【word】 钢筋混凝土框架梁裂缝原因和处理措施
钢筋混凝土框架梁裂缝原因和处理措施
建筑与工程
ChinascienceandTechnologyReview
钢筋混凝土框架梁裂缝原因和处理措施
陈庆文
(东菀市财政局望牛墩分局)
[摘要]本文结合具体工程对钢筋混凝土框架梁裂缝的原因进行了分析,提出了具体的处理措施,供大家参考.
【关键词】钢筋混凝土框架梁裂缝检测
中图分类号:TQ文献标识码:A文章编号:1009一g14x(20T1)34—0176一们
1前言’
在建筑工程中,目前采用最广泛的建筑材料是钢筋混凝土.特别是
在高层建筑中,大多是采用框架体系,框剪体系,框简体系和剪力墙体
系.结构选型样式多变,施工高度高,结构刚度大,混凝土用量大.因
此,混凝土是施工中最容易出现质量问题的部分.
由于钢筋混凝土在建筑结构中是主要的受力构件,所以钢筋混凝土
施工质量的好坏对建筑结构性能影响较大,也决定了建筑工程结构的安
全与否.
在钢筋混凝土施工过程中,难免会出现影响工程质量的各种情况.
如:达不到设—虽度,表现出现蜂窝,麻面,裂纹等.
本文结合工程实例,阐述钢筋混凝土框架梁出现裂纹的原因及处理
过程.
2工程概况
某中心市场综合楼原
设计
领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计
为三层框架结构,基础为钻孔灌注桩,混
凝土强度等级C20,混凝土为现场拌制.水泥采用标号42.5的早强型普
通硅酸盐水泥,未掺加缓凝剂.施工至二层后停建,后发现二层大部分
框架梁出现裂缝,应用户要求,由建筑工程质量监督检测站对该工程部
分框架梁进行检测,检测其混凝土实体强度,梁底主筋分布及梁开裂状
况,并对建筑物的沉降情况进行观测.
3裂缝检测,特征和使用材料质量控制资料的核查
1)经用回弹仪进行超声回弹综合法检测,检测数据表明,经检测的
有代表性的l0根框架粱的混凝土实体强度均超过设计值C20,混凝土质
量均匀稳定.
2)对上述检测混凝土强度的lO根框架梁梁底底排钢筋分布采用钢筋
扫描仪进行扫描,并打开部分混凝土保护层实测钢筋规格,检测数据
表
明,所测1O根框架梁扫描部位钢筋分布均符合设计要求.并发现钢筋表
面无明显的锈蚀,钢筋与混凝土的粘着力较好.
3)从建筑物的外观观测,场地没有发现明显的不均匀沉降现象,设
计标高亦无明显变化,柱子无明显的偏斜.
4)该工程所采用的钢筋和水泥的出厂合格证及进场复验
报告
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经核
查,均符合要求.
5)裂缝特征.
a.裂缝形式.通过对l0根框架梁裂缝的检测,裂缝皆为出现于梁腹
且大致垂直于梁腹纵轴的竖向裂缝,且大部分在梁腹两侧对称出现,极
少数沿梁腹一侧出现;有少数裂缝的上端延伸至梁顶的板底,但板底未
发现开裂;有较多的裂缝(尤其梁跨中央部位的裂缝)的下端延伸至梁下
底边,但均未绕过梁的底面形成u型裂缝;同一榀框架梁内,中间跨的
裂缝多于两边跨的裂缝;有次梁传来集中荷载作用的中问跨的裂缝多于
无集中荷载作用的中间跨的裂缝;裂缝多数分布在跨中l/3区段内,而
剪弯和弯切区段的裂缝数量相对少些.所有裂缝基本上呈上下端窄
中间
宽的枣核形.
b.裂缝宽度.通过对lO根框架梁其中86条裂缝的观测,所检测梁的
最大裂缝宽度位于梁腹,为0.21mm,其余大部分在0,11mm,0.19mm
之间.裂缝形态大多呈中间大,两头小的形状.
e.裂缝深度.经采用超声波探测仪对6条最具代表性裂缝进行深度
的检测,用其结果来推测和说明裂缝深度及特征.根据探测数据表明:
一
般情况下,裂缝中间深两端浅;裂缝的下端比上端深;在同一榀框架
梁内,裂缝的宽度越大,深度也越深.裂缝最深lOimm,最浅70mm.
d.经测试,除少数裂缝是沿框架梁箍筋位置裂开外,多数裂缝均在
粱内二道箍筋之间裂开.
4原因分析
由前述的裂缝检测结果,裂缝特征及沉降观测结果可以判断,该工
程框架梁的裂缝是属于较典型的梁受温度,收缩影响而产生的裂缝,裂
缝产生原因较复杂,但由统计分析可知,框架梁开裂及扩展的主要原因
有以下几方面.
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4.1设计方面
1)当梁的截面尺寸较大时,由于中部箍筋问距相对大,在中部梁侧
面易产生垂直于梁轴线的收缩裂缝,且多集中在构件的中部,呈中间宽
两端窄,裂至粱的上缘及下缘附近,其裂缝形态多沿短方向均匀地分布
于相邻两根钢筋之间,且与箍筋平行.这是由于梁上,下缘的附近配
有较多的纵向筋,承受较大拉力,混凝土不易开裂;而梁的中部纵向筋
稀少,没有足够的强度以抵抗这种拉应力而发生开裂.为此,GB50010
.
2002混凝土结构设计规范规定:应在梁两侧沿梁高度配置纵向构造钢
筋,每侧纵向构造钢筋(不包括梁上,下部受力钢筋及架立筋)的截面面
积不应小于腹板截面面积bhw的0.1%,且其间距不宜大于20o哪.该框
架梁的截面尺寸为250ram×700衄,纵向构造钢筋每侧仅配置1根直径为
12mm~纹钢筋,满足不了要求,可能由此引起收缩裂缝.
2)该工程框架纵梁全长达60in,设计时未充分考虑温度收缩的影
响,中间未设伸缩缝,也没有留设后浇带,故加剧了框架梁混凝土裂缝
的出现和扩展.
4.2混凝土收缩作用
本工程使用早强型普通硅酸盐水泥.这种水泥的特点是结硬快,早
期强度高,收缩大.其铝酸三钙凝结硬化最快,水化o,I5热量最大.根
据有关资料表明,其铝酸三钙百分比为规定含量的上限值.由此可见,
在混凝土施工时,如能根据水泥特性加入适量缓凝剂将对混凝土收缩变
形的控制是非常有益的.
在拌制混凝土之前,必须按规定对水泥,粗细骨料等进行检验复
试.不合格材料绝不使用.混凝土所使用的粗细骨料含泥量偏大,骨料
粒径偏细,骨料级配不良,混凝土水灰比,坍落度过大,使用过量粉砂
等均易使混凝土收缩大而产生裂缝.
4.3施工方面
硅酸盐水泥在空气硬化时体积会产生收缩,其收缩大小与水泥的矿
物组成,细度,水灰比等因素密切相关_3—3.而熟料中铝酸三钙的收缩
量最大;水泥愈细,收缩愈大;水灰比大收缩也大.因此这种水泥在混
凝土浇筑后,如早期养护不良或养护时间不足,在夏天,空气干燥,相
对湿度较低,以至于框架粱混凝土表面失水过快而产生剧烈收缩,而且
其表面失水远大于内部,再加上结构内外水泥水化热差(内高外低)的影
响,最后导致了框架梁混凝土外表收缩快且大,内部收缩慢且小的不均
匀收缩,引起框架梁的混凝土由表至里开裂.当这种裂缝上端受到强
有
力的现浇钢筋混凝土板的约束,下端受到纵向受力钢筋的限制时,就会
形成位于梁腹两侧对称的中间宽,两端窄的竖向枣核形裂缝.
4.4温差作用
该工程二层梁板混凝土浇筑后即停止三层结构的施工,也没有簏工
架空隔热层,使楼板长期暴露于大气中,由于夏天酷热,屋面梁板无遮
盖自早晨至下午一直受太阳直射,表面温度在7O.C是正常的,而面层的
温度较板下梁的温度高出很多,板的变形较梁的变形量要大,形成了相
对的变形差,使屋面梁沿轴线方向出现较大的拉应力,且会随着温度的
升高而加大,当此应力超过混凝土的极限抗拉强度时,屋面粱就会产生
裂缝.
5结论及处理
综上所述,可以认为本工程钢筋混凝土框架粱出现的裂缝是由于施
工过程中综合不利因素叠加而成,而不是单一原因促使裂纹出现.
通过专家考察认为:该工程所出现的裂纹,对工程的结构安全性能
不会构成威胁,只要对裂纹(缝)进行封闭性处理,防止外界潮湿空气和
水份侵人,使钢筋锈蚀,可以保证工程结构的安全.
措施是对一层框架采取1:27k泥砂浆抹灰封闭裂纹偿勤的处理办法.
到目前为止,处理后的部位没有发生任何新的变化.
由此可见,在混凝土结构施工中出现裂纹(缝)的原因是多方面的,只
有运用科学的方法,认真分析,找出产生裂纹逢)的主要原因,才能有
相应正确的处理
方案
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和补救措施,以确保结构的安全.