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止于至善

有混凝土的地方,就会有我

 
 
 

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关于我

闻宝联,工学博士,教授级高工,天津市市政工程研究院副总工程师,同济大学、天津大学校外硕士导师,新加坡《urban transportation &construction》杂志副主编,中国土木工程学会混凝土质量专业委员会委员,中国土木工程学会混凝土耐久性专业委员会委员,中国建筑业协会混凝土分会专家组成员,中国腐蚀与防护学会建筑工程专业委员会委员,中国商品混凝土企业联合会专家委员会主任委员,中国硅酸盐学会混凝土与水泥制品协会理事,数十项国家重点工程混凝土专项技术指导。

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混凝土竖向裂缝和斜向裂缝及形成过程  

2016-07-29 06:57:47|  分类: 混凝土质量控制 |  标签: |举报 |字号 订阅

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概述
正常状态下,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,可采用表面涂刷高弹环氧胶泥处理 法、压力灌浆法等进行修补。
工程概况
某建筑物,为地下层,地上15 层的综合楼,结构类型为框架—剪力墙结构,结构完工15个月后,该楼部分楼层的框架梁及次梁被发现存在裂缝。
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) 检测采用混凝土钻孔机,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0.22 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0.21 mm,梁体上同时有轻微的龟裂现象。
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月~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022 mm,对结构的安全无影响。

 
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