某鋼筋混凝土梁開裂檢測及頂升驗(yàn)算分析

田昱峰

(山西省建筑設(shè)計研究院，山西太原 030013)

0 引言

鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)是我國建筑工程中非常常見的一種結(jié)構(gòu)形式。實(shí)踐中，為減少溫度收縮和地基不均勻沉降對整體框架結(jié)構(gòu)帶來的不利影響，也常常采用設(shè)置施工后澆帶的做法。然而，由于建筑施工的復(fù)雜性，施工過程中稍有不慎，就會出現(xiàn)各種各樣的施工缺陷，如施工尺寸偏差過大、混凝土外觀質(zhì)量不良或構(gòu)件下?lián)祥_裂等。本文結(jié)合一工程實(shí)例，介紹了一起由于后澆帶一側(cè)混凝土框架梁拆模過早而引發(fā)的施工缺陷，并經(jīng)過計算分析為缺陷處理提供了科學(xué)依據(jù)。

1 工程概況

某住宅小區(qū)11號樓為鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，地下1層，地上6層。該結(jié)構(gòu)在軸線⑨～10○之間距⑨軸線600 mm處設(shè)有一條寬為800 mm的混凝土后澆帶。該結(jié)構(gòu)2層混凝土梁B/9-10，梁C/9-10由于拆模過早，后澆帶處尚未澆筑混凝土，導(dǎo)致后澆帶一側(cè)較長段混凝土梁在自重作用下發(fā)生下?lián)希⒃诹焊慨a(chǎn)生斜裂縫，鑒于此情況施工方為保證后澆帶澆筑時兩側(cè)的梁保持同一水平，欲使用千斤頂將下?lián)狭憾隧斊穑瑸榇耍疚膶蚣芰合聯(lián)祥_裂現(xiàn)狀進(jìn)行檢測分析，并對梁的頂升過程進(jìn)行驗(yàn)算分析。

2 混凝土梁開裂檢測分析

經(jīng)現(xiàn)場檢測，該結(jié)構(gòu)2層混凝土梁B/9-10，梁C/9-10軸線跨度為8.4 m，被后澆帶分割為兩段，靠近⑨軸的一段長度為0.6 m(從⑨軸線算起)，靠近⑩軸的一段長度為7.0 m(從10○軸線算起)，梁截面高度為300 mm×700 mm，樓板厚度為100 mm，后澆帶部分混凝土尚未澆筑。2層混凝土梁裂縫均出現(xiàn)在靠近⑩軸的梁根部，裂縫呈現(xiàn)45°斜向，長度較短，裂縫寬度0.3 mm，裂縫自板底起，斜向下延伸至梁高中部，末端距梁底距離為300 mm，距離⑩軸線柱邊緣為500 mm。

根據(jù)目前梁裂縫現(xiàn)狀分析可知，裂縫是由于梁在受到自重作用時，混凝土正處于強(qiáng)度增長期，尚未達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度，梁沒有足夠的抗剪承載力的情況下，而導(dǎo)致出現(xiàn)的斜向剪切裂縫。由于梁板自重作用在梁總體設(shè)計剪力中所占比例較小，因此認(rèn)為在梁受力發(fā)生開裂時，梁內(nèi)抗剪箍筋尚未發(fā)揮其作用，鋼筋遠(yuǎn)未達(dá)到其屈服強(qiáng)度，因此認(rèn)為鋼筋未受到不利影響。

3 混凝土梁頂升計算分析

根據(jù)該結(jié)構(gòu)2層混凝土梁B/9-10，梁C/9-10目前實(shí)際狀態(tài)，不考慮后澆帶處已綁扎鋼筋對梁端的約束作用，計算時認(rèn)為后澆帶一側(cè)的梁為懸臂梁。計算參數(shù):梁截面尺寸為300 mm×700 mm，梁計算跨度為6.675 m，梁混凝土設(shè)計強(qiáng)度等級為C25，梁頂配筋為2Φ25，梁底配筋為4Φ22，箍筋為8φ10@100 mm的雙肢箍。

GB 50010-2002混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范中第3.3.4條規(guī)定，裂縫控制等級為三時，一類環(huán)境中結(jié)構(gòu)構(gòu)件的最大裂縫寬度限值為0.3 mm。

根據(jù)公式:

其中，ψ為裂縫間縱向受拉鋼筋應(yīng)變不均勻系數(shù)，ψ=1.1－為鋼筋混凝土構(gòu)件縱向受拉鋼筋的應(yīng)力

由式(1)計算得出，滿足最大裂縫寬度限值時，梁根部對應(yīng)作用的彎矩Mk=204.6 kN·m，計算得出梁根部對應(yīng)剪力 V=30.65 kN。

根據(jù)GB 50010-2002混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范中第7.2.1條中規(guī)定計算，根據(jù)梁根部正截面配筋情況，故梁根部正截面可以承擔(dān)的最大彎矩為Mu=fyAs(ho－a's)=295 kN·m＞200.4 kN·m，因此正截面受彎承載力滿足梁端向上頂升12.7 mm的要求。

又根據(jù)GB 50010-2002混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范中7.5.4中規(guī)定，計算配箍率，梁根部斜截面上可以承擔(dān)的剪力，因此斜截面抗剪承載力滿足梁端向上頂升12.7 mm的要求。

當(dāng)對上述混凝土懸臂梁梁端進(jìn)行頂升時，靠近10○軸線的梁根部受到向上的剪力，該剪力與前述梁板自重產(chǎn)生的剪力(向下)的方向相反，顯然，頂升產(chǎn)生的剪力將使梁端現(xiàn)有斜裂縫具有閉合趨勢，因此，混凝土梁頂升對斜裂縫產(chǎn)生有利影響。

考慮到下層梁板受到頂升反力下?lián)系那闆r，現(xiàn)場可根據(jù)頂升情況適當(dāng)增加頂升高度。混凝土梁頂升過程有利于梁上斜裂縫閉合，待將梁頂升至適當(dāng)高度時，即可澆筑后澆帶混凝土，當(dāng)后澆帶混凝土達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度后，混凝土梁B/9-10，梁C/9-10成為完整梁，即可滿足原設(shè)計承載力要求。

4 結(jié)語

本工程依據(jù)本文的檢測結(jié)果和頂升計算分析結(jié)果，制定了詳細(xì)的頂升修復(fù)施工方案，并實(shí)施了頂升，頂升過程中采用全站儀進(jìn)行監(jiān)控，滿足頂升高度后進(jìn)行臨時支頂，隨后澆筑了混凝土后澆帶，收到了良好的修復(fù)效果。

［1］GB/T 50344-2004，建筑結(jié)構(gòu)檢測技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)［S］.

［2］GB 50010-2002，混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范［S］.

［3］JGJ 3-2002，高層建筑混凝土技術(shù)規(guī)程［S］.