一个钢筋混凝土梁裂缝处理的工程实例
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工业厂房钢结构屋面改造钢梁混凝土柱连接工程实例摘要:随着我国工业化发展进程的加快,对工业厂房的安全可靠性要求越来越高,然而建于20世纪七、八十年代的工业厂房,经过几十年的使用,建筑物逐渐出现了不同程度的损坏和质量缺陷,影响厂房的安全使用,因此必须进行加固维修等处理。
本文通过以某工业厂房屋面改造为例,针对其改造处理过程中的梁柱连接节点等相关问题进行了探讨,以期通过本文的阐述为工业厂房改造提供一些参考。
关键词:工业厂房;屋面改造;梁柱连接节点1 工程概况某机加车间建于20世纪70年代末期,单层工业厂房,钢筋混凝土排架结构,双跨,每跨设2台5t单梁吊车,轨高6m,车间跨度15m,柱距6m,车间总长96m。
由于工房使用年限久,距今已超过30a,该工房屋面设有内天沟,内天沟经常积水,加之屋面防水层老化漏水,通过屋面板表面的细微缝隙侵蚀到内部钢筋,钢筋表皮锈蚀膨胀,使裂缝不断加大,混凝土强度下降并发生剥离、钢筋外露、锈蚀更加严重,板肋的混凝土保护层多处出现坠落现象,屋面板损坏程度达到60%以上,给车间的正常生产带来严重的安全隐患。
2 改造要求为保证工房的正常使用,需要对该工房的屋面系统进行加固维修改造。
作为生产场所,屋面改造应遵循安全、经济、可行的原则,以保证生产安全为首要目的,建筑加固维修改造的成本应尽可能小。
正常生产中的企业,停产会给企业、职工造成较大的经济损失,也对生产要素市场产生影响。
因此,应选择合适的、可行的加固、维修、改造方案,将屋面改造施工给企业生产造成的影响降到最小。
3 方案选择3.1 加固法针对大型屋面主肋损坏严重,可采用型钢梁加固法,即将两根槽钢[14放置于屋面板主肋内侧,槽钢两端搁置在屋架上,在支承处用垫板顶紧,槽钢顶面也要求和屋面板小肋底部顶紧,两根加固槽钢的位置固定后用槽钢[8作水平连系杆并焊死。
此加固方法耗钢量大,现场施工难度较大,而且增加屋盖系统的重量,只能适用于个别屋面板损坏的加固。
钢筋混凝土裂缝检测及处理案例[摘要]本文以廉江市某商住楼钢筋砼楼板裂缝为实例,论述了房屋裂缝的检测及处理技术,并对房屋结构产生裂缝的原因作了探讨。
[关键词]钢筋混凝土裂缝检测处理技术一、概论我们广东省廉江市同全国许多地区一样,留下了很多上世纪的建筑物与构筑物,这些旧的既有建筑物与构筑物,其结构及使用功能,往往面临许多问题。
随着建筑业的快速发展,各种新型材料、新型工艺不断涌现,在给人们带来众多惊喜的同时却仍然没有很好地解决建筑业长期存在的一个问题裂缝。
房屋裂缝的检测及处理技术,仍然是“建筑业10大新技术之一(2022版)”,大量既有民用与工业建筑和一般构筑物结构开裂是一个普遍但又无法回避的问题,由此引发的纠纷不计其数。
但由于不同结构形式构件开裂原因及其对结构影响的复杂性不同,如何有效但又系统地给出裂缝处理的具体建议一直是建筑业所面临的难题。
现行设计和施工质量验收规范对房屋裂缝的宽度等指标有明确的要求,但房屋在使用阶段产生裂缝后如何处理在国内都没有标准作出相应要求。
据统计,房屋结构中的裂缝80%属于构造裂缝,仅20%属于承载力不足引起的结构裂缝,而承载力不足可以采用相应的加固设计规范来进行结构加固。
二、工程实例1、资料背景广东廉江市某商住楼于2022年竣工,地下1层,地上8层。
商住楼结构为框架结构体系,按7度抗震设防。
住宅楼平面基本形状呈矩形,总长度为28.0m,总宽度为11.9m,梁、板混凝土设计抗压强度等级为C30。
平面图如图所示。
2、问题的出现现因该住宅楼四层楼面板(⑤~⑥/○B~○C轴)在住户装修使用后,板底出现裂缝,为确保原结构安全、正常使用,故对该楼面的裂缝进行检测与鉴定。
检测鉴定主要内容为:(1)住宅楼楼板裂缝的检测鉴定。
(2)分析住宅楼楼板结构产生裂缝的主要原因。
(3)住宅楼楼板结构的检测鉴定。
(4)提出住宅楼楼板结构裂缝的处理方案。
三、检测内容及方法1、楼板混凝土抗压强度检测采用回弹法对楼板混凝土抗压强度进行检测,检测结构见表检测结果表明,所检测楼板的混凝土抗压强度满足原设计C30的强度要求。
现浇混凝土楼板裂缝分析与处理导言本文结合某工程实例中钢筋混凝土现浇楼板裂缝状况,对其进行简要分析论述,探讨裂缝出现的内在原因及其处理方法,希望能对解决此类质量问题尤其是住宅建筑质量纠纷问题提供参考意见。
工程实例分析某住宅小区共建住宅楼11幢,总建筑面积约12万㎡,地下一层,地上7~18层,多层为框架结构,建筑高度27.5m,高层为框剪结构,建筑高度62.5m,基础为静压力高强度预应力混凝土预制管桩,楼面现浇钢筋混凝土板,板厚100mm(局部120~150mm)。
该住宅完工后,被逐渐发现部分楼板产生裂缝,缝宽大多在0.1mm~0.3mm,长度不等,主要表现在楼板角450斜裂缝,楼板中部平行裂缝和穿线管处裂缝。
经检测单位对房屋沉降量、倾斜度、混凝土强度进行检测,结果均满足设计要求。
因此本工程所产生的裂缝均属于非结构受力裂缝,即非荷载作用所引起。
此类裂缝虽然不影响结构安全,但影响结构的耐久性和使用功能,必须进行封闭处理。
现浇混凝土产生裂缝的原因分析1.材料方面的原因(1)水泥浆含量过高为减少泵送对机械设备的磨损,商品混凝土供应单位所用的水泥,比一般混凝土用的水泥多,相应的砂率也大,这必然导致商品混凝土比普通混凝土的收缩性大,出现裂缝的几率也比普通混凝土要大得多。
(2)坍落度大一般情况下,商品混凝土的坍落度为100~180mm,有的甚至达到250mm,而普通(自拌)混凝土的坍落度多在70~100mm。
商品混凝土搅拌站为保证泵送流畅顺利,同时施工单位为提高施工效率,方便施工人员施工作业,均将混凝土的坍落度控制在150~180mm,为达到此大坍落度的要求,必然会增加较多的水泥用量、拌和用水量和外加剂用量。
由于这三种因素的共同作用影响,造成商品混凝土的收缩值比普通混凝土要大得多,极易导致商品混凝土裂缝的产生。
(3)水化热的影响同上所述,为了便于施工,提高施工效率,商品混凝土中的水泥用量往往比普通混凝土要大很多,而且又添加了外加剂,造成初期的水化速度快,产生的水化热也较多,从而降温时因自身约束引起的温度应力也比普通混凝土要大得多。
混凝土楼板裂缝的实例分析2006年10月21日星期六13:26【摘要】文章对工程中钢筋混凝土现浇楼板裂缝状况进行了简要叙述, 并以实际工程为例,深入讨论了工程施工过程中混凝土楼板裂缝出现的原因,同时针对出现的三种典型楼板裂缝进行了进一步分析。
【关键词】现浇混凝土楼板;裂缝;混凝土收缩;拉应力一、前言随着水泥工业和混凝土技术的进步,过去在混凝上楼板中不太突出的裂缝问题,近年来却日趋严重,甚至在一些地区成了质量通病。
许多工程设计和施工人员对此很困惑:按说混凝土技术进步了,原来不易保证的混凝土强度提高了,施工方法也比以前先进了,可裂缝却越来越多了。
这一问题值得我们去深思。
对这一工程质量通病,不少工程技术人员单一从施工方面探求原因,寻求解决办法,取得了一定的效果,但未能从根本上控制这类裂缝的发生。
结合工程实践调查发现,钢筋混凝土现浇楼板裂缝因变形作用(如温度变形、收缩变形、基础不均匀沉降变形等)引起的几乎占全部裂缝的85%以上,因荷载效应引起的裂缝仅占不足15%。
而在这些变形裂缝中,以收缩变形作用为主引起的裂缝占绝大多数,并且逐年呈上升趋势。
二、工程实例分析(一)工程概述某沿海地区六层砖混结构住宅楼群,建筑面积均为3000平米左右,屋顶为坡屋顶,各建筑砌筑砂浆1~2层均采用混合砂浆砌筑,3层以上均采用M5混合砂浆砌筑,砌筑砖均为MU1O粘土红砖。
各建筑楼板、楼梯、圈梁及构造柱等现浇混凝土构件,混凝土设计强度等级均为C20。
基础混凝土条形基础,基础顶部设有钢筋混凝土基础圈梁。
上述住宅竣工后居民入住一段时间,逐渐发现部分楼板、局部过梁、梯梁开裂,其中现浇楼板裂缝宽度大多在~mm,长度不等,主要表现于楼板角45°斜裂缝,楼板中部平行裂缝(平行于长短边)和穿线管处裂缝。
经权威部门检测,本工程实例所产生的裂缝属于非受力裂缝,即非荷载作用引起的裂缝,裂缝虽然不影响结构安全,但影响结构的耐久性和正常使用,必须进行封闭处理。
实际工程中钢筋混凝土构件和砖砌体裂缝的分析与处理摘要:建筑结构产生裂缝是非常普遍的现象,其中最常见的是钢筋混凝土构件和砖砌体墙裂缝。
本文对实际工程中出现的梁板裂缝和砖墙裂缝的原因进行分析,总结其处理方法,并在此基础上探讨了钢筋混凝土构件和砖砌体常见裂缝的原因、预防措施和处理方法。
关键词:钢筋混凝土构件砖砌体裂缝分析处理工程裂缝是各类建筑物中普遍存在的一种现象,裂缝及其扩展是结构破坏和倒塌的先兆,裂缝会引起钢筋锈蚀、混凝土碳化、保护层脱落、结构承载力降低、结构破坏等后果。
出现裂缝的原因很复杂,主要有材料质量问题、气候因素、施工工艺不当、建筑物地基变形、温度变形、湿度变形、混凝土徐变、结构受荷变化、设计欠周全等原因。
实践表明,裂缝是难于避免的,如果对建筑物抗裂要求过高,将会付出较大的经济代价;并且,有些裂缝是无害的,是非结构性破坏裂缝,其害处可为人类所控制。
现对实际工程中出现的梁板裂缝和砖墙裂缝的原因进行分析,总结其处理方法,并探讨常见裂缝的原因、预防措施和处理方法。
1. 工程实例概况广东惠阳某公司的厂房及仓库,均为多层钢筋混凝土框架结构,施工完毕交付业主使用一年多后,业主发现其屋面框架梁、次梁及楼板、砖墙出现大量裂缝,严重影响建筑物的正常使用。
因此,业主邀请本设计院对裂缝进行分析并提出经济有效的处理方法。
经过现场详细观测检查和询问,本工程概况如下:1.1 建筑结构布置概况1.1.1 厂房:建筑平面尺寸为20x50米,柱距为5x10米,楼高三层,钢筋混凝土框架结构,锤击灌注桩基础,平面布置无伸缩缝,屋面没有做隔热层。
1.1.2 仓库:建筑平面尺寸为20x35米,柱距为5x10米,楼高三层,钢筋混凝土框架结构,锤击灌注桩基础,平面布置无伸缩缝,层面没有做隔热层。
1.2 建筑裂缝情况1.2.1 施工完毕交付使用一年多后,发现厂房和仓库的屋面框架梁及次梁,沿梁的长度方向,在梁的两侧面中间部份出现多道垂直裂缝。
浙江建筑,第37卷,第6期,2020年12月ZhejiangConstruction,Vol.37,No.6,Dec.2020收稿日期:2020-04-20作者简介:诸宏博(1981—),男,浙江杭州人,高级工程师,从事建筑物检测鉴定及研究工作。
混凝土框架结构楼面梁开裂原因分析及加固方案设计AnalysisofCrackingCauseandReinforcementDesignofFloorBeamofConcreteFrameStructure诸宏博1,3,梅 凯2,吴嘉龙3,胡金祥3ZHUHongbo1,3,MEIKai2,WUJialong3,HUJinxiang3(1.浙江省建筑科学设计研究院有限公司,浙江杭州310012;2.杭州市富阳区建设工程质量安全监督站,浙江杭州311400;3.浙江省建设工程质量检验站有限公司,浙江杭州310012)摘 要:钢筋混凝土框架结构楼面梁的开裂会直接影响结构的正常使用以及降低建筑结构的耐久性。
针对两种类似结构形式的钢筋混凝土结构建筑进行了楼面梁的检测和开裂原因分析,着重检测了楼面构件的开裂情况,对楼面梁的裂缝形态、裂缝位置、裂缝宽度和裂缝贯穿与否进行了描述。
并依据现行的国家加固设计规范,对出现楼面结构开裂的区域,做了加固设计方案,还充分为业主考虑了工期和造价等因素,从而为类似工程的检验及加固提供一定的借鉴。
关键词:楼面梁;裂缝;加固方案;碳纤维中图分类号:TU312+.3 文献标志码:B 文章编号:1008-3707(2020)06-0017-041 工程实例一1.1 工程概况工程一车间基础采用预应力管桩基础,房屋总宽度95 0m,总长度70 0m,③轴处设结构缝,东面部分77 2m×70 0m,檐口高度21 0m,采用现浇钢筋混凝土框架结构;西面部分17 1m×70 0m,檐口高度22 5m,标准柱距10 0m×8 6m,采用现浇钢筋混凝土框架结构,框架抗震等级为四级。
桥梁混凝土盖梁负弯矩区裂缝成因分析与防治桥梁运营时,常在混凝土盖梁负弯矩区发现较多的裂缝,如图1所示。
由于盖梁是普通钢筋混凝土结构,在设计荷载作用下可以产生受力裂缝,但裂缝宽度不能超过设计限值。
通常,由于在桥梁设计时考虑的因素不全、在桥梁运营时出现较多的超载车,使得部分盖梁负弯矩区域裂缝宽度超出规范的限定值。
而这类裂缝一般位于截面上缘,易受到雨水侵害。
雨水、二氧化碳及混凝土发生化学反应,将侵蚀盖梁内钢筋,导致钢筋锈蚀鼓胀,使裂缝处混凝土钙化析出,严重影响盖梁的耐久性。
三柱式二柱式图1 典型盖梁裂缝2 计算分析2.1工程概况以杭宁高速公路(浙江段)王家浜-青山段第3合同的K36+023 汽车通道桥(如图2.1.1所示)为工程背景,对其盖梁负弯矩区已出现裂缝进行分析。
该桥为3×13m简支空心板,右交角105度,采用分离式结构,单幅桥的桥宽12.5m,双幅全宽26m。
桥梁上部为钢筋混凝土空心板,下部为双柱式桥墩接钻孔灌注桩基础。
设计荷载汽-超20,挂120。
图2.1.1杭宁K36+023桥桥墩盖梁该桥共有4个桥墩盖梁,其中3个出现竖向裂缝,且均出现在盖梁的墩顶负弯矩区,裂缝最宽为0.41mm(规范允许的I类和II类环境的最大裂缝为0.2mm),裂缝最长为63cm。
2.2 分析计算内容为研究盖梁裂缝形成原因,拟对以下情况进行分析计算。
包括:1)以该桥的桥墩盖梁为对象,以解析法计算不同荷载等级、以及超载车辆作用下的盖梁墩顶负弯矩区的最大裂缝宽度。
2)推导出盖梁附加弯矩与盖梁最大裂缝宽度之间的关系公式。
3)计算桥墩基础不均匀沉降与盖梁附加弯矩之间的关系,及其对盖梁最大裂缝宽度的影响。
2.3最大裂缝宽度计算该桥于1996年设计,采用的设计荷载等级为汽-超20,挂120,为研究新、旧荷载等级和超载车辆等对盖梁裂缝的影响,共考虑如下4种工况:工况1:恒载+汽超20,挂120,横向布载为车道多列,车辆多辆。
混凝土抗裂技术及应用实例一、前言混凝土是建筑工程中常用的材料之一,具有承重能力、耐火性能、耐久性等优点,但其自身抗拉强度较弱,容易发生裂缝,因此需要采用一些抗裂技术来提高其抗裂性能。
本文将详细介绍混凝土抗裂技术及应用实例。
二、混凝土抗裂技术1.增加混凝土的抗拉强度增加混凝土的抗拉强度是提高混凝土抗裂性能的一种有效方法。
常用的方法有添加纤维、添加钢筋等。
1.1 添加纤维添加纤维是一种比较常用的混凝土抗裂技术,通过添加纤维可以增加混凝土的抗拉强度和韧性,从而提高其抗裂性能。
常用的纤维有钢纤维、玻璃纤维、碳纤维、聚丙烯纤维等。
1.2 添加钢筋添加钢筋是一种比较传统的混凝土抗裂技术,通过在混凝土中添加钢筋,可以增加混凝土的抗拉强度和韧性,从而提高其抗裂性能。
钢筋的添加方式有两种,一种是预埋钢筋,另一种是后加钢筋。
2.改善混凝土的内部应力分布改善混凝土的内部应力分布也是提高混凝土抗裂性能的一种有效方法。
常用的方法有预应力、后张拉等。
2.1 预应力预应力是一种通过施加预先设定的压应力来改善混凝土内部应力分布的方法。
通过预应力可以使混凝土内部的应力分布更加均匀,从而提高其抗裂性能。
2.2 后张拉后张拉是一种通过在混凝土已经硬化的情况下施加张拉力来改善混凝土内部应力分布的方法。
后张拉可以使混凝土的内部应力分布更加均匀,从而提高其抗裂性能。
3.改进混凝土的结构设计改进混凝土的结构设计也是提高混凝土抗裂性能的一种有效方法。
常用的方法有增加混凝土的厚度、改变混凝土的形状等。
3.1 增加混凝土的厚度增加混凝土的厚度可以增加其抗裂性能,因为混凝土的厚度越大,其内部应力分布越均匀,从而抗裂性能越好。
3.2 改变混凝土的形状改变混凝土的形状也可以提高其抗裂性能,常用的方法有增加混凝土的宽度、将混凝土改为拱形等。
三、应用实例1.混凝土梁的抗裂加固某桥梁上的混凝土梁出现了多条裂缝,为了加固梁的抗裂性能,采用了在混凝土梁上钻孔预埋钢筋的方法。
超长钢筋砼结构裂缝控制技术摘要:本文是作者结合多年工作经验以及工程实例,主要针对超长钢筋砼结构裂缝控制技术做出了简要分析阐述,以供参考。
关键词:施工技术;超长钢筋;裂缝控制一、工程概况该工程为苍南县县城新区行政中心办公大楼,是苍南县2003年城市建设的重点工程。
该工程建筑面积41667.2m2,高度44.8m,地面以上十一层,采用钢筋混凝土框架-抗震墙结构,梁板平面最大边缘尺寸为154.7m×37.4m,梭形办公楼部分最大尺寸为141.45m,后办公楼最长为128m,为超长钢筋混凝土结构。
该工程虽然结构超长,但考虑到建筑物的整体性及美观性等原因,整个结构不设永久伸缩缝,只能部分设置后浇带。
因此,必须采取合理的技术措施,避免超长结构因环境气温变化、水泥水化热以及混凝土收缩变形等因素造成的混凝土结构开裂。
另外,本工程结构形状复杂,在变截面部位收缩拉应力会产生应力集中,极易造成开裂。
鉴于工程的复杂性和技术难度,本工程采用补偿收缩混凝土等综合技术措施,来控制结构有害裂缝的产生。
二、裂缝的成因与对策混凝土构筑物开裂是一种普遍现象,它是长期困扰建筑工程技术人员的世界性难题。
近代科学关于混凝土的宏观、微观的研究和工程实践都说明:混凝土开裂是绝对的,不裂是相对的。
虽然开裂难以完全避免,但它却是能够控制的,采取一些技术措施完全可以将裂缝的危害控制在一定范围。
混凝土结构开裂的原因很多,但归纳起来有两类:变形引起的裂缝和受力(荷载)引起的裂缝。
变形裂缝其实也是应力导致开裂,起因是结构首先要求变形,当变形得不到满足才引起应力,应力超过混凝土强度才会开裂。
据国内外的调查资料,建筑工程中混凝土的开裂,由变形变化(温度、收缩、不均匀沉降等)引起的开裂约占总数的80%以上,由荷载引起的裂缝不足20%。
在变形引起的开裂中,最主要的因素是温度的变化(如环境气温变化、水泥水化热、太阳辐射等)、混凝土收缩(自身收缩、失水干燥干缩、碳化收缩、塑性收缩等)和地基变形(如膨胀地基、湿陷地基、地基差异沉降等)。
某厂房平台牛腿的裂缝原因分析及处理摘要:某厂房支撑平台牛腿在使用过程中出现裂缝,通过分析裂缝产生原因,并对问题牛腿及裂缝进行了相应的检测,制定了裂缝处理方案,并在实际加固后验证了方案的可靠性。
该问题的处理经验可供类似工程借鉴。
关键字:钢筋混凝土牛腿裂缝问题处理一般来说混凝土结构都是带裂缝工作的,但对于影响工程安全的裂缝应尽量避免。
对于结构构件出现的裂缝,我们应判定裂缝是否趋于稳定是否有害,分析其产生的原因,对于影响结构安全的裂缝应及时处理。
裂缝的产生有两个原因,一是由荷载引起的,此种裂缝将影响结构安全;二是由变形引起的,由于温度变化、地基的不均匀沉降等原因产生,裂缝产生后应力得到释放。
较宽的裂缝可能会引起钢筋锈蚀、混凝土碳化、保护层剥落,使钢筋混凝土强度和刚度受到削弱,耐久性降低,严重时甚至发生垮塌事故,危害结构的正常使用。
本文结合工程实例,对牛腿裂缝产生的原因进行分析,并对牛腿加固提出具体的处理方案,该处理经验可供类似工程借鉴。
1.工程概况该厂房跨度27m,长度532m,钢筋混凝土排架结构,在▽3.500m设置通长钢筋混凝土平台,平台48m设置一道伸缩缝,平台在伸缩缝处设置双梁搭在同一根预制柱牛腿上。
牛腿破坏见图(1),图(1)1.现场检测1.现场采用回弹仪对混凝土强度进行检测,结果表明牛腿的混凝土强度达到C30的设计要求;采用非金属声波检测仪对牛腿的混凝土密实度进行检测,混凝土基本密实。
2.采用钢筋探测仪对牛腿中钢筋直径、间距及保护层厚度进行检测,结果均满足施工验收规范要求。
3.采用带光源读数显微镜对裂缝进行检测,裂缝最宽达0.8mm。
1.原因分析由于伸缩缝两侧梁搭在同一牛腿上,两侧混凝土平台由于温度收缩作用加固方案1.加固范围牛腿裂缝进行封闭处理,对牛腿外表面粘贴碳纤维加固1.裂缝处理1.裂缝检查全面查清裂缝的性质,以便确定处理方案。
1.裂缝处理混凝土构件的较小裂缝,用钢丝刷等工具清除混凝土裂缝表面的灰尘、浮渣及松散层等污物,刷去浮灰,用酒精或丙酮将沿缝两侧 2-3cm 范围擦拭干净。
一个钢筋混凝土梁裂缝处理的工程实例
建筑工程所李儒宝
摘要本文从工程实例入手,具体分析了钢筋混凝土梁裂缝产生的原因,介绍了裂缝处理的方法,以及在选择标准图时一些应该注意的事项。
关键词固端简支养护
在一些钢筋混凝土结构工程中,由于设计和施工的原因,常会出现混凝土梁板裂缝的问题。
有些时候处理起来比较麻烦。
本文以实际工程为例,说明钢筋混凝土梁开裂后的分析及处理方法。
现将当年分析报告简述如下:
1 工程概况及事故现状
某工程是一个两层砖混结构,为集电影、会议、阅览等多功能的公共建筑物。
在该建筑的二层楼面,共有7根钢筋混凝土梁出现了裂缝。
1999年10月受业主委托对该工程进行鉴定及处理。
梁裂缝发生在前厅二层砖混结构现浇钢筋混凝土单梁上。
梁轴线跨度6.3m,支承在T形砖垛上,砖垛内设240×370(H)钢筋混凝土柱,梁端设240×240钢筋混凝土圈梁。
梁截面为200×550(h),梁底主筋3Φ25,弯1Φ25,梁面架立钢
筋2Φ10,箍筋Φ6@250,混凝土强度等级C20,梁上铺预应力空心板。
梁详图选用中南区标准图。
工程于1996年11月4日开工,至1997年9月土建工程完工,随即内部装修,1998年投入使用。
使用不久即发现二层梁及屋面梁两端出现裂缝。
图一表示有代表性的梁两侧面裂缝俯视及展开图。
2 裂缝原因分析
2.1 支座改变引起的抗弯裂缝
由图一可知,梁裂缝起点由梁面约呈45°向梁底伸延,1号梁裂缝长501mm,裂缝未至梁底;从俯视图可以断定裂缝在梁的两个侧面基本对称,裂缝将贯通梁的顶截面。
设计图按抗震措施在梁两端设有现浇钢筋混凝土构造柱和圈梁,而且与梁同时施工浇注混凝土。
恰恰是构造柱和圈梁改变了梁支座受力状况,梁支座已经不是标准图中所规定的简支安装节点,事实形成有约束的刚接支座了。
此时梁弯矩包络图上升,在支座处产生负弯矩。
而支座又是剪应力(本工程梁上荷载为均布荷载)最大处,由于弯剪共同作用就有可能大于该截面的承载力而产生裂缝。
依据工程现状,采用中国建筑科学研究院编PKPM系列之STS程序计算一榀框架,结果如表1。
由表一,梁上端支座应配A
S =361mm
,而实际配106mm,梁跨中应配721mm,而实际配1473mm;抗剪箍筋Φ6@250满足抗剪承载力的要求。
因为梁支座改变使得弯矩包络图上升,则梁支座顶面配筋严重不足,少配255mm2,而梁底跨中又富裕752mm2。
根据中国建筑技术发展中心技术开发与咨询部研究成果:当支座负弯矩M-
超过跨中正弯矩M+时,即1>+−MM,则剪切破坏的位置移到负弯矩区,负弯矩
区在离支座1/4跨度内。
而本例负正弯矩之比仅在0.49~0.66,所以梁裂缝不是剪应力引起的。
如前所述,设计人所选用中南标准图该梁梁号是纯简支梁,梁面配2Φ10架立钢筋,但实际上在梁端增加了240×370(h)钢筋混凝土构造柱和240×240(h)钢筋混凝土圈梁。
此时梁端固结约束已经形成。
根据GB50010-2002第10.2.6条:当梁端实际受到部分约束但按简支计算时,应在支座区上部设置纵向构造钢筋,其面积不应小于梁跨中下部纵向受力钢筋计算所需截面面积的四分之一,且不应少于两根;该纵向钢筋自支座边缘向跨中伸出的长度不应小于0.2L
;
此处L
为该跨的计算跨度。
按此条规定,在梁端上部应配不少于368mm2的钢筋,这与计算应配361mm2是很吻合的。
虽
然标准图弯1Φ25(A S =490mm 2
),但该弯起钢筋弯起点在离支座边50mm 处,其长度远远不足0.2L 。
综上所述,设计人选用标准图不正确,忽视了因增加钢筋混凝土构造柱和圈梁使梁受力状况发生了改变,最终使梁端上部截面形成受拉区而产生了贯通性裂缝。
2.2 施工不当,对梁后期强度增长产生不良影响
查施工记录,二层梁浇注混凝土的日期是97年2月14、15日,2月17日开始在梁上吊装铺设预制空心板,2月18日在梁端砌二层承重砖墙,当时气温3℃~9℃,梁的侧模在混凝土浇注1~2天即拆除,并吊装空心板。
根据施工手册,当混凝土养护温度为10℃,5天后混凝土强度前期增长度为36%(425号普通水泥),梁的底模虽然没有拆除,但在如此低强度混凝土梁上吊装,砌墙无疑将给梁后期强度增长率带来不利影响;梁侧模已经拆除,空心板已经铺满,梁侧面混凝土随即暴露在寒冷干燥的空气之中,梁混凝土养护是无从做起的,势必引起梁表面干缩,对后期强度带来隐患。
3 结论
由图一可知梁顶面及梁侧面上部裂缝最大宽度为1.5mm ,超过规范允许的一类环境裂缝宽度0.3mm 的规定。
梁底面并无裂缝,受拉钢筋应该是完好的。
假定梁的计算简图由两端固结向纯简支过渡,即M -=0,则M +
=99.3kN*m+65.7kN*m,则需配置梁底钢筋A S =1246mm 2
,而实际配3Φ25,A S =1473mm 2
,所以梁底抗弯承载力是满足的;剪应力Q=93.5kN ,实际配Φ6@250和弯起钢筋1Φ25,抗剪承载力也是满足的。
所以:
(1)梁的承载力是安全的,不需要特别加固处理;
(2)对梁裂缝作修补处理,以阻止有害介质对钢筋继续腐蚀。
具体处理方法是:剔除梁裂缝两侧各10mm,表面粉刷,露出混凝土梁面层,用压力不小于0.2Mpa的压缩空气清理裂缝,再用环氧树脂封填,并恢复梁面粉刷层,即告完工。
根据上述方案,于当年11月作现场调查并写出质量事故分析报告和修复措施。
工程修复8年至今业主未见混凝土梁裂缝继续开展。
参考文献
[1]《建筑结构技术资料汇编》汪达尊主编中国建筑技术发展中心技术开发与咨询部
[2]《混凝土结构设计规范》 GB50010-2002中国建筑工业出版社
[3]《实用建筑工程施工及验收手册》国振喜编中国建筑工业出版社。