浅谈钢筋混凝土结构构件裂缝鉴定
2014-12-25刘艳
刘艳
摘要:房屋安全鉴定工作是一个系统工程,要对整栋房屋作出结构安全性鉴定,首先要对房屋的各个结构构件进行安全性鉴定分析,最后才能综合得出整栋房屋的安全性鉴定结论。然而,对单个钢筋混凝土构件的鉴定,又集中体现在各个构件裂缝的鉴定上,构件的破坏往往开始于裂缝,构件裂缝出现的原因很多,有设计上错误、原材料性能缺陷、施工质量低劣、环境条件的变化、使用不当、地基不均匀沉陷等等。那么如何鉴定裂缝、分析裂缝、控制裂缝,就成了房屋安全鉴定工作中的重要内容。本文试试就此谈一些看法。
关键词:混凝土结构;裂缝;鉴定;
中图分类号:TU37文献标识码: A
一、前言
钢筋混凝土构件裂缝出现的原因很多,有设计上错误、原材料性能缺陷、施工质量低劣、环境条件的变化、使用不当、地基不均匀沉陷等等。那么如何鉴定裂缝、分析裂缝、控制裂缝,就成了房屋安全鉴定工作中的重要内容。
二、裂缝的鉴定步骤
1、查明裂缝的宽度、长度、深度:
结构性裂缝不仅表征结构受力状况,还会影响结构的耐久性。裂缝宽度愈大,钢筋愈容易锈蚀,意味着钢筋和混凝土之间握裹力已完全破坏,使用寿命已近终结。一般室内结构,横向裂缝导致钢筋锈蚀的危险性较小,裂缝以不影响美观要求为度,而在潮湿环境中,裂缝会引起钢筋锈蚀,裂缝宽度应小于0.2mm,但纵向缝易引起钢筋锈蚀,并导致保护层剥落,影响结构的耐久性,应予处理。当裂缝长度较长,深度较深,严重影响构件的整体性,往往是破坏征兆。
2、裂缝产生原因
钢筋混凝土结构产生裂缝的原因很多,对结构的影响程度也存在较大差异,故只有明确结构受力状态和裂缝对结构的影响,才能进一步对结构构件进行定性。若属结构性裂缝,大多由结构应力达不到极限值导致承载力不足而引起,它表明结构开始破坏或强度不足,存在一定危险,故需对裂缝作进一步分析;若属非结构性裂缝,则往往因自身应力(如温度应力和收缩应力等)过大而造成,对结构承载力影响不大,可根据结构耐久性、抗渗使用等方面要求采取适当的修补措施。结构性裂缝,根据受力性质和破坏形式进一步区分为两种:一种是脆性破坏,另一种是塑性破坏。脆性破坏的特点是事先没有明显的预兆而突然发生,一旦出现裂缝,对结构强度影响很大,是结构破坏的征兆,属于这类性质裂缝的有受压构件裂缝(包括中心受压、小偏心受压和大偏心受压的压区)、受弯构件的受压区裂缝、斜截面裂缝、冲切面裂缝,以及后张预应力构件端部局压裂缝等。脆性破坏裂缝是危险的,应予以足够重视,必须采取加固措施和其它安全措施。塑性破坏特点是事先有明显的变形和裂缝预兆,人们可以及时采取措施予以补救,危险性相对稍小。属于这类破坏的受力构件的裂缝有:受拉构件正载面裂缝,受弯构件和大偏心受压构件正载面受拉区裂缝等。此种裂缝是否影响结构的安全,应根据裂缝的位置、长度、深度以及发展情况而定。如果裂缝已趋于稳定,且最大裂缝未超过规定的容许值,则属于允许出现的裂缝,可不必加固。
钢筋混凝土结构构件的裂缝主要有以下几种原因:
1)荷载裂缝。一般多出现在构件的受拉区域、受剪区域或振动严重等部位,在荷载作用下变形过大而产生的裂缝。产生的主要原因是结构设计、施工错误、承载能力不足等等。钢筋混凝土结构是由混凝土和钢筋共同承担极限状态的承载力,结构设计师需根据地基情况、静、动荷载、环境因素、结构耐久性等情况控制荷载裂缝。对结构荷载作用引起的裂缝问题,有两种情形:第一种情形是设计规范规定很灵活,没有验算裂缝的明确规定,任由设计人员自由处理。第二种情形则是设计规
范有明确规定,对于荷载裂缝有计算公式并有严格的允许宽度限制,设计师对结构裂缝控制考虑不周,是结构荷载裂缝发生过多的主要原因。
2)温度裂缝。由大气温度变化、周围环境的影响和大体积混凝土施工时
产生的水化热等因素造成的,我们习惯上认为:“强度等级越高安全度越大,提高强度等级没坏处”。有时迁就施工方便,采用高强混凝土,这是一种误导,导致水泥标号增加,水泥用量增加,使水化热及收缩量增加。
3)干缩裂缝。这类裂缝是由于材料缺陷引起的,水泥加水后变成水泥硬化体,毛细孔隙中水慢慢溢出,使混凝土产生毛细收缩,引起干缩裂缝。
4)构造裂缝。
结构规模越大,结构形式越复杂,设计人员越喜欢采用钢筋混凝土现浇超长、超厚、超静定的结构形式,这种结构形式会导致结构约束应力不断增大,而往往结构设计中经常忽略较大约束应力要配构造钢筋的,忽略结构约束性质,因而经常出现构造性裂缝。
5)养护方法不当。目前在混凝土施工中采用的养护方法,基本上是沿用过去简易的传统方法,这种方法已远不适应在较大温度环境中有收缩变形的混凝土要求。
6)其他原因。有害物质浸入混凝土内部,导致钢筋锈蚀,使混凝土产生的后期膨胀裂缝。现浇构件因地基或砌体产生过大不均匀沉降;模板刚度不足、支撑间距大、支撑松动、过早拆模等,均可能产生裂缝。
3、判明裂缝是发展的还是稳定的
钢筋混凝土结构构件裂缝按其发展情况,通常分三种:第一种是稳定性裂缝,即裂缝的宽度、长度保持恒定不变;钢筋混凝土结构在各种荷载作用下,在受拉区允许带缝工作,也就是说裂缝是不可避免的,只要裂缝是稳定的,其宽度不大,符合规范要求,并无多大危险,属安全构件。第二种是活动性裂缝,该裂缝的宽度和长度随着受荷状态和周围温度、湿度变化而变化,随时间的推移不断扩展,说明钢筋应力可能接近或达到极限,对承载力有严重的影响,
危险性较大,应及时采取措施。第三种是发展性裂缝,裂缝的宽度和长度随着时间增长而增长。结构的裂缝会不会扩展,要看构件所处环境是否稳定,环境出现变化,旧的裂缝可能会扩展,而且还会出现新的裂缝,应结合具体情况加以判断。
三、结语
钢筋砼结构构件的裂缝影响因素很多,知识面较广,出现概率高,控制难度大,房屋安全鉴定是一项技术性与政策性相结合、局部性和整体性相结合、实践经验与规范标准相结合、必须综合考虑诸多因素的复杂性技术工作,它需要有更多的专家学者加以研究与发展的高科技课题,本文仅仅是鉴定过程中的点滴体会,还有待深入探讨和研究。
参考文献:
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