某混凝土結構兩種梁裂縫原因分析及處理建議

梁紅霞

1 概述

一般來講，由于混凝土的抗拉強度較低，在使用荷載作用下，鋼筋混凝土構件是帶裂縫工作的。我國現行《混凝土結構設計規范》規定，裂縫通常允許寬度是0.2 mm～0.4 mm。如處在室內正常環境中時，一般鋼筋混凝土構件的裂縫不應超過0.3 mm;鋼筋混凝土屋面梁和托梁，其最大裂縫寬度不應超過0.3 mm;對處于年平均濕度小于60%的地區，其最大裂縫寬度不應超過0.4 mm。

混凝土結構的裂縫是建筑工程中難以避免的問題。裂縫所帶來的危害，因結構物使用、功能和環境的差異而不同。對處于有侵蝕性介質或高濕度環境中的構件，過寬的裂縫會引起混凝土結構中鋼筋的銹蝕，影響結構的耐久性;對于一些構件，過寬的裂縫有損結構的美觀，造成使用者的不安全感;同時，裂縫也會導致鋼筋混凝土結構剛度的減小。因此，對于結構上存在的裂縫，必須正確分析其出現的原因并妥善處理。

當裂縫對結構受力影響不大時，為了滿足美觀和使用要求，防止鋼筋銹蝕，減少滲漏、提高構件的耐久性等，可采用表面處理法、壓力灌漿法等進行修補。

2 工程概況

某新建建筑物，為地下1層，地上13層的辦公樓，結構類型為框架—剪力墻結構，于上一年底封頂，次年春節開工。開工后，該樓部分樓層的框架梁及次梁被發現存在裂縫。

3 檢測情況

為了科學的分析裂縫出現的原因，確保結構的安全，對該樓存在裂縫的梁的混凝土強度、梁的撓度及梁體上的裂縫進行了檢測。

1)檢測時，工作人員采用TS-160混凝土鉆孔機，在該樓的部分次梁上鉆取了混凝土芯樣，芯樣直徑為100 mm，混凝土芯樣在試驗室內加工成高徑比為1∶1的標準試件，自然干燥后，依據《鉆芯法檢測混凝土強度技術規程》對混凝土芯樣進行現齡期抗壓強度試驗，檢測結果表明，本次所取混凝土芯樣的現齡期抗壓強度均達到設計要求的混凝土抗壓強度。

2)在該樓裂縫數量較多或裂縫較寬且具備測量條件的梁，進行了梁撓度測量，測量結果表明，所測梁的跨中撓度均未超過《混凝土結構設計規范》所要求的撓度限值。

3)裂縫主要表現為兩類，一類裂縫為豎向裂縫，裂縫主要出現在梁的中部，形態表現為中間較寬，逐漸向兩端收斂，呈棗核形，裂縫最寬處約0.26 mm，裂縫主要出現在次梁上;另一類裂縫為斜向裂縫，該類裂縫主要出現在框架主梁上，且以邊跨主梁居多，斜裂縫在梁體上表現為“正八字形”，裂縫最寬處約0.26 mm，梁體上同時有輕微的龜裂現象。

4 裂縫原因分析

梁體中部的豎向裂縫為收縮裂縫，裂縫主要是由于混凝土材料因自身體積收縮而形成的裂縫。混凝土是一種具有凝縮特性的建筑材料，通常混凝土在凝結硬化過程中會發生體積收縮。對于框架結構來說，由于受梁端支座的約束作用，梁在發生凝縮時，會在其內部產生拉應力，但混凝土材料的極限抗拉強度較低，當梁內部產生的拉應力大于混凝土的極限抗拉強度時，就會造成混凝土梁開裂。裂縫一般出現在梁的中部，或者構件截面薄弱的部位(例如在設有箍筋的截面，箍筋的存在削弱了構件的截面)，由于受到梁頂部板的約束和梁底部配筋的約束，裂縫表現為中間較寬，向兩端收斂的豎向裂縫。由于次梁上的配筋比主梁上的配筋相對較少，次梁上鋼筋對混凝土收縮的約束較主梁上鋼筋對混凝土收縮的約束差，故此類裂縫表現為次梁上的裂縫較主梁上的裂縫多。此類裂縫對構件的承載力無影響。

梁體的斜裂縫主要為構件自重和混凝土干縮共同作用產生的裂縫。試驗表明，混凝土構件內力不到30%極限荷載時，便會出現裂縫，裂縫寬度在0.05 mm～0.1 mm左右。許多工程的梁式結構等僅在結構構件自重靜載的作用下才會出現受拉區開裂或剪力區主拉應力裂縫，這種裂縫對結構的極限承載力沒有影響，結構構件還可承受70%～80%的極限荷載;同時，存在裂縫的樓層是在上一年的7月～8月間施工，當地氣溫較高且空氣干燥，水分蒸發較快，當構件表面失水較快時，構件表面就會出現不規則的干縮裂縫。在結構自重的作用下，主梁梁端承受的剪力較大，且由于邊跨梁體失水較快，邊跨梁體干縮較嚴重，故裂縫在部分主梁梁端會表現為斜裂縫。且由于混凝土材料自身的收縮，加速了裂縫的形成。這種裂縫對結構構件的承載力沒有影響。

抽檢的混凝土芯樣抗壓強度滿足設計要求，表明了現有的梁裂縫與混凝土材料強度無關;所測梁的撓度未超過《混凝土結構設計規范》所要求的撓度限值，且裂縫的最大寬度僅為0.26 mm，對結構的安全無影響。

5 結語

1)該混凝土梁體上的豎向裂縫為收縮裂縫，主要是由于混凝土材料因自身體積收縮而形成的裂縫;梁體上的斜裂縫為構件自重和混凝土干縮共同作用產生的裂縫。

2)該混凝土梁體上裂縫的最大寬度僅為0.26 mm，對結構的安全無影響，建議在進行后續施工時，對裂縫進行封閉處理。

[1]王鐵夢.工程結構裂縫控制[M].北京:中國建筑工業出版社，1997.

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