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混凝土梁的裂缝形成与加固方法

文章出处:人气:-发表时间:2022-08-05 09:23【

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混凝土结构是我国工程结构中最常见、应用最广泛的结构形式之一。但由于混凝土结构自身组成材料的弱点(抗拉强度较低),在使用条件下容易出现裂缝,尤其是在梁结构上,主要的裂缝形式有以下几种:


01

结构荷载裂缝

1.1  梁侧面竖向受力裂缝
1.1.1 裂缝特征:一般位于钢筋混凝土梁跨中部位出现多条裂缝,一般跨中裂缝宽度最大,竖向裂缝下宽上窄,通常不会沿梁截面全高分布,但在梁两侧面贯通。裂缝示意图详见下图:

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梁侧面竖向受力裂缝

1.1.2 原因分析:钢筋混凝土承受荷载时,下部受拉区钢筋与混凝土共同受力,受拉区边缘应变大于混凝土极限拉应变时,出现受拉区混凝土开裂。该类裂缝由承载力不足引起,裂缝一旦出现,即具有一定的开展宽度,并沿梁高上延至一定高度,所以多为下宽上窄。开裂后钢筋应力较裂前突然增加,会在跨中区段出现几条裂缝。

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1.2  梁根部斜向受力裂缝
1.2.1 裂缝特征:位于混凝土梁根部受剪区或弯起筋外端部,为一条或多条在梁根部、梁中方向高约45º角走向的斜裂缝。裂缝示意图详见下图

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1.2.2 原因分析:该类裂缝是由于混凝土梁受剪应力与压应力共同作用时,斜截面承载力不足造成的。首先在梁底出现垂直裂缝(即1.1所述),顶部形成斜裂缝,当荷载增加至一定程度时,在几条斜裂缝中形成一条主要斜裂缝,即“临界斜裂缝”。当混凝土梁截面偏小,或抗剪筋配置不足时易发生该类损伤。

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对该类裂缝应当引起高度重视。

02

非结构荷载裂缝

2.1  梁侧面收缩裂缝
2.1.1 裂缝特征:一般位于混凝土梁跨中,严重时呈现连续的1/2跨等间距分布,间距因梁截面大小及养护条件而异;单条竖向裂缝上下基本同宽,部分裂缝为中间宽两端窄;裂缝沿梁截面高度全高分布,在梁两侧面贯通。裂缝示意图详见下图


2.2.2 原因分析:混凝土浇筑后,在凝结固化阶段对水分的需求较大,由于保湿养护不当,易造成混凝土缺水后产生梁全截面收缩变形,隔一段会出现一个开裂面,裂缝贯通全截面。

2.2  梁侧面温度裂缝
2.2.1 裂缝特征:一般在屋面或地下室顶板下的梁上出现,在梁长范围内通常呈等间距分布,竖向裂缝上宽下窄,沿梁两侧面贯通。裂缝示意图详见下图


2.2.2原因分析:该类裂缝多出现在屋面或地下室顶板部位,由于上表面隔热或养护不当,施工时暴晒造成梁板上表面温度高,混凝土膨胀变形大,下表面温度低,混凝土膨胀变形小,形成变形差,产生裂缝。

2.3  沿梁纵向受力钢筋方向的裂缝
2.3.1 裂缝特征:裂缝对应钢筋混凝土梁主筋位置,或对应箍筋位置,开裂较大处伴随混凝土保护层脱落、钢筋出现锈皮。裂缝示意图详见下图

2.3.2 原因分析:受环境温湿度及干湿交替情况影响,钢筋混凝土梁内钢筋锈蚀后体积膨胀,造成混凝土保护层胀裂损伤。

03

因施工不当引发的裂缝

3.1  支模架下沉引起的裂缝
3.1.1 裂缝特征:一般位于混凝土梁板交界位置,或梁下支模架立杆间距较大处。裂缝示意图详见下图:


3.1.2 原因分析:混凝土尚未凝结固化时,本身强度不足,由于支模架承载力不足或拆模过早,不能支撑混凝土重量,造成混凝土开裂。

3.2  振捣不密实,混凝土下沉引起的裂缝
3.2.1 裂缝特征:一般位于截面高度尺寸较大的混凝土梁端面或侧面的上部,呈水平状态;在混凝土柱顶部也会出现此类裂缝。裂缝示意图详见下图:


3.2.2 原因分析:混凝土梁截面高度较大时,若浇筑速度过快,在混凝土尚未振捣密实时即停止浇筑,后期混凝土受自重作用下沉,产生沿截面高度的水平裂缝。


04

裂缝处理


对于裂缝深度尚未达到保护层深度,并且裂缝已经处于静止状态,为确保建筑物的安全性能和使用年限的耐久性,就必须进行修补恢复,其修复方法可采用表面封闭法,使用封缝胶


对于裂缝宽度较细较深,且以周期性活动裂缝居多,可采用粘度低、粘结性好、弹性模量较小且柔性较好的结构灌缝胶进行加固,再配合粘贴碳纤维布等方式,提高梁的承载力


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