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　摘 要 ： 本文將混凝土梁上豎向、斜向裂縫表征，與裂縫產(chǎn)生的位置及使用、施工環(huán)境相結(jié)合，綜合分析了溫度、收縮、構(gòu)造、受力等不同原因產(chǎn)生裂縫的機(jī)理。

　　關(guān)鍵詞： 混凝土梁、 裂縫

　　1. 前言

　　鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代工程中，梁類構(gòu)件既起到承受上部荷載受力的作用，又要完成水平支撐有效傳遞水平力、提高結(jié)構(gòu)整體性的作用。混凝土梁上的裂縫對(duì)結(jié)構(gòu)會(huì)產(chǎn)生多大的影響、如何處理，都離不開對(duì)裂縫的定性分析。從外觀看，梁上存在的豎向、水平或斜向裂縫，是否沿梁側(cè)上下或左右通透，裂縫上下的寬度是否發(fā)生變化，都對(duì)原因分析起到很大的影響。我們下面以一根混凝土適筋梁為例，進(jìn)行開裂原因的分析。

　　2. 混凝土梁裂縫種類及原因

　　2.1 梁側(cè)面豎向裂縫

　　1)受力裂縫

　　裂縫特征：裂縫位于混凝土梁中段，一般跨中裂縫寬度最大，豎向裂縫下寬上窄，沿梁兩側(cè)面通透。見附圖1。

　　原因分析：在混凝土承受荷載時(shí)，下部受拉區(qū)鋼筋與混凝土共同受力，受拉區(qū)邊緣纖維應(yīng)變大于混凝土受彎極限拉應(yīng)變時(shí)，出現(xiàn)受拉區(qū)混凝土開裂。該類裂縫由承載力引起，裂縫一旦出現(xiàn)，即具有一定的開展寬度，并沿梁高上延至一定高度，所以多為下寬上窄。開裂后鋼筋應(yīng)力較裂前突然增加，會(huì)在跨中區(qū)段出現(xiàn)幾條裂縫。

　　2)溫度裂縫

　　裂縫特征：裂縫在梁長范圍內(nèi)基本呈等間距分布，各縫寬相似，豎向裂縫上寬下窄，沿梁兩側(cè)面通透。見附圖2。

　　原因分析：該類裂縫多出現(xiàn)在頂層上表面隔熱不當(dāng)，或施工時(shí)暴曬造成梁板上下表面溫差大的部位。梁板上表面溫度高，混凝土膨脹變形大，下表面溫度低，混凝土膨脹變形小，形成變形差。當(dāng)變形產(chǎn)生的拉應(yīng)力大于混凝土抗拉強(qiáng)度時(shí)，在應(yīng)力集中的梁上部區(qū)域出現(xiàn)豎向裂縫，以釋放變形能。

　　3)混凝土收縮裂縫

　　裂縫特征：裂縫位于混凝土梁跨中或三分之一處，如為連續(xù)梁則裂縫沿全長基本呈等間距分布，間距因梁截面大小及養(yǎng)護(hù)條件而異，各裂縫寬度只與混凝土該位置自身材料差異有關(guān)，當(dāng)混凝土質(zhì)量穩(wěn)定時(shí)裂縫基本同寬。單條豎向裂縫上下基本同寬，部分裂縫為中間寬兩端窄，沿梁兩側(cè)面通透。見附圖3。

　　原因分析：混凝土澆注后收縮變形主要集中在塑性收縮階段，此時(shí)對(duì)水分的要求也較大，養(yǎng)護(hù)不當(dāng)易造成混凝土塑性收縮裂縫，裂縫位置受自身材料及連續(xù)梁長度影響。混凝土梁全截面收縮變形，隔一段會(huì)出現(xiàn)一個(gè)應(yīng)力釋放面，即開裂面，裂縫貫通全截面。

　　4)箍筋表面混凝土收縮裂縫

　　裂縫特征：多為混凝土梁側(cè)面及底面周圈裂縫，裂縫位置與梁內(nèi)箍筋位置相對(duì)應(yīng)，打開檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)裂縫僅存在于箍筋混凝土保護(hù)層范圍，各裂縫寬度基本相同。見附圖4。

　　原因分析：箍筋表面混凝土厚度較其它部位薄，當(dāng)混凝土收縮時(shí)，易在該處應(yīng)力集中，后期養(yǎng)護(hù)不當(dāng)時(shí)在此薄弱面出現(xiàn)沿箍筋位置的裂縫。該類裂縫僅存在于箍筋混凝土保護(hù)層范圍，箍筋內(nèi)部混凝土不受影響。

　　2.2梁側(cè)面根部斜向受力裂縫

　　裂縫特征：裂縫位于混凝土梁根部受剪區(qū)或彎起筋外端部，為一條或多條梁根低、梁中方向高約45o角走向的斜裂縫。見附圖5。

　　原因分析：該類裂縫是由于混凝土梁受剪應(yīng)力與壓應(yīng)力共同作用時(shí)，斜截面承載力不足造成的。首先在梁底出現(xiàn)垂直裂縫，頂部變斜（斜向荷載作用點(diǎn)）形成斜裂縫，當(dāng)荷載增加至一定程度時(shí)，在幾條斜裂縫中形成一條主要斜裂縫，即“臨界斜裂縫”。當(dāng)混凝土梁截面偏小，或抗剪筋配置不足時(shí)易發(fā)生該類損傷。同時(shí)要注意混凝土梁上有墻體時(shí)是否形成墻梁構(gòu)件，避免計(jì)算中將墻荷只傳至本層梁，而實(shí)際底層混凝土墻梁承載上部多層荷載的受力模型錯(cuò)誤引起的損傷。

　　2.3沿鋼筋方向的裂縫

　　裂縫特征：裂縫對(duì)應(yīng)混凝土梁主筋位置，或?qū)��?yīng)箍筋位置，開裂較大處伴隨混凝土保護(hù)層脫落、鋼筋出現(xiàn)銹皮。見附圖6。

　　原因分析：混凝土梁內(nèi)鋼筋銹蝕后體積膨脹，造成混凝土保護(hù)層脹裂損傷，鋼筋銹蝕與環(huán)境溫濕度及干濕交替情況、環(huán)境存在侵蝕性物質(zhì)（氣、液、固體）、及混凝土中氯離子含量有關(guān)。

　　3. 裂縫寬度的限值

　　混凝土梁類構(gòu)件應(yīng)從承載能力、構(gòu)造以及不適于繼續(xù)承載的位移(或變形)和裂縫等四個(gè)方面來確定結(jié)構(gòu)安全性，裂縫的性質(zhì)及開裂大小是判斷安全性的重要內(nèi)容。

　　上述裂縫中，混凝土梁豎向受力裂縫及梁側(cè)面根部斜向受力裂縫都屬于受力裂縫，溫度裂縫、混凝土收縮裂縫、箍筋表面混凝土收縮裂縫屬于非受力裂縫，應(yīng)根據(jù)《民用建筑可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)》GB 50292-1999第4.2.5條、4.2.6條內(nèi)容確定裂縫寬度的限值。

　　1） 當(dāng)混凝土梁出現(xiàn)表1所列的受力裂縫時(shí)，應(yīng)視為不適于繼續(xù)承載的裂縫。

　　表1：混凝土構(gòu)件不適于繼續(xù)承載的裂縫寬度的評(píng)定

　　檢查項(xiàng)目

　　環(huán) 境

　　構(gòu) 件 類 別

　　cu級(jí)或du級(jí)

　　受力主筋出的彎曲裂縫

　　（mm）

　　正常濕度環(huán)境

　　鋼筋混凝土

　　主要構(gòu)件

　　>0.50

　　一般構(gòu)件

　　>0.70

　　預(yù)應(yīng)力混凝土

　　主要構(gòu)件

　　>0.20（0.30）

　　一般構(gòu)件

　　>0.30（0.50）

　　高濕度環(huán)境

　　鋼筋混凝土

　　任何構(gòu)件

　　>0.40

　　預(yù)應(yīng)力混凝土

　　>0.10（0.20）

　　剪切裂縫（mm）

　　任何濕度環(huán)境

　　鋼筋混凝土或預(yù)應(yīng)力混凝土

　　出現(xiàn)裂縫

　　注：表中括號(hào)內(nèi)限值適用于Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ冷拉級(jí)鋼筋的預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件。

　　2） 當(dāng)混凝土梁出現(xiàn)下列情況的非受力裂縫時(shí)，也應(yīng)視為不適于繼續(xù)承載的裂縫：

　　a. 因主筋銹蝕產(chǎn)生的沿主筋方向的裂縫，其裂縫寬度已大于1mm。

　　b. 因溫度、收縮等作用產(chǎn)生的裂縫，其寬度已比表1規(guī)定的彎曲裂縫寬度值超出50%，且分析表明已顯著影響結(jié)構(gòu)的受力。

　　4. 結(jié)束語

　　混凝土梁類構(gòu)件受到結(jié)構(gòu)受力、溫度、變形、構(gòu)造等多方面因素的影響，現(xiàn)實(shí)工程中也存在幾種裂縫混合出現(xiàn)的情況，例如溫度應(yīng)力會(huì)加劇收縮裂縫的開展等。但我們要認(rèn)真查勘現(xiàn)場，不僅檢查裂縫在整體及局部構(gòu)件上的位置，還要看走向、分布、與周圍或內(nèi)部結(jié)構(gòu)的關(guān)系，細(xì)查裂縫上下寬度的變化，對(duì)現(xiàn)場損傷全面了解，綜合分析，以確定裂縫產(chǎn)生的主要原因及誘發(fā)因素，為切實(shí)有效地處理損傷提供可靠依據(jù)。