论文部分内容阅读
摘 要：本文分析了钢筋混凝土梁的裂缝产生原因和部位，并提出了相应的预防措施。
关键词：钢筋混凝土梁;裂缝;热胀冷缩
1前言
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：材料或氣候因素、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：
（1）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。
（2）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。
（3）温变裂缝。现浇钢筋混凝土梁随着温度变化会产生热胀冷缩变形。即温度变形。
AL=L（t1-t2）﹠△AL—— 钢筋混凝土梁的变形值
L――梁的长度
（（t1—t2））—— 温度变化值
d— — 材料的线嘭胀系数、混凝土为10a×10-b由于混凝土截面高度较大或较特殊环境下施工.如较寒冷地区施工。梁的上下表面温度不一致，梁会产生温度弯矩。如温度弯矩与荷载弯矩迭加超过梁所能承担的能力。梁便会产生裂缝。预防产生温度裂缝的措施主要有：① 设置温度裂缝。② 运用水化热小和收缩小的水泥。③ 浇筑后.表面应及时覆盖并洒水养护.复季应延长养护时间，寒冷季节混凝土表面采取保温措施。
（4）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。
（5）施工质量造成的裂缝。
① 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。
② 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。
③ 由于施工控制不严，在梁上超载堆荷，而导致出现裂缝。
（6）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。
（7）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裂缝的部位
3.1 粱受拉区裂缝
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。
3.2 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。
3.3 粱受压区裂缝
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， 粱底部不裂。这种裂缝可用水泥砂浆压注、粘结密封裂缝和补强。
4 裂缝的处理
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，受压区混凝土应变量增大.梁刚度大大降低，构件趋向破坏。此类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。调查可从裂缝的宽度、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人手，分析裂缝产生的本质原因，以采取相应的措施。
1.经过调查分析，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。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。
（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。
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，达到加固的目的，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，套人钢板后用螺母拧紧。也可采用由两个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）粘贴加固法。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.钢材表面进行喷砂处理，混凝土表面刷净干燥，粘结层厚度为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50ram，上下大于l00mm 为宜，纵向钢筋及箍筋通过计算确定。当梁受楼面限制时，可采用三面围套，此时两侧混凝土厚度宜大于l00mm.纵向钢筋可用25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粱的支座抗弯强度不足的加固，所加混凝土靠焊在原梁上部箍筋上的附加箍筋与原混凝土接成整体.上部荷载靠附加纵筋承受。梁的上部加厚，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80mm～l00mm.配制新的纵筋与原钢筋焊接，做法同三面围套。当粱的截的下部增加l00mm 以上，按计算配置纵筋和箍筋采用围套及单面加厚法加固时，纵筋与支座连接有下述方法：
梁支撑在柱上时，新加纵筋可通过连接钢板或直接与柱内受力筋焊接在一起;梁支撑在主梁上时，应在主梁上回设斜托支座，斜托钢筋与主梁中主筋焊接。对于梁的端支座，可将梁内部分纵向钢筋按45。或30。角曲折成斜筋焊于主梁内原纵筋上，或另加入浮筋，电焊连接新旧纵筋。
5结语
钢筋混凝土梁裂缝应针对成因、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。
关键词：钢筋混凝土梁;裂缝;热胀冷缩
1前言
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：材料或氣候因素、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：
（1）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。
（2）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。
（3）温变裂缝。现浇钢筋混凝土梁随着温度变化会产生热胀冷缩变形。即温度变形。
AL=L（t1-t2）﹠△AL—— 钢筋混凝土梁的变形值
L――梁的长度
（（t1—t2））—— 温度变化值
d— — 材料的线嘭胀系数、混凝土为10a×10-b由于混凝土截面高度较大或较特殊环境下施工.如较寒冷地区施工。梁的上下表面温度不一致，梁会产生温度弯矩。如温度弯矩与荷载弯矩迭加超过梁所能承担的能力。梁便会产生裂缝。预防产生温度裂缝的措施主要有：① 设置温度裂缝。② 运用水化热小和收缩小的水泥。③ 浇筑后.表面应及时覆盖并洒水养护.复季应延长养护时间，寒冷季节混凝土表面采取保温措施。
（4）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。
（5）施工质量造成的裂缝。
① 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。
② 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。
③ 由于施工控制不严，在梁上超载堆荷，而导致出现裂缝。
（6）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。
（7）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裂缝的部位
3.1 粱受拉区裂缝
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。
3.2 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。
3.3 粱受压区裂缝
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， 粱底部不裂。这种裂缝可用水泥砂浆压注、粘结密封裂缝和补强。
4 裂缝的处理
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，受压区混凝土应变量增大.梁刚度大大降低，构件趋向破坏。此类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。调查可从裂缝的宽度、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人手，分析裂缝产生的本质原因，以采取相应的措施。
1.经过调查分析，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。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。
（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。
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，达到加固的目的，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，套人钢板后用螺母拧紧。也可采用由两个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）粘贴加固法。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.钢材表面进行喷砂处理，混凝土表面刷净干燥，粘结层厚度为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50ram，上下大于l00mm 为宜，纵向钢筋及箍筋通过计算确定。当梁受楼面限制时，可采用三面围套，此时两侧混凝土厚度宜大于l00mm.纵向钢筋可用25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粱的支座抗弯强度不足的加固，所加混凝土靠焊在原梁上部箍筋上的附加箍筋与原混凝土接成整体.上部荷载靠附加纵筋承受。梁的上部加厚，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80mm～l00mm.配制新的纵筋与原钢筋焊接，做法同三面围套。当粱的截的下部增加l00mm 以上，按计算配置纵筋和箍筋采用围套及单面加厚法加固时，纵筋与支座连接有下述方法：
梁支撑在柱上时，新加纵筋可通过连接钢板或直接与柱内受力筋焊接在一起;梁支撑在主梁上时，应在主梁上回设斜托支座，斜托钢筋与主梁中主筋焊接。对于梁的端支座，可将梁内部分纵向钢筋按45。或30。角曲折成斜筋焊于主梁内原纵筋上，或另加入浮筋，电焊连接新旧纵筋。
5结语
钢筋混凝土梁裂缝应针对成因、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。