淺析鋼筋混凝土漏筋對結(jié)構(gòu)受力的影響

張 莉

（吉林省城鄉(xiāng)規(guī)劃設(shè)計研究院，吉林 長春 130061）

引言

鋼筋混凝土在橋梁建筑方面有廣泛的應用，一般是作為承重結(jié)構(gòu)來使用的，針對于使用情況的不同鋼筋混凝土也有其型號的劃分，其中一種劃分情況就是根據(jù)鋼筋混凝土內(nèi)配筋的多少進行的，鋼筋混凝土的承重結(jié)構(gòu)穩(wěn)定且抗扭抗壓抗剪品質(zhì)突出，因此在我國現(xiàn)代大部分地區(qū)所使用的建筑材料都是鋼筋混凝土，但是由于材料自身的性質(zhì)問題鋼筋混凝土的內(nèi)部鋼筋時常出現(xiàn)裸露情況，這對于整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性會造成極惡劣的影響，最直觀的就是原本受拉防止混凝土斷裂的鋼筋出現(xiàn)位置偏移或者銹蝕、斷裂，造成承載能力下降結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性降低。

1 混凝土鋼筋漏筋現(xiàn)象概述

鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)是目前土木工程中使用最為廣泛的結(jié)構(gòu)形式。由鋼筋和混凝土兩種力學性能不相同的材料組成。鋼筋的抗拉和抗壓強度都很高，混凝土的抗壓強度較高而抗拉強度卻很低。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)就是把鋼筋和混凝土通過合理的方式組合在一起，使鋼筋主要承受拉力，混凝土主要承受壓力，從分發(fā)揮兩種材料的性能優(yōu)勢，從而使設(shè)計的工程結(jié)構(gòu)安全可靠又經(jīng)濟合理。由于施工原因，鋼筋混凝土出現(xiàn)漏筋的情況時有發(fā)生。導致漏筋的原因很多，主要有兩種情況，一是鋼筋籠整體移位，這種情況比較普遍；另一種是鋼筋籠加工質(zhì)量不滿足要求，鋼筋籠下料尺寸過大導致鋼筋漏筋。出現(xiàn)漏筋通常采取加厚保護層的做法進行處理，加厚保護層后會導致混凝土截面發(fā)生變化，其力學性能會有一定程度改變。因第二種漏筋情況屬于施工素質(zhì)問題，在施工中通過培訓可以避免。因此，本文僅研究第一種情況。

2 混凝土試驗

2.1 基本假定

(1) 假定研究對象為T型梁

(2) 受彎構(gòu)件橫截面應變符合“平面假設(shè)”，即鋼筋、混凝土的應變與離中性軸的距離成正比；

(3) 忽略橫截面受拉區(qū)混凝土的抗拉強度；

(4) 假定鋼筋保護層厚度為30mm；

2.2 修復前承載設(shè)計值

設(shè)計T梁腹板筋因，則T梁中和軸在翼緣內(nèi)，此時混凝土受壓區(qū)高度。

2.3 修復后承載能力值

因施工過程中，鋼筋籠下部一般安置混凝土墊塊，梁腹板漏筋情況比較少，更多情況是梁翼緣板出現(xiàn)漏筋。對于這種情況修復后，混凝土構(gòu)件截面發(fā)生了變化。考慮到隱蔽工程驗收，這里僅假定鋼筋籠整體向上移動，鋼筋籠自身沒有保護層厚度，修復后在這種情況下構(gòu)件的承載力。

2.4 修復后承載力和修復前承載力比較

修復后承載能力較設(shè)計承載能力變化為：

修復后承載力較設(shè)計值有所減低，但降低極為有限，僅為3.65%。

2.5 研究結(jié)果

研究表明，漏筋后修復不會引起結(jié)構(gòu)受力的太大變化。但修復后會導致梁的自身重量增加，盡管增加的數(shù)量有限，若承重墻或 距離成正比；

忽略橫截面受拉區(qū)混凝土的抗拉強度；

假定鋼筋保護層厚度為30mm；

修復前承載設(shè)計值因，則T梁中和軸在翼緣內(nèi)，此時混凝土受壓區(qū)高度。

設(shè)計承載力值為修復后承載能力值

因施工過程中，鋼筋籠下部一般安置混凝土墊塊，梁腹板漏筋情況比較少，更多情況是梁翼緣板出現(xiàn)漏筋。對于這種情況修復后，混凝土構(gòu)件截面發(fā)生了變化。考慮到隱蔽工程驗收，這里僅假定鋼筋籠整體向上移動，鋼筋籠自身沒有保護層厚度，修復后在這種情況下構(gòu)件的承載力。

3 鋼筋及鋼結(jié)構(gòu)在混凝土中的相關(guān)操作

在施工進行中，比較常見對受彎桿件的加固是通過改變其截面內(nèi)力的方法實現(xiàn)的，合理地調(diào)整受彎桿件的截面內(nèi)力可以改變荷載的分布，利用剛結(jié)的操作方法改變端部的支撐能力，采用整體連續(xù)的結(jié)構(gòu)設(shè)計增加端部結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，利用撐桿的獨特受力情況，及時調(diào)節(jié)受彎桿件的預應力。

我們知道撐桿式結(jié)構(gòu)可以增加結(jié)構(gòu)的承受能力，更好地將整體受體壓力進行分散，達到桁架加固的目的。為了進一步改變桁架桿件的內(nèi)力加設(shè)預應力拉桿，使預應力拉桿和撐桿式結(jié)構(gòu)聯(lián)合起來，共同完成桁架的加固任務。

構(gòu)件截面由于長期暴露在空氣中，容易受到氣候和天氣因素的影響，會大大降低其本身的使用性能，不利于更好地發(fā)揮作用。在施工過程中，我們首先要認真找到在構(gòu)件截面中出現(xiàn)的問題，根據(jù)加固技術(shù)方案的要求，分析已經(jīng)出現(xiàn)的問題的嚴重性，制定及時的補救措置。在彌補已經(jīng)存在的問題和缺陷的同時，還需要使用先進的儀器設(shè)施增加加固技術(shù)的使用性和適應性，在加大構(gòu)件截面穩(wěn)定性的前提下，使構(gòu)件截面和其他結(jié)構(gòu)聯(lián)系起來，共同完成加固改進。

焊縫、鉚釘、普通螺栓和高強度螺栓連接方法是最常使用的鋼結(jié)構(gòu)連接方法，在連接加固的過程中需要根據(jù)不同種類的連接方法，設(shè)計具有針對性的加固方案。綜合考慮減輕荷載、改變結(jié)構(gòu)計算圖形、加大原結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面和連接強度、阻止裂紋擴展等技術(shù)要求，認真分析需要連接加固部位的作用和實際受力能力，進行加固件的連接，提高各結(jié)構(gòu)的承受外力的能力，提高其抵抗外界環(huán)境和其他因素干擾的能力。

鋼結(jié)構(gòu)可能受到材料的材質(zhì)、設(shè)計思路和施工人員的操作準確性等因素的影響，在長期的使用過程中，會出現(xiàn)擴展性或脆斷傾向性裂紋損傷的問題。為了確保鋼結(jié)構(gòu)的安全性，必須對產(chǎn)生的裂紋進行修復和加固。在修復前，需要做好相關(guān)的準備工作，明確裂紋出現(xiàn)的部位、裂紋產(chǎn)生的原因以及裂紋是否有修復的可能性，在了解這些信息后，采取有效的修復操作，盡早完成修復的工作，減少安全隱患的出現(xiàn)。有些結(jié)構(gòu)如果裂紋的程度很嚴重，修復的價值不大，我們需要對其進行加固，確保其不會造成坍塌等事故。

荷載分布狀況、傳力途徑、節(jié)點性質(zhì)和邊界條件等因素都會影響結(jié)構(gòu)計算圖形的加固性能，因此在改進過程中可以針對以上方面進行加固改進，增加穩(wěn)定性。目前，對加固改造一般采用增設(shè)附加桿件和支撐、施加預應力、考慮空間協(xié)同工作等措施。下面主要介紹改變結(jié)構(gòu)計算圖形的一般加固方法：

對結(jié)構(gòu)可采用下列增加結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的剛度的方法進行加固增加支撐形成空間結(jié)構(gòu)、加設(shè)支撐增加結(jié)構(gòu)剛度、增設(shè)支撐或輔助桿件靈活地調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性以及在塔架等結(jié)構(gòu)中設(shè)置拉桿或適度張緊的拉索都可以達到增加結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的剛度的目的，我們在實際操作過程中可以綜合地考慮這些主要因素，做好結(jié)構(gòu)加固工作。

4 混凝土鋼結(jié)構(gòu)受力分析與承載負荷

研究表明，漏筋后修復不會引起結(jié)構(gòu)受力的太大變化。但修復后會導致梁的自身重量增加，盡管增加的數(shù)量有限，若承重墻或柱的富余量不足，會導致整個結(jié)構(gòu)受力體系發(fā)生變化。因此，應加強鋼筋混凝土施工質(zhì)量，避免漏筋現(xiàn)象發(fā)生。

在每項工作實施之前，需要根據(jù)工作的實際狀態(tài)制定合理有效的施工方案，這是任何一項工作正常運行的前提和保證。鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計是一個技術(shù)含量很高的工作，需要先進的技術(shù)手段作為支持，沒有完成的施工方案，施工的進行就是空談。

鋼結(jié)構(gòu)首先要有安全性和穩(wěn)定性作為基礎(chǔ)，如果由于材料的合理性而影響鋼結(jié)構(gòu)的安全性，就會為之后的施工工作埋在安全隱患，因此，在進行鋼結(jié)構(gòu)選型過程中，負責操作的技術(shù)人員必須具備合格的專業(yè)技能，擁有認真負責的工作態(tài)度，仔細考慮在選型過程中的每一個問題，確保鋼結(jié)構(gòu)選型的準確性。有了鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，就可以很好地預防一些地質(zhì)災害的出現(xiàn)，減少水土流水、泥石流、地震等損害，降低經(jīng)濟損失和人員損傷。

在施工進行中，要保持統(tǒng)籌兼顧部分和整體的理念，不因為某一個環(huán)節(jié)的不重要性而忽視該環(huán)節(jié)的工作。我們要根據(jù)局部力學的原理，做好局部的施工方案，進而將所有局部聯(lián)系在一起，綜合考慮，確保施工工作的順暢進行。傳統(tǒng)的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計理念必然會存在一定的借鑒價值，我們應該總結(jié)前人的成功經(jīng)驗，和現(xiàn)有的設(shè)計方案進行比較，找到不足的地方，及時發(fā)現(xiàn)問題及時解決，爭取呈現(xiàn)出最佳方案指導施工的進行。完善的施工方案不僅需要先進的技術(shù)作為支持，嚴格的監(jiān)督管理體系也是不可缺少的。施工人員必須認真按照管理規(guī)定規(guī)范自己的行為，以認真負責的態(tài)度去對待每項工作，不因自身的情緒或者操作問題影響施工的進程。相關(guān)管理部分需要根據(jù)工作人員的具體工作情況，有目的性對每位工作人員進行技術(shù)培訓，使工作人員掌握扎實的專業(yè)技能，擁有健康的心態(tài)，不斷提高工作效率，縮短施工的時間。監(jiān)督部門要定期或者定期地對施工進程進行監(jiān)督，及時發(fā)現(xiàn)問及時解決，減少安全事故的出現(xiàn)，不延誤施工進程。在滿足上述要求的前提下，結(jié)構(gòu)的布置要很據(jù)鋼結(jié)構(gòu)的選型采取操作，這個過程中要求綜合考慮結(jié)構(gòu)材料的力學性能和承載能力，全面考慮氣候和天氣變化對結(jié)構(gòu)布置的影響和損害，制定具有針對性的結(jié)構(gòu)布置方案。只有將鋼結(jié)構(gòu)選型和結(jié)構(gòu)的布置結(jié)合起來考慮，才能形成一個完整的施工理念，才能經(jīng)受各種因素的干擾，最終順利地完成鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計的工作。

5 結(jié)語

鋼筋裸露對于混凝土結(jié)構(gòu)來說無疑是致命的。因為混凝土自身的特點導致其抗壓不抗拉，因此一旦內(nèi)部鋼筋沒有起到分擔拉力的作用就會導致混凝土結(jié)構(gòu)無法承載額定負荷，直接導致混凝土結(jié)構(gòu)斷裂，造成一系列承載傳導，使整個建筑結(jié)構(gòu)發(fā)生不穩(wěn)定情況甚至導致建筑整體的垮塌。針對于鋼筋裸露問題是我國建筑施工技術(shù)部門一直在攻克的難題之一，鋼筋一旦與空氣長時間接觸就會導致其自身性質(zhì)發(fā)生改變，銹蝕的鋼筋部分會變得蓬松、容易發(fā)生脆性折斷，并且鋼筋表面的銹跡會導致持續(xù)的銹蝕，導致鋼筋混凝土的承載能力持續(xù)下降，因此針對于鋼筋裸露問題就要積極做出反應，修補并加固相應的結(jié)構(gòu)，保證整體承載力的能力不因鋼筋裸露出現(xiàn)改變。

[1]鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范.（GB50017-2003）.

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