护作用。当补浇的混凝土在受压区时，增加了梁的有高度，从而提高了梁的抗弯、抗剪能力，且增加了梁的刚度，关键是要保证新老混凝土的可靠粘结。在实际施工中，在梁上宜配置螺纹12-25mm纵筋，光园6-8mm箍筋，四面浇筑混凝土，这样即增加了梁的受拉区钢筋的强度，也保证了梁受压区的有效高度，从而提高了该梁的抗弯、抗剪承载能力。后浇混凝土宜采用硅酸盐水泥掺入适量的膨胀剂以补偿收缩，后浇混凝土强度等级比原混凝土高出一个等级，一般不应低于C20级。外包混凝土的最小加固厚度不应小于5cm，骨料粒径不宜大于外包混凝土层厚度的1/2及钢筋最小间距的1/4.新浇层小于10cm应选用细石混凝土。②粘钢加固法
粘刚加固法是最近几年刚发展起来的钢筋混凝土结构加固法，是用粘接剂将钢板贴于已开裂构件的加固部位上，以提高结构承载力的一种适用较为广泛的加固法，加固时可从钢筋混凝土构件单侧或双侧粘接钢板，不仅用于工业与民用，而且用在了桥梁、公路的补强加固，这项技术简称粘钢加固法。它有以下特点：
1、工艺简单，速度快，只需对需加固梁表面进行处理干净，用建筑结构胶将钢板牢靠的粘接在一起，使钢板和梁共同工作。
2、所需施工场地小，劳动力投入小，且钢板粘接在梁上2天即可受力，对特殊位置的梁应急抢修尤为适用。
3、不破坏原有结构，而且加固效果好。
4、粘接钢板厚度一般为4.5mm-6。0mm，加固后不影响外观，只增加很少的重量。④、注浆加固法
注浆加固法可分为水泥注浆和化学注浆。化学注浆和水泥注浆相比，具有可塑性好，能控制凝结时间，以及有较高的粘接强度和一定的弹性，适用于各种情况下梁的修补加固，化学注浆多采用环氧树脂类粘合剂进行加固，在不影响生产生活情况下能达到预期效果强度，优点是：
1、采用缓慢加压连续注浆，以确保树脂液注入每个细小部位。1能控制注入量，必要时可二次注浆。
3、注浆量可以目测，根据需要随时调整压力，以达到注浆要求。
4、材料易于购买，施工操作方便，粘结密度高、成本低。
钢筋混凝土梁裂缝处理 第3篇
关键词钢筋混凝土梁;裂缝;原因;处理方法
中图分类号TU文献标识码A文章编号1673-9671-(2010)051-0141-01
在房屋建筑特别是高层建筑施工中,钢筋混凝土梁结构是不可缺少的结构体系,也是保证工程主体质量的重要环节,在建筑工程中占据着主导地位。混凝土的抗压强度很高,但抗拉强度却很低,在不大的拉应力下便会出现裂缝。钢筋混凝土裂缝是一种很普遍的现象,我国《混凝土结构设计规范》对处于正常使用条件下构件的最大裂缝宽度限值为0.3mm,目前尽管各国规定不完全一致,但大致相同。虽然非结构性裂缝不至影响构件承载力和结构安全,但却会影响结构的耐久性和整体性,同时也会给使用者感观和心理上造成不良影响,因此裂缝的控制很有必要。钢筋混凝土梁产生裂缝的原因十分复杂,越来越引起国内外学者和工程界的重视。
1裂缝产生的原因
裂缝产生的原因总的来说是由两方面引起的:一是外荷载作用;二是构造变形。
1)外荷载(静、动荷载)的直接应力和次应结力引起的裂缝。裂缝的主要形式为:贯通裂缝和斜裂缝。①构造设计不合理,导致出现裂缝。设计在考虑荷载时,考虑不周全,没有采取最不利情况下的结构计算单元进行荷载计算。例如在结构设计中。如果梁的设计时未考虑温度变化大的影响。若按照常规受力状况计算选取构件断面尺寸和配置钢筋,现行的标准执行“强柱弱梁”的抗震要求,连接梁的柱自然选用了较大的柱断面,如果构造腰筋的配置的再偏小、偏少,那么柱的刚度大,就增加了对梁变形的约束。致使梁的温度收缩应力增大时,增大了梁出现裂缝的概率。这类裂缝大多出现在屋面框架主梁上,大部分表现为端部斜裂缝和跨中竖裂缝。②施工方法不规范,成为裂缝出现的隐患。混凝土构件在混凝土强度未完全上来时,承受超出当时能够承受的荷载,构件内部产生次应力,在应力释放过程中,造成构件的内部破坏,即所谓的“内伤”。③施工未按施工图进行,没有达到设计意图,导致出现裂缝。施工单位素质低,施工技术管理水平差。严重的有偷工减料现象,导致钢筋漏做或混凝土强度等有问题。如混凝土强度偏低,钢筋配置不足(支座箍筋加密区间距过大比较普遍)等,从而加大了构件出现裂缝的可能。
2)由于混凝土的变形引起的构造裂缝。主要有温度裂缝、干缩裂缝、冻涨裂缝、化学反映裂缝等。裂缝的主要形式有:水平裂缝、横向裂缝、斜裂缝、放射状裂缝、龟裂等。温度和湿度变化的影响是产生变形裂缝的重要原因。①出现裂缝是由混凝土材料的特性决定的。混凝土是一种非匀质的脆性材料,有骨料、水泥石、水及存留的气体组成。各种材料在混凝土在硬化变形中是不一致,互相约束产生初始应力,会产生肉眼看不见的、不连贯不规则的裂缝,称微裂。但在荷载作用或近一步的温差、干缩情况下,裂缝扩展,形成肉眼可见裂缝。从这个意义上说,混凝土的微裂有时也是不可避免的。②由于结构因温度、湿度变化,混凝土收缩、膨胀,建筑物不均匀沉陷,施工中养护措施不利等原因引起的。昼夜温差、季节温差而造成构件的温度内外差异。混凝土结构构件,特别是大体积混凝土基础浇筑后,在混凝土硬化的工程中水泥放出大量的水化热,内部温度不断升高,造成混凝土表面和内部温差较大。当外界温度不均匀降温时,相对湿度的变化也会引起混凝土构件的收缩变形。这种裂缝的特点是:一般只出现在较浅的范围内,而表面以下的结构没有问题。③预拌混凝土比自拌混凝土更容易出现温度裂缝。现在大部分的建设项目国家提倡使用预拌混凝土,一般而言预拌混凝土中水泥的用量比现场搅拌高。混凝土中水化热主要由水泥产生的,因此,预拌混凝土的水化热比现场搅拌水化热大。同时,如果预拌混凝土现场等候时间过长,塌落度出现损失,水分丢失,也可能导致温度缝或收缩裂缝的出现。④一般来说,变形裂缝对结构的承载力影响较小,但对耐久性损害大。裂缝的部位随着风吹雨淋等自然环境的腐蚀,裂缝处混凝土会脱落,暴露的钢筋会锈蚀,从而最终影响整体结构的稳定。
2裂缝的处理
1)当确认裂缝在不降低承载力的情况下,采取表面处理法、充填法、注入法等简易的处理方法:①表面修补法:此法适用于缝较窄,用以恢复构件表面美观和提高耐久性时所采用,常用的是沿混凝土裂缝表面铺设薄膜材料,一般可用环氧类树脂或树脂浸渍玻璃布。施工时先将混凝土表面用钢丝刷打毛,清水洗净并干燥,将混凝土表面气孔由油灰状树脂填平,然后在其上铺设薄膜,如果单纯以防水为目的,也可采用涂刷沥青的方法。②充填法:当裂缝较宽时,可沿裂缝混凝土表面凿成V形或U形槽,使用树脂砂浆材料进行填充,也可使用水泥砂浆或沥青等材料。施工时,先将槽内碎片清除,必要时涂底层结合料,填充后待填充料充分硬化,再用砂轮或抛光机将表面磨光。③注入法:当裂缝宽度较小且较深时,可采用将修补材料注入混凝土内部的修补方法,首先在裂缝处安设注入用管,其他部位用表面处理法封住,使用低粘度环氧树脂注入材料,用电动泵或手动泵注入修补,此法在裂缝宽大于0.2mm时,效果显著。
2)如果梁的裂缝情况影响了梁的承载能力,就应更慎重研讨,分析比较,采用经济高效的方法,达到加固目的,可采用的方法有:①钢箍加固法:此法适合于补强梁内特长箍筋及弯起筋不足,抗剪达不到要求的情况。具体方法是:用扁钢或圆钢制成垂直或斜形的钢箍,两端留有螺纹,套入钢板后用螺母拧紧。亦可采用由两个U形钢箍套上后焊接,然后打入金属楔楔紧,采用钢箍时需在梁上刻槽以防滑。②粘钢加固法:将钢板或型钢用改性环氧树脂粘结剂,粘结到构件混凝土裂缝部位表面,使钢板(或型钢)与混凝土连接成整体共同工作。粘结前,先对钢材表面进行喷砂处理,混凝土表面刷净干燥,粘结层厚度為3mm左右。③梁的三面或四面加做围套法:在梁的刚度、强度或剪力不足且相差较大的情况下,采用梁的三面或四面加大做法,钢筋混凝土围套加固较为适宜。采用四面围套时壁厚应据实际情况而定,一般两侧大于50mm,上下大于100mm为宜,纵向钢筋及箍筋通过计算确定。当梁受到楼面限制时,可采用三面围套,此时两侧混凝土厚度宜大于100mm,纵向钢筋可用Φ25与原梁纵筋焊接固定,施工时在梁两侧板上间隔500mm凿洞以浇筋混凝土,箍筋可用开口箍或穿板封闭箍,并经计算确定配筋数量。④梁的单面加大截面法:单面加大截面法分两种:即上面加高或下面加厚。梁的上面加高适用于梁的支座抗弯强度不足的加固,所加混凝土靠焊在原梁上上部箍筋上的附加箍筋与原混凝土结成整体,上部荷载靠附加纵筋承受。梁的下部加厚,适用于梁跨中抗弯不足加固,当梁截面强度与要求相差不大时,可将梁下加厚80-100mm,配制新的纵筋与原钢筋焊接,做法同三面围套。当梁的截面的下部增加100mm以上,按计算配置纵筋和箍筋。⑤体外预应力加固法:体外预应力加固方法是以高强钢绞线作为补强拉杆,采用千斤顶做纵向张拉,或手工横向张拉,或二者结合的方法来施加预应力的体外预应力加固技术。采用此法加固结构整体性好,施工方便,且不受季节变化影响,节约投资。在实际应用中越来越广泛。
3结束语
鉴于钢筋混凝土梁裂缝的普遍性和复杂性,控制混凝土结构裂缝要从材料的选择、设计和计算、构造、施工和养护等方面密切配合,才能得到很好的效果。应针对裂缝的成因、贯彻“预防为主”的原则、加强设计施工及使用等方面的管理,确保结构安全和避免不必要的损失。一旦产生裂缝,应全面调查分析,查明原因,取得加固依据。在选择处理方法上,应比较论证、综合考虑,以求施工方便、经济高效。
参考文献
[1]景毅.钢筋混凝土结构的裂缝控制.2008.
[2]戴与众.钢筋混凝土梁结构裂缝的原因分析与加固措施探讨.2008.
钢筋混凝土梁裂缝处理 第4篇
1 裂缝成因
混凝土是一抗拉能力很低的脆性材料, 在施工和使用过程中, 材料不合理或气候因素、施工不当、设计和施工错误、地基不均匀沉降或使用不合理等, 极容易产生裂缝。
1.1 材料质量。
混凝土是一种人造混合材料, 其材料质量好坏的一个重要标志是成型后混凝土的均匀性和密实程度。混凝土主要由水泥、砂、骨料、拌和水及外加剂组成。混凝土所采用材料的质量不合格, 可能导致结构出现裂缝[3], 因此, 必须把好材料的质量关, 使工程质量在根本上得到保证, 避“豆腐渣工程”的产生。自从20世纪70年代末 (1978~1979年) 我国混凝土施工工艺产生了巨大的进步-泵送商品混凝土工艺。从过去的干硬性, 低流动性, 现场搅拌混凝土转向集中搅拌, 转向大流动性泵送浇注, 水泥用量增加, 水灰比增加, 砂率增加, 骨料粒径减小, 用水量增加等导致收缩及水化热增加[4]。袁观锡[1]等人也认为钢筋混凝土裂缝产生的原因与选料有直接的关系, 应选用级配良好的骨料, 严格控制砂、石含量, 避免外掺料掺量不合理现象。混凝土的搅拌、运输、浇捣、振实各道工序中的任何缺陷和疏漏, 也是裂缝产生的直接原因。
1.2 施工质量。
由于砼标号偏低、受力钢筋截面偏小、截面尺寸不符合设计等而导致砼梁出现裂缝。由于施工工艺不合理, 施工质量低劣, 可能产生各种形式的裂缝。裂缝出现的部位和走向因产生的原因而异。如:模板支撑下沉、过早拆除底模和支撑、混凝土养护不当致使干燥过快或新、旧混凝土接头处理欠妥等, 产生的裂缝部位有所差别[3]。预制钢砼梁在运输、吊装过程中, 由于支撑不合理、吊点位置不符, 以及较大的振动或冲击荷载, 也会导致钢砼梁出现裂缝。
1.3 工程设计。
工程设计欠周全, 也是引起混凝土梁产生裂缝的一个重要原因之一。钢筋砼梁的截面不够、梁的跨度过大、高度偏小, 或者由于计算错误, 受力钢筋截面偏小、配筋位置不当、节点不合理、结构缝设置不妥等因素, 均容易导致砼梁出现结构裂缝。
1.4 温度变化。
温度裂缝是粗裂缝产生的重要原因, 一般出现在配筋薄弱之处。梁上能够观察到的严重裂缝损害, 很多都是由于温度引起的内应力和约束应力所造成的, 其大小与温差有关, 特别是与昼夜间的温差变化关系最大, 当然温度变化的速度 (如冷却速度) 也是关键。在浇注混凝土时, 由于混凝土内外温差过大, 容易引起较大的温度应力, 当混凝土温度应力超过混凝土抗拉强度时, 混凝土即会开裂;另外, 混凝土在降温收缩时, 由于受约束内部产生拉应力, 当混凝土拉应力超过混凝土拉抗强度时, 混凝土也容易开裂。
1.5 养护方法。
目前在混凝土施工中采用的养护方法基本沿用过去简易的方法, 这种方法已远不适应泵送混凝土的较大温度收缩变形的要求。
1.6 功能改变。
在使用过程中, 改变原来使用功能, 将办公室改为仓库、屋面加层、使用不当、增大梁上荷载等均会出现裂缝。
结构带有轻微裂纹是完全正常的, 结构是安全的, 恐惧是不必要的。
2 裂缝的预防措施
2.1 材料选用。
2.1.1水泥:应选用水化热较低的水泥, 严禁使用安定性不合格的水泥。2.1.2粗骨料:宜用表面粗糙、质地坚硬的石料。要求级配良好、空隙率小、无碱性反应、有害物质及粘土含量不超过规定。2.1.3细骨料:宜用颗粒较粗、空隙较小、含泥量较低的中砂。2.1.4外掺料:宜采用减水剂等外加剂, 以改善混凝土的工作性能, 降低用水量, 减少收缩。
2.2 配料。
2.2.1配合比设计:采用低水灰比、低用水量, 以减少水泥用量。2.2.2配制混凝土时计量要准确, 严格控制水灰比和水泥用量, 搅拌均匀, 离析的混凝土必须重新拌匀后, 方可使用。
2.3 配筋。
2.3.1钢筋品种、规格、数量的改变、代用, 必须考虑对构件抗裂性能的影响。2.3.2钢筋的位置要正确, 严格按图施工, 保护层过大或过小都可能导致混凝土开裂, 钢筋间距过大, 易引起钢筋之间的混凝土开裂。2.3.3对于线管较多、布置复杂的部位应加设抗裂筋。
2.4 模板工程。
2.4.1模板构造要合理, 以防止模板各支撑间的变形不同而导致混凝土裂缝。2.4.2模板和支撑要有足够的刚度, 防止在施工荷载作用下, 模板变形过大造成开裂。2.4.3合理掌握拆模时间, 不宜过早或过晚。
2.5 混凝土浇筑。
2.5.1混凝土浇筑时应防止离析现象, 振捣应均匀、适度, 避免漏振、多振。2.5.2加强混凝土的早期养护, 在气温高、湿度低或风速大的条件下, 更应及早进行浇水养护, 或者在不能保证其充分湿润时, 可采用覆盖保湿材料等方法。
2.6 设计构造。2.6.1建筑平面选型时在满足
使用功能要求的前提下, 力求简单, 平面复杂的建筑物, 容易产生扭曲等附加应力而造成墙体及楼板开裂。2.6.2合理布置纵横墙, 纵墙开洞应尽可能小。2.6.3控制建筑物有长高比, 通过整体刚度的提高, 使其具有一定的调整不均匀沉降的能力。2.6.4合理调整各部分承重结构的受力情况, 使荷载分布均匀, 尽量防止受力过于集中。2.6.5减少地基的不均匀沉降。通过设计手段, 调整地基的不均匀变形。2.6.6适当加强基础的刚度和强度。2.6.7增加建筑物的整体性。2.6.8正确地设置沉降缝。沉降缝位置和缝宽的选定应合适, 构造要合理, 可以和结构缝合并设置。
3 裂缝的处理
目前, 世界各国的规定不完全一致, 但大致相同。如果裂缝超出国家规定, 就应采取一定的方法进行处理。
3.1 表面修补法。
该法适用于缝较窄, 用以恢复构件表面美观和提高耐久性时所采用, 常用的是沿混凝土裂缝表面铺设薄膜材料, 一般可用环氧类树脂或树脂浸渍玻璃布。施工时先将混凝土表面用钢丝刷打毛, 清水洗净干燥, 将混凝土表面气孔由油灰状树脂填平, 然后在其上铺设薄膜, 如果单纯以防水为目的, 也可采用涂刷沥青的方法。
3.2 充填法。
当裂缝较宽时, 可沿裂缝混凝土表面凿成V形或U形槽, 使用树脂砂浆材料进行填充, 也可使用水泥砂浆或沥青等材料。施工时, 先将槽内碎片清除, 必要时涂底层结合料, 填充后待填充料充分硬化, 再用砂轮或抛光机将表面磨光。
3.3 注入法。
当裂缝宽度较小且较深时, 可采用将修补材料注入混凝土内部的修补方法, 首先裂缝处安设注入用管, 其它部位用表面处理法封住, 使用低粘度环氧树脂注入材料, 用电动泵或手动泵注入修补, 此法在裂缝宽大于0.2mm时, 效果较好。
4 结论
鉴于钢筋混凝土梁裂缝的普遍性和复杂性, 控制混凝土结构裂缝要从材料的选择、设计和计算、构造、施工和养护等方面密切配合, 才能得到很好的效果。应针对裂缝的成因、贯彻预防为主的原则、加强设计施工及使用等方面的管理, 确保结构安全和避免不必要的损失。一旦产生裂缝, 应全面调查分析, 查明原因, 取得加固依据, 在选择处理方法上, 应比较论证、综合考虑, 以求施工方便、经济高效。
参考文献
[1]袁观锡.小议钢筋混凝土常见裂缝产生的原因及预防措施[J].施工技术, 2008:60.[1]袁观锡.小议钢筋混凝土常见裂缝产生的原因及预防措施[J].施工技术, 2008:60.
[2]谷继伟, 方传海.钢筋混凝土结构裂缝的预防和控制措施[J].黑龙江科技信息, 2008:228.[2]谷继伟, 方传海.钢筋混凝土结构裂缝的预防和控制措施[J].黑龙江科技信息, 2008:228.
钢筋混凝土梁裂缝处理 第5篇
摘要：随着社会经济的发展，人们的生活水平与生活质量也有了显著的提高，建筑工程虽然在不断增多，但仍然无法满足人们的需求，越来越多的大面积地下室被利用起来，对于裂缝的处理首先要分析其开裂的原因，既不能忽视隐患的存在，也不能对裂缝产生恐惧感，采取科学的态度进行认真的分析和处理，具有重大的经济效益和现实地社会价值。因此，我们将会对无梁楼盖(地下室顶板)裂缝走向进行分析与处理。
关键词：地下室顶板;裂缝的分析与处理;设计
由于使用了现浇地下室底板，房屋的整体性、适用性、耐久性和结构安全性都得到了充分的保证。然后，地下室底板裂缝的问题也时常出现，无梁楼盖结构相对框架梁板结构，减少了结构构件占用的空间，充分利用了净空。无梁楼盖结构在满足建筑功能要求的同时，还能大大降低层高，减少开挖成本，节约建设的费用，因而被现阶段的大型地下室项目广泛采用。
1、关于无梁楼盖(地下室顶板)裂缝的原因分析
1.1地下室顶板(无梁楼盖)结构裂缝产生位置及相关限制
为住户的使用面积做了很好的拓展空间。但是由于地下室顶板属超长、超宽混凝土结构，由此所表露出的裂缝现象就会格外引人注意，而无梁楼盖(地下室顶板)的质量是否过关，将会直接影响建筑物的使用长久性。由于混凝土的抗拉强度远低于其抗压强度，此拉应力大于混凝土的极限杭拉强度时，就会在构件内部出现裂缝。
(1)活荷载为均布荷载且不大于恒荷载的3倍，不考虑活荷载的不利组合。
(2)每个方向至少应有三个连续跨。
(3)任一区格内的长边与短边之比应不大于2。
(4)同一方向上的最大跨度与最小跨度之比应不大于1.2，且两端跨不大于相邻的内跨。
1.2裂缝产生影响较大的因数
一般地下室顶的地面可作为花园、绿地或道路，按照消防要求，这些道路要能承受消防车荷载，由于无梁楼盖结构的等效计算方法在有关书籍上并没有介绍，所以在实际的设计过程出现很多的处理方式。车轮压力扩散以后的最外应力边线之间的距离都大于计算板宽，等效后的活荷载比较保守，因此按等效活荷载可行。提高混凝土的极限拉伸限度。在制作混凝土的过程中，选择良好的粗骨料，严格控制混凝土中的水泥含量，更好地加强砼的振捣，从而能够更好地提高砼的抗拉强度和密实度，以便减小收缩变形情况，从而保证砼的施工质量。另外，在混凝土预制的过程中，要加强砼的早期养护，提高砼早期的弹性模量和抗拉强度。在混凝土浇筑的时候，要采用防水隔热材料覆盖裸露表面，从而减少内外的温差，防止温度应力的出现。在混凝土底板保养过程中，保湿的作用是使尚在混凝土强度发展阶段，保湿能够防止混凝土表面脱水而产生干缩裂缝，另外加强保湿作用也可使水泥的水化热顺利进行，提高混凝土的极限拉伸强度，从而能够更好地防止地下室底板开裂。
1.3裂缝位置的受力分析
无梁楼盖是由楼板、柱和柱帽组成的板柱结构体系，楼面荷载直接由板传给柱及柱下基础。柱上板带可以近似认为是超宽梁。其受力机理为：部分楼面荷载通过柱上板带直接传递给柱，其余部分荷载对柱上板带产生扭矩进行传递，柱上板带视为扭臂，柱上板带又将这些扭矩及弯矩传递给柱，由柱承受竖向荷载及弯矩，最终由柱传递给基础。混凝上采用泵送，要求坍落度大，板的表面积与其体积之比较大，也都是板易开裂的因素。当然已浇筑的其他竖向构件也同样会对顶板的收缩产生侧向约束，只是地下室连续墙的刚度大，浇筑时间早，约束力强。所以说，为了防止底板的开裂，在混凝土中应该掺加适量的膨胀剂，水泥和膨胀剂结合之后机会产生是混凝土产生膨胀，就可以抵抗收缩应力的作用。另外，在混凝土中惨入一定的膨胀剂能够较少水泥的使用数量，降低水化热的现象。这样一来，通过惨加膨胀剂就能够防止混凝土收缩变形而造成的底板裂缝，保证地下室底板的整体寿命。
2、地下室裂缝的处理
2.1优化结构布置
影响结构持久承载力，修补处所用材料及颜料配比与原地面施工时相同。但从裂缝控制分析，车道纵向长度为117m，未设置伸缩缝，纵向分布钢筋配筋率只有φ[email protected]，不足以抵抗因混凝土收缩和温度变化较大而产生的拉应力。楼板及墙体的温度变化趋于一致，不会因此再引起附加的.应力同时，由于地下室板有人防要求，承载力较富余，故对裂缝不必做补强处理。凝土板底采用碳纤维布双向补强加固。碳纤维布加固结构技术是一种新型的结构加固技术，它是利用树脂类粘结材料将碳纤维布粘贴于混凝土表面，以达到对结构及构件加固补强的目的。楼板混凝土在浇筑振捣过程中会产生大量泌水，应采取措施及时排除多余水分，并将表面搓毛和抹压，以利减少混凝土早期裂缝，提高混凝土表面强度。
2.2加强容易出现裂缝地方钢筋的布置
裂缝产生的主要原因是温度和应力综合作用，不是结构性裂缝，对安全构造功能不会重大有影响，以后产生的裂缝不是很重要。无论是按单向板设计还是按双向板设计，是单跨还是多跨连续板设计;无论是板端支承在砖墙上还是支承在过梁或剪力墙内，受力状态考虑都是局限于楼板平面的应力变化(按弯矩配置抵抗正、负弯矩的受力钢筋)、板平面的受剪变形。由于有限元的计算原理所致，对于楼板的有限元划分长度不一样可能会对计算结果产生一定的影响。在实际使用过程中发现软件在柱上板带配筋时未能考虑柱帽的作用，导致局部应力、配筋突变，不符合基本的力学规律。
2.3施工措施来减小裂缝的产生
为减小施工过程中裂缝产生，混凝土板底采用碳纤维布双向补强加固。混凝土失去模板的约束后，由于表面淋水，再有横向受力钢筋的约束，只能沿纵向发展，膨胀剂补偿混凝土的收缩就完全失去了作用，其次淋水养护使板上表面温度急剧降低，加大了温度应力。楼板混凝土浇注完后，为防止水分过快蒸发，形成内外硬化不均和异常收缩引起裂缝，混凝土表面应及时覆盖和浇水养护，尤其在炎热的夏季和大风天气应经常保持混凝土表面湿润。既不能忽视隐患的存在，也不能对裂缝产生恐惧感，采取科学的态度进行认真的分析和处理，具有重大的经济效益和现实地社会价值。也可以采取加强结构构件的刚度或增设除按通常承载力计算所需要结构构件配筋量外的构造配筋。
3、结语
浅谈钢筋混凝土结构裂缝的处理 第6篇
关键词 钢筋 混凝土 结构 裂缝
一、前言
钢筋混凝土结构的裂缝目前分为两类，即荷载作用下出现的裂缝和非荷载作用引起的裂缝。非荷载作用引起的裂缝是指混凝土由于收缩、塌落度过大以及钢筋锈蚀或者温度变化等原因引起的裂缝。这一类裂缝一般可通过采用良好的配合比、合适的配筋、合适的保护层厚度再配以精心的施工来防止。荷载作用下的裂缝一般指构件达到设计强度后，在使用荷载作用下出现的裂缝。对大多数混凝土构件是允许带裂缝工作的，但对某些要求严格的构件是不允许出现裂缝的。我们完全可以根据构件的实际用途，在设计中控制缝的出现和开裂的宽度。
本文所探讨的裂缝不属于上述两种裂缝范围，而是指在混凝土结构尚未达到规定的受荷强度前，由于承载了较大的荷载而引起的裂缝。这种裂缝常常不为人所重视，但对结构却有一定潜在的破坏作用，应该引起我们的注意，特别是现场施工人员更应该加以注意。
二、正常状态下混凝土裂缝的起因与扩展
1.混凝土微裂缝的起因。混凝土混合料在浇灌成型的过程中和在凝结之前，一般要发生不同程度的分层现象。粗大颗粒沉积于下部，多余的水分被挤上升或者凝聚在粗集料的下方形成水膜，致使混凝土的宏观堆聚结构不均匀。混凝土中在粗集料的下方往往还会发生内分层，即粗集料的下方称为充水区域，含水量较大，水分蒸发后则形成孔穴，是混凝土中最薄弱的地方，也是混凝土渗水的主要通道和裂缝的发源地。
在混凝土中起胶结作用的是水泥石，水泥石和集料界面的黏结强度决定了裂缝的出现和发展。水泥石和集料界面的黏结强度，往往是混凝土中的薄弱环节，特别是在粗集料下侧的孔穴部位，尤为薄弱。事实上，在承受荷载作用之前，混凝土中就存在着微裂缝这是由于水泥石的收缩，在集料界面上产生了拉应力和剪应力，如果应力超过了水泥石和集料的粘结强度，则生成细小裂缝。可见，混凝土中微裂缝的存在是由于混凝土材料本身的性质所造成的。
2.混凝土裂缝的扩展和断裂。混凝土裂缝的扩展和断裂都是在荷载作用下进行的。除上述由于混凝土收缩引起的微裂缝以外，在荷载作用下还会产生新的微裂缝，这些裂缝随荷载的增加而发展扩大，直至断裂为止。加荷初期，出现一批微裂缝，随荷载的增加，微裂缝的数目也增加，随着荷载的继续增加，产生裂缝的继续扩展。但是，如果保持应力不变，则裂缝的扩展也停止，这个阶段称为稳定的裂缝扩展阶段。当应力达到一定时（极限强度的70%～90%），在荷载不变的情况下，裂缝的扩展也会自发进行，这个阶段称为不稳定的裂缝扩展阶段。这是不管荷载增加与否，均会导致混凝土的破坏。
混凝土裂缝所处的阶段完全取决于混凝土结构构件的应力与该构件混凝土的极限强度的比值。比值越大，裂缝的危险特征越大。在荷载作用下，混凝土的裂缝，首先发生在水泥石和集料的界面上，最后发生在水泥石或砂基体内与集料颗粒内。
三、提前承受荷载对混凝土结构的危害
在实际工程中，有时为单纯地追求施工进度，浇筑混凝土后，紧接着下一道作业，如在梁上砌筑或者安装楼板等。加之有时为了加速模板的周转，在混凝土构件尚未达到规定的拆模强度提前拆模，特别是对承重构件。这种做法促使了钢筋混凝土构件提前承载荷载的作用。这对于一些重要部位的构件或者承受较大荷载的构件，通常是造成其破坏的原因。
如前所述，混凝土构件裂缝的引发和扩展主要取决于所受应力的大小与混凝土极限强度的比值；另一方面，一定配合比和相同的养护条件下混凝土的强度主要决定于龄期，龄期长则强度高。显然，构件提前进入使用状态，其极限强度必然低于设计的混凝土极限强度。此时，混凝土构件中应力与其极限强度的比值必然增大，这就意味着提前承受荷载将使构件抵抗荷载的能力大为削弱。在任何应力状态下，加荷至极限荷载的40%～60%前，不致发生明显的危险象征；加荷至极限荷载的70%～90%时，在荷载不变的情况下，裂缝也会自行扩展。这样，由于混凝土极限强度降低，必然造成裂缝出现和发展的各阶段的提前进行。这就促成了构件在低应力条件下出现了不该出现的裂缝。尽管混凝土构件强度随龄期延长而增长，但是这些在早期引发的扩展的裂缝却永久地保留在混凝土构件中。这些裂缝在一定程度上削弱了构件的截面抵抗能力，随荷载的增加和长期作用，裂缝还会缓慢的发展。A.A.格雷菲斯的脆性断裂理论认为：在一定应力状态下，混凝土中裂缝达到临界宽度后就处于不稳定状态，他会自行扩展，以致断裂。有些混凝土工程交付使用一阶段后，就出现裂缝，其原因就在于此。
四、结束语
钢筋混凝土梁裂缝处理 第7篇
实践表明, 现浇混凝土构件裂缝是一种具有多元性质的复杂问题, 它涉及到建筑设计、结构形式、结构设计、施工工艺、材料及其组合、地基基础以及周边环境 (包括温度、湿度、风速、气压、化学腐蚀等) , 而且所有这些因素都与时间相关。
1.1 混凝土材料本身原因引起裂缝
目前建筑工程中大量使用的泵送大流态混凝土, 其含砂率由普通混凝土的35%~36%增至42%~45%, 水灰比由0.5增加到0.7, 水泥用量也有所增加, 易使混凝土抗拉强度的离散程度增大, 造成混凝土由于抗拉强度和抗变形 (极限拉伸) 能力不足而出现裂缝。在荷载不大、跨度较小的民用建筑中, 低配筋率的楼、屋面板、墙板采用现浇混凝土结构, 由于混凝土自身收缩加上温差变化引起的附加应力作用, 很难避免裂缝的出现。
近年来预应力混凝土应用范围逐渐推广到更多的结构领域, 如大跨超长、超厚及超静定框架结构, 其混凝土强度等级必须提高至C50。采用高强度混凝土, 由于水泥用量比例的增加, 混凝土收缩应力势必增加, 无形中又增加了裂缝出现概率。如工程中经常出现框架梁柱板所用混凝土设计强度等级不一致, 如揭阳市榕城区体育综合训练馆中梁板混凝土设计强度等级C30, 柱、剪力墙混凝土设计强度等级C40, 施工单位为了施工中更容易控制墙柱的质量, 统一按照C40强度等级进行施工, 而C40混凝土的水泥用量为480kg/m3, 相对于C30混凝土, 单位水泥用量增加约70kg, 这样, 混凝土的收缩将增加0.410-4左右。
1.2 建筑结构设计原因引起裂缝
结构体型、刚度突变及未设置必要的伸缩缝处, 由于该处的应力最集中, 因此当混凝土的收缩应力大于其抗拉强度时, 裂缝便沿此位置发生、发展。如某工程因建筑造型要求, 梁板结构在9~12和C~K轴线处平面发生突变, 截面削弱达50%以上, 而且核心筒角和墙肢集中处刚度非常大, 对现浇板的约束力较强, 核心筒四角和墙肢两端内部应力非常集中。从现浇梁板最初出现裂缝的位置来看, 干缩裂缝首先在核心筒的四角, 之后出现在板的中部, 这是现浇板内部应力最集中、最复杂和最薄弱的部位。由于墙肢和核心筒刚度很大, 水平方向强烈约束作用下, 混凝土的收缩应力大于其抗拉极限强度, 裂缝便沿此位置出现及发展。
设计中没有按构件由于温度收缩变形引起的拉应力进行抗拉强度验算, 抗拉筋设置明显不足, 也是导致现浇混凝土梁板构件裂缝的主要原因之一。如揭阳市工程中出现跨年度施工, 某工程梁是夏季施工, 冬季则产生收缩变形, 接受弯构件验算梁体裂缝宽度, 其最不利情况应是荷载效应与温度效庆产生的弯矩叠加。按《混凝土结构设计规范》受弯构件公式算得最大裂缝宽度Wmax=0.215mm<0.3mm。由于计算过程中得知, 温度变形产生的收缩应力很大 (本例为781kN) , 虽然计算中已考虑了钢筋混凝土构件同砖混结构的协同变形因素, 但由于两者的线膨胀系数不同, 砖混部分还是对构件产生了一定的约束应力。
构造措施欠妥。如 (1) 现浇框架混凝土楼板面施工时, 有些楼板预留一些材料传递的孔洞, 尺寸为400~500mm1000~1200mm, 模板拆除后洞口填补前, 削弱了楼板的荷载能力。 (2) 双向板负筋设置区规范规定L/4, 有资料建议有L/3, 且在板角处设放射筋来加强, 有的角裂缝就在设置区外产生。
1.3 施工工艺及气候环境原因引起裂缝
施工作业时气候变化的影响, 会导致混凝土散失水分过快或混凝土温度变化使收缩过大, 引起表面混凝土干缩裂缝。工程实践表明:天气因素是导致混凝土现浇板出现干缩裂缝的主要因素之一。如某工程现浇板施工时正值该地区冬季最寒冷、干燥的一个时期, 最高气温仅1℃, 当时的最大风速7m/s, 湿度仅有30%~40%, 特别是每天于21时施工完毕后, 混凝土正处于初凝期, 强度尚小, 作业面又没有防风措施, 根据有关资料记载, 当风速为7m/s时, 水分的蒸发速度为无风时的2倍;当相对湿度为30%时, 蒸发速度相对湿度90%时的3倍以上。假如将施工时的风速和湿度影响叠加, 则可推算出此时的混凝土干燥速度为通常条件下的6倍以上。
采用混凝土减水剂后, 施工用水相对减少, 混凝土强度增长较快, 加剧了混凝土水分的蒸发和裂缝的发展。支座处负筋下沉产生裂缝。在施工过程中由于施工工艺不当, 致使支座处负筋下陷, 保护层过大, 固定支座变成塑性铰支座, 使板上部沿梁支座处产生裂缝。
1.4 使用过程中自然因素引起裂缝
这种裂缝, 是冬夏温差引起的混凝土收缩变形以及冬季室内外混差所产生内力效应的影响叠加与荷载效应综合作用的结果。
2 现浇混凝土梁板结构裂缝的预防与控制
钢筋混凝土结构的裂缝是不可避免的, 但其有害程度是可以控制的, 有害与无害的界限由结构使用功能决定。裂缝控制的主要方法是通过设计、施工、材料等方面综合技术措施将裂缝控制在无害范围内。
2.1 混凝土材料对裂缝的预控
在混凝土强度等级一定的条件下, 应根据混凝土级配国家行业标准及当地条件进行优选, 尽可能降低水泥用量, 降低水灰比, 降低含砂率, 严格控制砂的粒径及含泥量, 混凝土用砂应采用中粗砂, 如砂粒过细, 砂的含泥量超过标准, 不仅降低强度, 也易使混凝土产生裂缝, 这是因为粘土泥的膨胀系数大于水泥膨胀系数的缘故。增加细度模数及粗骨料粒径, 在混凝土中掺入适量珠粉煤灰对降低水化热, 提高和易性, 降低碱骨料反应等都有好处。
对于混凝土的强度等级, 尽量在水平结构中, 如梁、板、墙等, 用低强度混凝土C25~C35, 利用后期强度R60。
2.2 建筑结构设计对裂缝的预控
在建筑平面布置上应尽量减少凹凸现象和设置必要的伸缩缝。平面转角过多, 即薄弱部位越多, 这些部位由于应力集中, 往往越是裂缝的多发区。
一般民用建筑的梁板不做抗裂设计, 施工单位在做混凝土配合比的试配过程中, 也多对强度、和易性、是否泵送、早强等方面提出要求 (除非大体积混凝土) , 对施工过程中的温度收缩考虑较少, 当外界数种不利因素同时发生时, 配比方面的潜在影响就暴露出来了, 所以, 对重要建筑物, 无论是否做抗裂设计, 混凝土试配时应考虑这种因素。
对于两端受到转动约束的简支梁, 其约束力矩M可按下式计算:
式中:
E混凝土梁的弹性模量;
I混凝土梁的截面惯性矩;
α混凝土的线膨胀系数;
△T温差;
h混凝土梁的截面高度。
其中ET为梁截面的弯曲刚度, 它不仅随荷载增大而减小, 而且还随荷载作用时间增长而减小, 刚度越大, 约束力矩越大, 这适宜于裂缝出现及扩展阶段的预控。
设计时注意构造配筋十分重要, 目前国内设计对此都不够重视, 对结构抗裂影响很大。合理的构造配筋, 如采用小筋密布的配筋方式, 可以提高混凝土的极限拉伸。可采用齐斯克列里经验公式估算混凝土的极限拉应变εpa:
式中:
ftk混凝土轴心抗拉强度标准值;
P配筋率;
d纵向钢筋的直径。
另外, 对连续多跨现浇混凝土梁板结构不宜采用分离式配筋;孔洞处配加强筋, 混凝土梁的腰部增配构造腰筋, 间距200mm。构造钢筋的直径由8~14mm, 间距100~200mm, 视情况而定。
在建筑物临边板的阳角及阴角配置辐射筋。现浇混凝土梁板结构的四周在设计上都已按要求配置了负筋, 但针对绝大多数裂缝产生于现浇板角这一现象, 在板角四周增设辐射筋, 使产生裂缝的应力作用方向与辐射筋相一致, 能有效地抑制裂缝, 此外配筋较多时, 相对来说也能明显改善裂缝的产生或扩展, 根据裂缝距板角的距离, 辐射筋长度宜为1500mm左右。
2.3 施工工艺对裂缝的预控
施工单位应在混凝土浇注前做好详细的混凝土浇灌施工组织设计。振捣密实, 加强对混凝土的养护, 尤其是在高温下施工, 更应注意。这样既能保证混凝土强度, 又能降低由于混凝土收缩应力, 减少温度产生的裂缝, 从而有效控制裂缝。保温保湿养护时间应当不低于半个月, 重大工程应不低于1个月。同时, 对水泥砂浆地面, 也要严格按施工顺序操作, 并加强养护, 经常使地面处于湿润状态, 也能有效地抑制地面裂缝的产生。
在高层建筑的施工中, 混凝土墙、柱的设计强度较高, 梁、板的设计强度相对较低, 施工单位为了施工方便, 大多把梁、板的混凝土等级提高到与墙、柱相同, 无形中提高了混凝土收缩应力, 而楼板面又较薄, 与空气的接触面较大, 更容易产生收缩。因此, 在条件许可的情况下, 施工单位尽量不要随意改变混凝土强度等级。
注意后浇带的施工问题。大面积现浇混凝土梁板结构后浇带施工易出现两个问题:一是后浇带构造不良, 清理垃圾困难;二是后浇带填充封闭过早, 起不到后浇带作用, 从而变成后期裂缝的隐患。因此, 对于后浇带混凝土宜采用信息化施工, 利用必要的检测手段跟踪测试, 控制养护条件。
严格控制板面负筋的保护层厚度。现浇混凝土梁板结构负筋一般放置在支座梁钢筋上面, 与梁筋绑扎在一起, 另外, 采用铁架子或混凝土垫块等措施来固定负筋的位置, 保证在施工过程中板面钢筋不再下沉, 从而可有效地控制保护层, 避免支座处因负筋下沉, 保护层厚度变大而产生裂缝, 板的保护层厚不应大于15mm。
3 现浇混凝土梁板结构裂缝的一般处理措施
3.1 表面处理法
包括表面涂抹和表面贴补法。表面涂抹的适用范围是:浆材难以灌入的细而浅的裂缝;深度未达到钢筋表面的发丝裂缝;不漏水的裂缝;不伸缩的裂缝以及不再活动的裂缝。表面贴补 (土工膜或其他防水片) 法适用于大面积漏水 (蜂窝麻面等或不易确定具体漏水位置、变形缝) 的防渗堵漏。
3.2 填充法
用修补材料直接填充裂缝, 一般用来修补较宽的裂缝 (>0.3mm) , 其作业简单, 费用低。对宽度小于0.3mm深度较浅的裂缝或是裂缝中有充填物、用灌浆法很难达到效果的裂缝以及小规模裂缝的简易处理, 可采取开V型槽, 然后作填充处理。
3.3 灌浆法
此法应用范围广, 从细微裂缝到大裂缝均可适用, 处理效果好。
3.4 结构补强法
因超荷载产生的裂缝、裂缝长时间不处理导致的混凝土耐久性降低、火灾造成的裂缝等影响结构强度的可采取结构补强法。包括断面补强法、锚固补强法、预应力法等。
3.5 对0.3mm裂缝的修补方法
参照日本混凝土工程协会制定的《混凝土工程裂缝调查及补强加固规程》4.2.3条款之规定, 小于0.3mm的裂缝无须修补。但考虑到工程的重要性和业主对此问题的重视程度, 同时也为了防止钢筋锈蚀而影响耐久性, 本着预防为主的原则, 可按照需要修补的规定进行修补。而对于地下室外墙, 由于有抗渗要求, 则必须予以修补。凡是肉眼可见、长度在800mm以上, 或缝宽大于0.08mm的楼板裂缝均予以修补。修补方法为楼板基底用钢丝刷清理干净后, 用低黏度改性环氧树脂沿缝涂抹, 宽度约100mm, 自然干燥后尽快粉刷封闭。地下室外墙内侧采用上述办法, 外侧沿缝涂防水油膏一道 (宽约300mm) , 再做氯化聚乙烯橡胶共混防水卷材一道 (厚1.5mm, 宽1000mm) , 经检查合格后, 必须尽快回填。
4 结论
通过以上对大量工程实践和统计资料的分析研究得知, 引起现浇混凝土梁板结构裂缝的主要原因有混凝土材料本身的原因;建筑结构设计的原因;施工工艺与天气环境的原因;使用过程中自然因素的原因等。
钢筋混凝土结构的裂缝是不可避免的, 但其有害程度是可以控制的。现浇混凝土梁板结构裂缝预控的主要方法与措施是通过设计、施工、材料等方面综合技术措施将裂缝控制在无害范围内。对已出现的结构裂缝则应根据裂缝的大小、性质、现场环境和用途, 运用综合经验方法进行有效处理, 使裂缝对于结构的功能影响降至最低。
摘要：现浇混凝土梁板结构的裂缝问题一直是影响工程质量的主要问题。随着现浇混凝土梁板结构取代装配式混凝土梁板结构被广泛应用, 现浇混凝土梁板结构裂缝的分析与质量预控显得越来越重要, 本文在揭阳市榕城区体育综合训练馆的实践基础上, 结合对现浇混凝土梁板结构的常用有效构造措施进行分析, 提出了切实可行的裂缝处理方法和措施。
关键词：混凝土梁板结构,结构裂缝,结构补强,处理措施
参考文献
[1]混凝土结构设计规范 (GB50010-2002) .北京, 中国建筑工业出版社, 2002
[2]高层建筑混凝土结构技术规程 (JGJ3-2002) ;北京, 中国建筑工业出版社, 2002
[3]李国胜.建筑结构裂缝及加固疑难问题的处理-附实例.中国建筑工业出版社, 2006
钢筋混凝土梁裂缝处理 第8篇
关键词：混凝土结构,梁,裂缝,处理建议
1 概述
一般来讲，由于混凝土的抗拉强度较低，在使用荷载作用下，钢筋混凝土构件是带裂缝工作的。我国现行《混凝土结构设计规范》规定，裂缝通常允许宽度是0.2 mm～0.4 mm。如处在室内正常环境中时，一般钢筋混凝土构件的裂缝不应超过0.3 mm;钢筋混凝土屋面梁和托梁，其最大裂缝宽度不应超过0.3 mm;对处于年平均湿度小于60%的地区，其最大裂缝宽度不应超过0.4 mm。
混凝土结构的裂缝是建筑工程中难以避免的问题。裂缝所带来的危害，因结构物使用、功能和环境的差异而不同。对处于有侵蚀性介质或高湿度环境中的构件，过宽的裂缝会引起混凝土结构中钢筋的锈蚀，影响结构的耐久性;对于一些构件，过宽的裂缝有损结构的美观，造成使用者的不安全感;同时，裂缝也会导致钢筋混凝土结构刚度的减小。因此，对于结构上存在的裂缝，必须正确分析其出现的原因并妥善处理。
当裂缝对结构受力影响不大时，为了满足美观和使用要求，防止钢筋锈蚀，减少渗漏、提高构件的耐久性等，可采用表面处理法、压力灌浆法等进行修补。
2 工程概况
某新建建筑物，为地下1层，地上13层的办公楼，结构类型为框架—剪力墙结构，于上一年底封顶，次年春节开工。开工后，该楼部分楼层的框架梁及次梁被发现存在裂缝。
3 检测情况
为了科学的分析裂缝出现的原因，确保结构的安全，对该楼存在裂缝的梁的混凝土强度、梁的挠度及梁体上的裂缝进行了检测。
1)检测时，工作人员采用TS-160混凝土钻孔机，在该楼的部分次梁上钻取了混凝土芯样，芯样直径为100 mm，混凝土芯样在试验室内加工成高径比为1∶1的标准试件，自然干燥后，依据《钻芯法检测混凝土强度技术规程》对混凝土芯样进行现龄期抗压强度试验，检测结果表明，本次所取混凝土芯样的现龄期抗压强度均达到设计要求的混凝土抗压强度。
2)在该楼裂缝数量较多或裂缝较宽且具备测量条件的梁，进行了梁挠度测量，测量结果表明，所测梁的跨中挠度均未超过《混凝土结构设计规范》所要求的挠度限值。
3)裂缝主要表现为两类，一类裂缝为竖向裂缝，裂缝主要出现在梁的中部，形态表现为中间较宽，逐渐向两端收敛，呈枣核形，裂缝最宽处约0.26 mm，裂缝主要出现在次梁上;另一类裂缝为斜向裂缝，该类裂缝主要出现在框架主梁上，且以边跨主梁居多，斜裂缝在梁体上表现为“正八字形”，裂缝最宽处约0.26 mm，梁体上同时有轻微的龟裂现象。
4 裂缝原因分析
梁体中部的竖向裂缝为收缩裂缝，裂缝主要是由于混凝土材料因自身体积收缩而形成的裂缝。混凝土是一种具有凝缩特性的建筑材料，通常混凝土在凝结硬化过程中会发生体积收缩。对于框架结构来说，由于受梁端支座的约束作用，梁在发生凝缩时，会在其内部产生拉应力，但混凝土材料的极限抗拉强度较低，当梁内部产生的拉应力大于混凝土的极限抗拉强度时，就会造成混凝土梁开裂。裂缝一般出现在梁的中部，或者构件截面薄弱的部位(例如在设有箍筋的截面，箍筋的存在削弱了构件的截面)，由于受到梁顶部板的约束和梁底部配筋的约束，裂缝表现为中间较宽，向两端收敛的竖向裂缝。由于次梁上的配筋比主梁上的配筋相对较少，次梁上钢筋对混凝土收缩的约束较主梁上钢筋对混凝土收缩的约束差，故此类裂缝表现为次梁上的裂缝较主梁上的裂缝多。此类裂缝对构件的承载力无影响。
梁体的斜裂缝主要为构件自重和混凝土干缩共同作用产生的裂缝。试验表明，混凝土构件内力不到30%极限荷载时，便会出现裂缝，裂缝宽度在0.05 mm～0.1 mm左右。许多工程的梁式结构等仅在结构构件自重静载的作用下才会出现受拉区开裂或剪力区主拉应力裂缝，这种裂缝对结构的极限承载力没有影响，结构构件还可承受70%～80%的极限荷载;同时，存在裂缝的楼层是在上一年的7月～8月间施工，当地气温较高且空气干燥，水分蒸发较快，当构件表面失水较快时，构件表面就会出现不规则的干缩裂缝。在结构自重的作用下，主梁梁端承受的剪力较大，且由于边跨梁体失水较快，边跨梁体干缩较严重，故裂缝在部分主梁梁端会表现为斜裂缝。且由于混凝土材料自身的收缩，加速了裂缝的形成。这种裂缝对结构构件的承载力没有影响。
抽检的混凝土芯样抗压强度满足设计要求，表明了现有的梁裂缝与混凝土材料强度无关;所测梁的挠度未超过《混凝土结构设计规范》所要求的挠度限值，且裂缝的最大宽度仅为0.26 mm，对结构的安全无影响。
5 结语
1)该混凝土梁体上的竖向裂缝为收缩裂缝，主要是由于混凝土材料因自身体积收缩而形成的裂缝;梁体上的斜裂缝为构件自重和混凝土干缩共同作用产生的裂缝。
2)该混凝土梁体上裂缝的最大宽度仅为0.26 mm，对结构的安全无影响，建议在进行后续施工时，对裂缝进行封闭处理。
参考文献
[1]王铁梦.工程结构裂缝控制[M].北京:中国建筑工业出版社,1997.
[2]袁广林.建筑工程事故诊断与分析[M].北京:中国建材工业出版社,2007.
钢筋混凝土梁裂缝的防治 第9篇
钢筋混凝土梁在外荷载的直接应力和次应力的作用下, 引起结构变形而裂缝。构件在使用过程中受年温差的长期作用, 当温差的胀缩应力大于构件极限抗拉强度时就会裂缝。构件裂缝的因素是多方面的, 包括结构设计、地基沉降差异、施工质量、材料质量、环境影响等, 无论何种原因产生的裂缝, 都会给建筑物肢体结构带来影响。
2 裂缝成因
钢筋砼梁出现裂缝的原因很复杂, 主要有材料或气候因素、施工不当、设计和施工错误、改变使用功能或使用不合理等, 通常可归纳为以下几种:
2.1 混凝土尚处于未完全硬化状态时, 如干燥过快, 则产生收缩裂缝, 通常发生在表面上, 裂缝不规则, 宽度小。
2.2 温变裂缝。
水泥在硬化期间, 砼表面与内部温差较大, 导致砼表面急剧的温度变化而产生较大的降温收缩, 受到内部砼的约束, 而出现裂缝。
2.3 设计欠周全。
如钢筋砼梁的截面不够、梁的跨度过大、高度偏小, 或者由于计算错误, 受力钢筋截面偏小、配筋位置不当、节点不合理等, 都会导致砼梁出现结构裂缝。
2.4 施工质量造成的裂缝。
由于砼标号偏低、受力钢筋截面偏小、截面尺寸不符合设计等而导致砼梁出现裂缝;由于施工不当、模板支撑下沉, 或过早拆除底模和支撑等形成的裂缝;施工控制不严, 在梁上超载堆荷, 而导致出现裂缝。
2.5 预制钢砼梁在运输、吊装过程中, 由于支撑不合理、吊点位置不符以及较大的振动或冲击荷载, 也会导致钢砼梁出现裂缝。
2.6 在使用过程中, 改变原来使用功能, 将办公室改为仓库、屋面加层、使用不当、增大梁上荷载等均会出现裂缝。
3 混凝土裂缝发生的控制措施
根据裂缝的成因情况, 可将裂缝分为两种类型:一类是由于材料、气候等造成的一般塑性收缩裂缝、干缩裂缝等。这类裂缝一般对承载力影响较小, 可作一般处理或不处理;另一类裂缝明显影响了梁的承载能力, 随着裂缝的扩展和延伸, 钢筋达到屈服强度, 受压区砼应变量增大, 梁刚度大大降低, 构件趋向破坏。此类裂缝必须及早采取加固补强, 以满足结构安全需要。对于裂缝的处理, 首先要重视对裂缝的调查分析, 确定裂缝的种类、程度、危害及加固的依据。调查可从裂缝宽度、长度、是否贯通、是否达到弹性极限应力的位置、有无潮气或漏水、工程地点环境以及施工图纸设计情况等多处入手, 分析裂缝产生的本质原因, 以采取相应的措施。混凝土裂缝发生与组成混凝土的水泥、净砂、石子、掺加剂等原材料有关, 也与浇筑后混凝土的保温保湿的养护措施有关。
3.1 原材料的质量控制
3.1.1 水泥:
在混凝土路面及大体积混凝土施工中, 水化热引起的温升较高, 降温幅度大, 容易引起温度裂缝。为此, 在施工中应选用水化热较低的水泥, 尽量降低单位水泥使用量。
3.1.2 粗骨料:
在钢筋混凝土施工中, 粗骨料的最大尺寸与结构物的配筋、混凝土的浇灌工艺有关, 增大骨料粒径可减少用水量, 混凝土的收缩和泌水随之减少, 但骨料粒径增大容易引起混凝土的离析, 因此, 必须调整好级配设计, 并在施工中加强振捣。
对于粒径5~40mm的石子, 要求针片状少, 超规少, 颗粒级配符合筛分曲线要求, 这样可避免堵泵, 减少砂率、水泥用量, 提高混凝土强度。试验结果表明:采用粒径5-40mm石子比采用粒径5~25mm石子每立方米混凝土减少用水量l5kg左右:在相同水灰比情况下, 每立方米混凝土水泥用量减少20kg左右 (水灰比0.709) , 同时降低了混凝土的温升;当粒径5Omm石子满足筛分曲线要求时, 其砂率控制在42%左右即可满足泵送要求。
3.1.3 细骨料:采用中粗砂比采用细砂每立方米混凝土减少用水量20kg左右, 水泥相应减少28kg左右, 从而降低混凝土的干缩。
3.1.4 砂石料的含泥量控制:砂石含泥量超标, 不仅增加混凝土
的干缩, 同时降低了混凝土的抗拉强度, 对混凝土的抗裂十分不利, 因此, 在路面混凝土及大体积混凝土施工中, 石子含泥量应
3.1.5 掺加块石:
在大体积混凝土基础施工中, 掺加无裂缝的、冲洗干净、规格为l50~250mm的坚固大石块, 不仅可减少混凝土的总用量, 又可减少单位水泥用量, 从而降低水化热。同时, 石块本身也吸收热量, 使水化热进一步降低, 对控制裂缝有利。如在滨河路防洪堤施工中, 基础混凝土掺入l5%的块石, 使得基础混凝土裂缝出现极少。
3.2 混凝土配合比的选定
混凝土原料的配合比应根据工程的要求, 如防水、防渗、防气、防射线等进行认真分析, 选择最优方案。混凝土的水灰比应在满足强度要求及泵送工艺要求条件下尽可能降低。
3.2.1 掺合料:
混凝土中掺入粉煤灰不仅能替代部分水泥, 而且粉煤灰颗粒成球状, 可起润滑作用, 能改善混凝土的工作性和可泵性, 且可明显降低混凝土水化热。
3.2.2 外加剂:
为了满足送到现场的混凝土具有l1~l3cm坍落度, 若只增加水泥使用量, 则会加剧混凝土干燥收缩, 明显增大混凝土水化热, 易引起开裂。因此, 除了调整级配外, 可掺入适量的减水剂。
3.3 利用混凝土的后期强度
对于大体积混凝土可以利用后期强度, 如60d、90d、120d强度, 即允许工程在60d、90d或120d达到设计强度, 这样可以减少水泥用量, 减少水化热和收缩, 从而减少裂缝。
3.4 混凝土的浇灌振捣技术
混凝土的浇灌振捣技术对混凝土密实度很重要, 最宜振捣时间为10~30s。泵送流态混凝土同样需要振捣, 大体积混凝土在浇灌振捣中会产生大量的泌水, 应及时排除, 有利于提高混凝土质量和混凝土抗裂性。
3.5 大体积混凝土施工过程中的温度控制
大体积混凝土施工过程中为了减少混凝土的内外温差, 一方面应尽可能减少入模温度, 另一方面应采取保温养护, 以减少内外温差。浇筑体的混凝土缓慢降温是重要环节, 越慢越好, 为混凝土创造充分应力松弛的条件, 与此同时还要在养护中使混凝土保持良好的潮湿状态, 这对增加混凝土强度和减少收缩是十分有利的。
3.6 混凝土的拆模时间
混凝土的拆模时间可根据工程部位具体情况 (工序要求、施工荷载状况) 确定, 应尽可能地多养护一段时间。拆模后混凝土表面的温度下降幅度不应>15℃。拆模时混凝土的现场试块等级最低不宜低于C5。
3.7 混凝土基础工程拆模后及时回填土
及时回填土是控制早期、中期开裂的有力措施。土是混凝土养护的最佳介质, 施工经验表明, 迟迟不回填土的暴露工程裂缝最多。
4 结束语
混凝土梁产生的裂缝的原因很多, 分析也比较复杂, 以上仅是对混凝土梁裂缝的原因进行了初步分析, 在现场施工中要根据不同的情况, 不同的施工方法, 有效的控制混凝土梁的裂缝的产生, 以预防为主, 避免混凝土梁裂缝影响结构使用。
摘要：钢筋混凝土梁是目前多种形式的工业与民用建筑中最常用的构件, 在实际施工及使用中出现裂缝的形式也最多最常见。本文分析了钢筋混凝土梁裂缝的产生原因, 并提出了相应的防治措施。
关键词：钢筋混凝土梁,裂缝,受拉区
参考文献
[1]混凝土结构设计规范GB50010-2002, 中国建筑工业出版社, 2002.3.[1]混凝土结构设计规范GB50010-2002, 中国建筑工业出版社, 2002.3.
钢筋混凝土梁裂缝处理 第10篇
钢筋混凝土在荷载作用下的开裂问题在20世纪30年代就已经开始了研究,而到了60年代,高强钢筋(屈服强度达到400 MPa以上)的推广运用,使得混凝土裂缝问题的研究得到进一步的发展。由于在正常使用状态下,裂缝和挠度是主要控制对象[1],就此问题,国内外许多学者对于配置高强钢筋的混凝土梁的裂缝问题进行了试验研究。本文对国内外配置高强钢筋混凝土梁裂缝的研究进行了总结,并给出了例子比较了几个国家关于最大裂缝宽度计算公式的差异,以求对高强钢筋对裂缝的影响有进一步的了解。
1 国外配置高强钢筋的混凝土梁裂缝试验研究进展
在20世纪60年代,为了使高强螺纹钢能运用于工程,PCA研究与发展试验室发起了开放性试验室研究,题为“High Strength Bars as Concrete Reinforcement”,研究分4个方向:静态强度特性、弯曲裂缝控制、变形控制、螺纹钢疲劳特性[2]。1962年,Hognestad[2]研究了钢筋直径、钢筋类型、梁宽、梁高和混凝土保护层对梁侧边和底边裂缝的影响,认为高强钢筋能够运用于工程实际,裂缝宽度可以按照CEB公式进行计算。1963年,Kaar and Mattock研究了在高架桥中广泛使用的混凝土梁在受到静态和动态荷载下的弯曲和剪切裂缝,这个研究使裂缝控制从单一的矩形截面扩展到大梁和板截面,他们在试验的基础上提出了两个新的公式,尽管这两个公式没有直接涉及到梁受拉面的裂缝问题,但是它证实了裂缝宽度主要是一个关于钢筋应力以及在每根受拉钢筋所包围的混凝土区域的函数。后来,Karr and Hognestad进一步集中研究了T形截面受到负弯矩作用下受拉面的弯曲裂缝的控制问题,试验数据表明他们提出的裂缝控制原则也适用于T形截面在受拉侧翼缘处的裂缝控制。
1968年,Gergely and Lutz通过对梁侧面和底面的许多裂缝的统计分析,提出了新的公式,该公式里包含许多几何参数(钢筋应力和应变等),他们认为影响裂缝宽度的因素为:钢筋应力、混凝土保护层厚度、钢筋周围混凝土的面积、钢筋直径。其中钢筋应力是最主要因素。
进入七八十年代,英国水泥与混凝土协会的Beeby扩展了Ferry-Borges的成果,他用混合关系来定义纵向钢筋之间的裂缝宽度。后来他的成果被简化并归入到英国设计规范CP110中,该裂缝宽度计算公式在1985年被纳入到BS 8110-85。从此,不管是美国还是欧洲,能否准确地预测裂缝宽度,在很大程度上依赖于能否准确地估计钢筋平均应变。Rizkalla and Hwang在使用Beeby的通用表达式的修正公式计算构件中钢筋平均应变时,通过试验,发现英国规范和EC 2-91都低估了钢筋平均应变,从而也使得裂缝宽度计算值偏小,更加确定了钢筋平均应变的重要性。
到了90年代,研究人员着重研究了保护层对裂缝的影响。Makhlouf and Malhas,M.M.Hanna and A.M.Faris等通过试验(保护层30 mm～60 mm),发现ACI 318-89和BS 8110-85都高估了最大裂缝宽度对于混凝土保护层的敏感性,并建议需要做些特别的研究,从而可以修正混凝土保护层对最大裂缝宽度的影响。
经过了几十年的研究,许多国家都已经有了自己控制裂缝的标准。例如,美国自从1999年后,ACI 318规范提出了限制钢筋间距来控制裂缝宽度,它是基于美国学者Frosch提出的裂缝计算公式经处理后得到的。澳大利亚规范AS 3600-2001通过规定开裂截面的最大容许钢筋应力来控制裂缝宽度。欧洲规范Eurocade 2计算裂缝宽度的基本思路为根据相邻裂缝间的钢筋和混凝土平均应变之差与最大裂缝间距来确定最大裂缝宽度。
2 国内配置高强钢筋的混凝土梁裂缝试验研究进展
早期国内的学者都致力于普通强度的钢筋混凝土梁的裂缝研究,对于配置高强钢筋的混凝土梁的裂缝研究是到了20世纪90年代才开始起步,为了加快高强钢筋运用于实际工程的步伐,东南大学、石家庄铁道学院、天津大学、同济大学等单位[3,4,5,6,7,8,9,10]先后进行了试验研究。试验均采用三分点加载方式,钢筋强度集中在400 MPa和500 MPa,混凝土强度则采用C30～C70。试验发现,当混凝土强度较高时,配置了高强钢筋的混凝土梁,不仅可以大幅度提高承载力,而且能够较好地满足正常使用状态的裂缝宽度要求[3,4]。可是在混凝土强度比较低的情况下,虽然构件的承载力提高了,但是却无法满足最大裂缝宽度的要求[9,10],不过如果配置了表层钢筋,就能够有效的限制裂缝的发展,从而梁在正常使用阶段能够满足裂缝宽度限值要求[9]。另外还研究了高强钢筋混凝土梁在疲劳荷载作用下的裂缝试验及高强钢筋混凝土梁剪跨段斜裂缝的试验,并提出了一些相应的计算公式[3,4,5,6,7,8]。
我国现行的混凝土结构设计规范(GB 50010-2002)中关于裂缝宽度的计算公式还是在根据配置普通钢筋混凝土梁的试验基础上所得,没有考虑高强钢筋的影响。
3 最大计算裂缝宽度在不同规范中的比较
现设有一办公楼,楼板为单向板结构,单向板尺寸为6 m×2 m,板厚120 mm,梁为250 mm×500 mm,梁长6 m,保护层厚度为30 mm,混凝土强度C30,钢筋采用500 MPa高强钢筋,具体参数取值如下:中国:fck=20.1 N/mm2,ftk=2.01 N/mm2,fyk=500 N/mm2;美国:fc′=23.7 N/mm2,ftk=2.01 N/mm2,fyk=500 N/mm2;英国:fck=25 N/mm2,ftk=1.8 N/mm2,fyk=500 N/mm2。计算所采用的规范为GB 50010-2002[1],美国的frosch公式和英国规范BS EN1992-1-1∶2004。
首先根据极限承载力来计算配筋,我国计算钢筋面积为336 mm2(配216),美国为899 mm2(配2#8,相当于225),英国为491 mm2(配220)。在这种配筋下根据各国规范计算得到的短期最大裂缝宽度分别为:中国0.318 mm,美国0.156 mm,英国0.113 mm。
我国规范的计算值明显大于其他国家,试分析原因如下:由于各国规范的荷载组合的分项系数不同(我国建筑结构设计规范规定活荷载与恒载的分项系数分别为1.4和1.2,美国为1.7和1.4,英国为1.6和1.4),以及活载取值各国也不一样(我国2.0 kN/m2,美国2.4 kN/m2,英国2.5 kN/m2),还有材料分项系数也都不一样(我国混凝土和钢筋的系数分别为1.4和1.12,美国对于弯曲采用承载能力降低系数,取0.9,英国混凝土和钢筋的系数分别为1.5和1.15),使得按照承载力计算所需的钢筋量各不相同,其中美国需要的钢筋量最多,英国次之,我国的最少。在这种配筋下,我国计算所得的钢筋应力是美国的近2倍,而影响裂缝宽度的最大因素就是钢筋应力,这样必然会导致我国规范计算值大于其他国家的计算值。而如果考虑长期荷载作用的话,我国的还要乘以一个增大系数1.5,这样最大裂缝宽度为0.477 mm;美国frosch公式不考虑长期荷载的作用;英国考虑长期荷载作用的话,最大裂缝宽度则变为0.134 mm。所以荷载分项系数和荷载取值的不同直接导致各国裂缝宽度的差异,而我国考虑长期荷载作用的增大系数又比较大,使得这个差异变得更大。
4 结语
高强钢筋在国外已经成功运用了几十年,而国内虽然也进行了十多年的研究,但是500 MPa高强钢筋尚未普遍运用于工程,通过本文算例可以看出:首先是我国的承载力安全度较低,体现为荷载分项系数和荷载取值都比较小,这样产生的结果就是配筋会比英国和美国的小,最大裂缝宽度自然就会比较大,从而就会较难通过规范限制的要求。其次就是英国和美国在普通环境下所允许的最大裂缝宽度限值为0.4 mm,而我国的却只有0.3 mm,这也使得通过我国规范限值要比国外困难些。最后就是在考虑长期荷载作用的时候,我国采用1.5的增大系数,美国就不考虑长期荷载的作用,而英国则是从粘结应力损失的角度考虑这种影响,这样就使得我国计算的最大裂缝宽度与英国和美国的差异进一步扩大。
混凝土裂缝的成因及预防与裂缝处理 第11篇
关键词：混凝土；裂缝；预防；处理
中图分类号：TU755文献标识码：A 文章编号：1000-8136(2010)15-0064-02
混凝土是一种由砂石骨料、水泥、水及其他外加材料混合而形成的非均质脆性材料。由于混凝土施工和本身变形等一系列问题，硬化成型的混凝土中存在着众多的微孔隙和微裂缝，微裂缝通常是一种无害裂缝。对混凝土的承重、防渗及其他一些使用功能不产生危害。
混凝土建筑通常都是带缝丁作的，由于裂缝的存在通常会使内部的钢筋等材料产生腐蚀，降低钢筋混凝土材料的承载能力、耐久性，影响建筑物的外观、使用寿命，严重者将会威胁到人们的生命和财产安全。要采取有效的措施将其危害程度控制在一定的范围之内。钢筋混凝土规范也明确规定：不同条件下，允许存在一定宽度的裂缝。但在施工中应尽量采取有效措施控制裂缝产生，尤其要尽量避免有害裂缝的出现，从而确保工程质量。
1裂缝产生的原因
1.1 混凝土水灰比、塌落度过大，或使用过量粉砂
混凝土强度值对水灰比的变化十分敏感，基本上是水和水泥计量变动对强度影响的叠加。因此，水、水泥、外掺混合材料、外加剂溶液的计量偏差，将直接影响混凝土的强度。而采用含泥量大的粉砂配制的混凝土收缩大，抗拉强度低，容易因塑性收縮而产生裂缝。
1.2 混凝土施工中过分振捣，模板、垫层过于干燥
混凝土浇筑振捣后，粗骨料沉落挤出水分、空气，表面呈现泌水而形成竖向体积缩小沉落，造成表面砂浆层，它比下层混凝土有较大的干缩性能，待水分蒸发后。易形成凝缩裂缝。而模板、垫层在浇筑混凝土之间洒水不够，过于干燥，则模板吸水量大，引起混凝土的塑性收缩。产生裂缝。
1.3钢筋工程施工的影响
现代住宅因其智能化及消费者要求的提高，管线的暗埋较常见。但由于管线过多，使钢筋与混凝土的粘结度降低，从而造成现浇楼板在混凝土成型后应力不均，呈现一些细小的不规则裂缝。
1.4模板工程施工的影响
有的施工单位片面追求高利润降低成本，配备模板套数不足而造成过早拆模，导致混凝土强度未达到拆模要求或因模板支撑系统不牢，楼面荷载影响造成楼面超值挠曲，也可能造成板中通长裂缝。
1.5养护工程不到位
在养护期内，混凝土强度未达到要求就进行下道工序的施工；尤其是重物冲撞，容易使板面出现不规则裂缝。而养护不当也是造成现浇混凝土板裂缝的主要原因。
2 混凝土工程中常见裂缝及预防
2.1干缩裂缝及预防
干缩裂缝的产生主要是由于混凝土内外水分蒸发程度不同而导致变形不同的结果：混凝土受外部条件的影响，表面水分损失过快，变形较大，内部湿度变化较小变形较小，较大的表面干缩变形受到混凝土内部约束，产生较大拉应力而产生裂缝。相对湿度越低，水泥浆体干缩越大，干缩裂缝越易产生。干缩裂缝通常会影响混凝土的抗渗性，引起钢筋的锈蚀影响混凝土的耐久性。
主要预防措施：①选用收缩量较小的水泥，一般采用中低热水泥和粉煤灰水泥，降低水泥的用量；②混凝土的干缩受水灰比的影响较大。水灰比越大，干缩越大，因此要尽量控制好水灰比的选用，同时掺加合适的减水剂；③严格控制混凝土搅拌和施工中的配合比；④加强混凝土的早期养护，并适当延长混凝土的养护时间；⑤在混凝土结构中设置合适的收缩缝。
2.2 塑性收缩裂缝及预防
塑性收缩是指混凝土在凝结之前，表面因失水较快而产生的收缩。塑性收缩裂缝一般在干热或大风天气出现，裂缝多呈中间宽、两端细且长短不一，互不连贯状态。混凝土在终凝前几乎没有强度或强度很小，或者混凝土刚刚终凝而强度很小时，受高温或较大风力的影响，混凝土表面失水过快，造成毛细管中产生较大的负压而使混凝土体积急剧收缩，而此时混凝土的强度又无法抵抗其本身收缩，因此产生龟裂。
主要预防措施：①选用干缩值较小早期强度较高的硅酸盐或普通硅酸盐水泥；②严格控制水灰比，掺加高效减水剂来增加混凝土的坍落度和和易性，减少水泥及水的用量；③浇筑混凝土之前，将基层和模板浇水均匀湿透；④及时覆盖塑料薄膜或者潮湿的草垫、麻片等，保持混凝土终凝前表面湿润，或者在混凝土表面喷洒养护剂等进行养护；⑤在高温和大风天气要设置遮阳和挡风设施，及时养护。
2.3沉陷裂缝及预防
沉陷裂缝的产生是由于结构地基土质不匀、松软或回填土不实或浸水而造成不均匀沉降所致；或者因为模板刚度不足，模板支撑间距过大或支撑底部松动等导致，特别是在冬季，模板支撑在冻土上，冻土化冻后产生不均匀沉降，致使混凝土结构产生裂缝。裂缝宽度往往与沉降量成正比关系。裂缝宽度受温度变化的影响较小。地基变形稳定之后，沉陷裂缝也基本趋于稳定。
主要预防措施：①对松软土、回填土地基在上部结构施工前应进行必要的夯实和加固；②保证模板有足够的强度和刚度，且支撑牢固，并使地基受力均匀；③防止混凝土浇灌过程中地基被水浸泡；④模板拆除的时间不能太早，且要注意拆模的先后次序；⑤在冻土上搭设模板时要注意采取一定的预防措施。
3 裂缝处理
裂缝的出现不但会影响结构的整体性和刚度，还会引起钢筋的锈蚀、加速混凝土的碳化、降低混凝土的耐久性和抗疲劳、抗渗能力。因此，根据裂缝的性质和具体情况我们要区别对待、及时处理，以保证建筑物的安全使用。
混凝土裂缝的修补措施主要有以下一些方法：表面修补法；灌浆、嵌缝封堵法；结构加固法；混凝土置换法等方法，
3.1 表面修补法
表面修补法是一种简单、常见的修补方法，它主要适用于稳定和对结构承载能力没有影响的表面裂缝以及深进裂缝的处理。通常的处理措施是在裂缝的表面涂抹水泥浆、环氧胶泥或在混凝土表面涂刷油漆、沥青等防腐材料，在防护的同时为了防止混凝土受各种作用的影响继续开裂，通常可以采用在裂缝的表面粘贴玻璃纤维布等措施。
3.2灌浆、嵌缝封堵法
灌浆法主要适用于对结构整体性有影响或有防渗要求的混凝土裂缝的修补，它是利用压力设备将胶结材料压入混凝土的裂缝中，胶结材料硬化后与混凝土形成一个整体，从而起到封堵加固的目的。常用的胶结材料有水泥浆、环氧树脂等化学材料。
嵌缝法是裂缝封堵中最常用的一种方法，它通常是沿裂缝凿槽，在槽中嵌填塑性或刚性止水材料，以达到封闭裂缝的目的。常用的塑性材料有塑料油膏、丁基橡胶等等。
3.3结构加固法
当裂缝影响到混凝土结构的性能时。就要考虑采取加固法对混凝土结构进行处理。结构加固中常用的主要有以下几种方法：加大混凝土结构的截面面积，在构件的角部外包型钢、采用预应力法加固、粘贴钢板加固、增设支点加固以及喷射混凝土补强加固。
3.4混凝土置换法
钢筋混凝土梁裂缝处理 第12篇
1 裂缝的部位
1.1 梁受拉区裂缝
由于浇筑混凝土时施工管理不善, 使用了低劣的钢筋, 造成梁受拉钢筋强度不足。施工中, 提前拆模、施工荷载超过设计荷载或混凝土强度低于设计规定, 以及使用不当, 使用荷载大大超过原设计荷载, 使梁受拉区产生裂缝。梁受拉区产生的裂缝一般采用水泥浆封闭, 防止钢筋锈蚀, 再根据具体情况做补强加固处理。
1.2 梁在支座附近的斜裂缝
梁的混凝土强度低于设计强度, 抗剪钢筋不足, 箍筋没有增加, 也有的因超载, 提前拆模时混凝土强度低于标准强度值, 造成的抗剪能力低而产生剪切裂缝。应先用粘结浆液压注处理, 再进行加固补强, 确保梁的使用安全。
1.3 梁受压区裂缝
梁的高度小, 有的梁没有抗裂验算, 混凝土振捣不够密实, 梁长期在年温差和日温差作用下产生温差变形及长期处于干燥状态的环境中干缩变形, 梁在温差和干缩的综合作用下裂缝。缝上宽下窄, 有贯穿的, 不贯穿的。裂缝长度为梁高的3/5~4/5, 梁底部不裂, 这种裂缝可用水泥砂浆压注、粘结密封裂缝和补强。
2 裂缝形成原因
钢筋混凝土梁出现裂缝的原因很复杂, 主要有:材料或气候因素、施工不当、设计和施工错误、改变使用功能或使用不合理等。通常可归纳为以下几种:
收缩裂缝。混凝土尚处于未完全硬化状态时, 如干燥过快, 则产生收缩裂缝, 通常发生在表面上, 裂缝不规则, 宽度小。
水泥水化硬化时的裂缝。水泥在水化及硬化的过程中, 散发大量热量, 使混凝土内外部产生温差, 超过一定值时, 因混凝土的收缩不一致而产生裂缝。
温变裂缝。水泥在硬化期间, 混凝土表面与内部温差较大, 导致混凝土表面急剧的温度变化而产生较大的降温收缩, 受到内部混凝土的约束, 而出现裂缝。
设计欠周全。如钢筋混凝土梁的截面不够, 梁的跨度过大, 高度偏小, 或者由于计算错误, 受力钢筋截面偏小、配筋位置不当、节点不合理等, 都会导致混凝土梁出现结构裂缝。
施工质量造成的裂缝。
a.由于混凝土标号偏低、受力钢筋截面偏小、截面尺寸不符合设计等而导致混凝土梁出现裂缝。
b.由于施工不当、模板支撑下沉, 或过早拆除底模和支撑等形成的裂缝。
c.由于施工控制不严, 在梁上超载堆荷, 而导致出现裂缝。
预制钢混凝土梁在运输、吊装过程中, 由于支撑不合理、吊点位置不符, 以及较大的振动或冲击荷载, 也会导致钢筋混凝土梁出现裂缝。
在使用过程中, 改变原来的使用功能, 如将办公室改为仓库、屋面加层、使用不当、增大梁上荷载等均会出现裂缝。
3 混凝土裂缝发生的控制措施
混凝土裂缝发生与组成混凝土的水泥、净砂、石子、掺加剂等原材料有关, 也与浇筑后混凝土的保温保湿的养护措施有关。
3.1 原材料的质量控制
水泥:在混凝土路面及大体积混凝土施中水化热引起的温升较高, 降温幅度大, 容易引起温度裂缝。为此, 在施工中应选用水化热较低的水泥, 尽量降低单位水泥使用量。
粗骨料:在钢筋混凝土施工中, 粗骨料的最大尺寸与结构物的配筋、混凝土的浇灌工艺有关增大骨料粒径可减少用水量, 混凝土的收缩和泌水随之减少, 但骨料粒径增大容易引起混凝土的离析, 因此, 必须调整好级配设计, 并在施工中加强振捣。
对于粒径5~40mm的石子, 要求针片状少超规少, 颗粒级配符合筛分曲线要求, 这样可避免堵泵, 减少砂率、水泥用量, 提高混凝土强度。试验结果表明:采用粒径5~40mm石子比采用粒径5~25mm石子每立方米混凝土减少用水量l5kg左右:在相同水灰比情况下, 每立方米混凝土水泥用量减少20kg左右 (水灰比0.709) , 同时降低了混凝土的温升;当粒径50mm石子满足筛分曲线要求时, 其砂率控制在42%左右即可满足泵送要求。
细骨料:采用中粗砂比采用细砂每立方米混凝土减少用水量20kg左右, 水泥相应减少28kg左右, 从而降低混凝土的干缩。
砂石料的含泥量控制:砂石含泥量超标, 不仅增加混凝土的干缩, 同时降低了混凝土的抗拉强度, 对混凝土的抗裂十分不利, 因此, 在路面混凝土及大体积混凝土施工中, 石子含泥量应掺加块石:在大体积混凝土基础施工中, 掺加无裂缝的、冲洗干净、规格为l50~250mm的坚固大石块, 不仅可减少混凝土的总用量, 又可减少单位水泥用量, 从而降低水化热, 同时, 石块本身也吸收热量, 使水化热进一步降低, 对控制裂缝有利。如在滨河路防洪堤施工中, 基础混凝土掺人l5%的块石, 使得基础混凝土裂缝出现极少。
3.2 混凝土配合比的选定
混凝土原料的配合比应根据工程的要求, 如防水、防渗、防气、防射线等进行认真分析, 选择最优方案。混凝土的水灰比应在满足强度要求及泵送工艺要求条件下尽可能降低。
掺合料:混凝土中掺人粉煤灰不仅能替代部分水泥, 而且粉煤灰颗粒成球状, 可起润滑作用, 能改善混凝土的工作性和可泵性, 且可明显降低混凝土水化热。
外加剂:为了满足送到现场的混凝土具有l1~l3cm坍落度, 若只增加水泥使用量, 则会加剧混凝土干燥收缩, 明显增大混凝土水化热, 易引起开裂。因此, 除了调整级配外, 可掺入适量的减水剂。
3.3 利用混凝土的后期强度
对于大体积混凝土可以利用后期强度, 如60d、90d、120d强度, 即允许工程在60d、90d或120d达到设计强度, 这样可以减少水泥用量, 减少水化热和收缩, 从而减少裂缝。
3.4 混凝土的浇灌振捣技术
混凝土的浇灌振捣技术对混凝土密实度很重要, 最宜振捣时间为10~30s。泵送流态混凝土同样需要振捣, 大体积混凝土在浇灌振捣中会产生大量的泌水, 应及时排除, 有利于提高混凝土质量和混凝土抗裂性。
3.5 大体积混凝土施工过程中的温度控制
在大体积混凝土施工过程中为了减少混凝土的内外温差, 一方面应尽可能减少入模温度, 另一方面应采取保温养护, 以减少内外温差。浇筑体的混凝土缓慢降温是重要环节, 越慢越好, 为混凝土创造充分应力松弛的条件, 与此同时还要在养护中使混凝土保持良好的潮湿状态, 这对增加混凝土强度和减少收缩是十分有利的。
3.6 混凝土的拆模时间
混凝土的拆模时间可根据工程部位具体情况 (工序要求、施工荷载状况) 确定, 应尽可能地多养护一段时间。拆模后混凝土表面的温度下降幅度不应>15℃。拆模时混凝土的现场试块等级最低不宜低于C5。
3.7 混凝土基础工程拆模后及时回填土
及时回填土是控制早期、中期开裂的有力措施。土是混凝土养护的最佳介质, 施工经验表明, 迟迟不回填土的暴露工程裂缝最多。
结束语
混凝土梁产生的裂缝的原因很多, 分析也比较复杂, 以上仅是对混凝土梁裂缝的原因进行了初步分析, 在现场施工中要根据不同的情况, 不同的施工方法, 有效的控制混凝土梁的裂缝的产生, 以预防为主, 避免混凝土梁裂缝影响结构使用。
摘要：本文分析了钢筋混凝土梁裂缝的形成原因, 并提出了相应的预防策略。
关键词：钢筋混凝土,梁,裂缝
参考文献
[1]混凝土结构设计规范GB50010-2002[S].北京:中国建筑工业出版社, 2002, 3.
