鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的成因及加固方法_2

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1、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的成因及加固方法　　導(dǎo)讀：設(shè)計結(jié)構(gòu)采用安全儲備偏小，不做撓度及裂縫驗算，結(jié)構(gòu)體系變化顯著。結(jié)構(gòu)構(gòu)件配筋不合理，設(shè)計中剛度不足，僅按構(gòu)造配筋，不能滿足構(gòu)件的實際要求，容易出現(xiàn)應(yīng)力集中，在薄弱處產(chǎn)生各種受力裂縫。鋼筋混凝土構(gòu)件受酸性、鹽類介質(zhì)腐蝕，容易使混凝土里的鋼筋生銹，促使混凝土保護層縱向開裂，甚至大面積剝落?！　￡P(guān)鍵詞：鋼筋混凝土，結(jié)構(gòu)，裂縫，加固原則　　　　1.鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件產(chǎn)生裂縫的機理　　混凝土是由水泥、骨料、水及一些氣泡組成的多相非均勻復(fù)合材料。由于各種材料的力學(xué)性能存在差異，在混凝土硬化過程中，混凝土內(nèi)部產(chǎn)生粘著細(xì)微裂縫，包括骨

2、料與水泥漿粘結(jié)面上裂縫、水泥漿裂縫和骨料自身裂縫。這些裂縫呈現(xiàn)不規(guī)則分布，一般情況下不貫通。微觀裂縫的存在是材料固有的物理性質(zhì)[1]，是不可以避免的。民用建筑中，一般認(rèn)為寬度小于的裂縫無危害，故通常假定裂縫小于的結(jié)構(gòu)為無裂縫結(jié)構(gòu)?！　′摻罨炷翗?gòu)件在使用過程中，鋼筋和混凝土一起承受荷載，兩者的彈性模量E不同，導(dǎo)致變形不同。如果混凝土承受的拉應(yīng)力大于混凝土的抗拉強度，這些細(xì)微裂縫會相互貫通，裂縫寬度迅速增大，當(dāng)裂縫寬度超過時，便產(chǎn)生了肉眼可以看見的宏觀裂縫。鋼筋混凝土可見裂縫的產(chǎn)生和展開，是混凝土與鋼筋之間不能再保持變形協(xié)調(diào)而出現(xiàn)相對滑動的結(jié)果[2]。　　　　2.

3、裂縫產(chǎn)生原因及裂縫形態(tài)　　設(shè)計因素　　設(shè)計結(jié)構(gòu)采用安全儲備偏小，不做撓度及裂縫驗算，結(jié)構(gòu)體系變化顯著。結(jié)構(gòu)構(gòu)件配筋不合理，設(shè)計中剛度不足，僅按構(gòu)造配筋，不能滿足構(gòu)件的實際要求，容易出現(xiàn)應(yīng)力集中，在薄弱處產(chǎn)生各種受力裂縫?！　〔牧弦鸹炷亮芽p　　材料選配不當(dāng)，如水泥品種選用不當(dāng)，強度不足，容易在荷載作用下產(chǎn)生各種受力裂縫；采用水泥漿的配比不合理，粗骨料的用量大，易形成不規(guī)則網(wǎng)狀裂縫，繼而導(dǎo)致混凝土脫落；水泥、骨料含有過量的有害物質(zhì)，如骨料含活性SiO2，隨時間增長，混凝土膨脹，出現(xiàn)裂縫呈龜背紋狀；水泥水化熱過高，出現(xiàn)等距離的直線形裂縫；外加劑使用不當(dāng)，鋼筋銹蝕后

4、，體積膨脹產(chǎn)生沿鋼筋縱向裂縫?！　∈┕ひ鸹炷亮芽p　　混凝土攪拌、運輸時間太長、氣溫高、風(fēng)速大，使水分大量蒸發(fā)，引起混凝土澆筑時坍落度太低，混凝土出現(xiàn)不規(guī)則的網(wǎng)狀裂縫；塑性混凝土下沉，被上部鋼筋阻礙，形成沿鋼筋縱向的裂縫；施工時由于管理不當(dāng)，施工人員踩塌已經(jīng)綁扎好的上層鋼筋，澆筑時混凝土的保護層加大，構(gòu)件橫截面的有效高度減小，形成沿構(gòu)件支承邊緣并垂直于構(gòu)件受力鋼筋方向的裂縫；在混凝土振搗不密實處，出現(xiàn)空鼓，易成為各種受力裂縫的起點；昆凝土澆筑速度太快，容易在柱、板、梁的交接處形成縱向裂縫；模板變形、模板支撐下沉混凝土都會在相應(yīng)部位產(chǎn)生裂縫?！　『奢d作用引起混凝

5、土裂縫　　鋼筋混凝土構(gòu)件受力狀態(tài)有拉伸、壓縮、扭轉(zhuǎn)、剪切、彎曲和因沉降、收縮、溫度變形產(chǎn)生的約束。中心受拉構(gòu)件，垂直于受力鋼筋縱向出現(xiàn)裂縫，貫穿構(gòu)件全截面，大體等間距；中心受壓構(gòu)件，在平行于受力方向出現(xiàn)短而密的平行裂縫，混凝土保護層有脫落現(xiàn)象；受扭轉(zhuǎn)構(gòu)件，在構(gòu)件腹部出現(xiàn)多條450方向斜裂縫，并向周圍以螺旋狀展開；受剪切構(gòu)件，與主筋約450方向產(chǎn)生相互平行的斜裂縫；受彎、大偏心構(gòu)件，在彎矩最大的危險截面附近從受拉邊緣出現(xiàn)橫向裂縫，并逐步向中性軸發(fā)展?！　∈褂铆h(huán)境影響產(chǎn)生裂縫　　環(huán)境溫濕度的變化容易在結(jié)構(gòu)的節(jié)點處產(chǎn)生裂縫，如果構(gòu)件(一般為墻體)兩側(cè)溫度、濕度差別太大

6、，則容易在構(gòu)件的一側(cè)產(chǎn)生裂縫；鋼筋混凝土構(gòu)件受酸性、鹽類介質(zhì)腐蝕，容易使混凝土里的鋼筋生銹，促使混凝土保護層縱向開裂，甚至大面積剝落；構(gòu)件表面受火灼熱后，整個構(gòu)件出現(xiàn)龜裂?！　　　　　?.帶裂縫結(jié)構(gòu)的加固　　加固原則　　對于不影響結(jié)構(gòu)承載力的裂縫，根據(jù)裂縫起因、性狀和大小采用不同的封護方法進行修補。對于因開裂而降低承載力的結(jié)構(gòu)，應(yīng)采用加固措施。結(jié)構(gòu)加固是通過一些有效措施，使受損結(jié)構(gòu)構(gòu)件恢復(fù)原有的結(jié)構(gòu)功能[4]。加固方案應(yīng)合理可靠、經(jīng)濟實惠、方便施工，盡量減少對原建筑的損壞[5]。根據(jù)裂縫的狀況，考慮結(jié)構(gòu)上的荷載、使用環(huán)境、不同部位加固的難易程度及加固工程的各種制

7、約條件，選用適當(dāng)?shù)募庸谭椒ê图庸滩牧??！　〖庸滩牧系倪x用應(yīng)遵循如下要求：　　加固用鋼材一般選用I級鋼和Ⅱ級鋼。加固用水泥采用普通硅酸鹽水泥，標(biāo)號不應(yīng)低于號。加固的混凝土強度等級不應(yīng)低于C20，還應(yīng)比原結(jié)構(gòu)混凝土等級提高一級?；炷林胁粦?yīng)摻人粉煤灰、高爐礦渣等混合材料。加固所用粘結(jié)材料及化學(xué)灌漿材料的粘結(jié)強度應(yīng)高于被加固結(jié)構(gòu)混凝土的抗拉、抗剪強度?！　≡龃蠼孛娣ā　≡龃蠼孛娣ú捎门c原結(jié)構(gòu)相同的材料，增大構(gòu)件的橫截面尺寸，提高構(gòu)件承載力和剛度的一種傳統(tǒng)加固法。這種方法工藝簡單、適用范圍廣。缺點是施工期間建筑結(jié)構(gòu)不能正常使用且周期長。此外，由于增大構(gòu)件截面，在增加構(gòu)件

8、自重的同時減少了使用空間