某综合市场屋面梁裂缝原因分析及加固措施

文｜福建金鼎建筑发展有限公司 罗基芳

导致结构出现裂缝的原因较多，均是受到多种因素的共同作用，如外界温度、结构内部应力、地面沉降等。针对不同类型问题制定相应的技术措施，不仅可以提高裂缝处理效果，而且对于延长屋面梁使用寿命也有着积极地意义。

1 钢筋混凝土楼面裂缝概述

1.1 钢筋混凝土裂缝的分类

在钢筋混凝土裂缝分类之中，主要涉及到以下几方面内容：第一，荷载过高时，容易导致裂缝问题出现；第二，当混凝土结构受到严重的外力作用时，同样会引发裂缝问题；第三，混凝土结构同时受到变形作用或者是荷载作用时，容易超过混凝土自身所承受的极限值，进而导致裂缝问题；第四，由于结构自身的惯性力作用，导致内部结构出现裂缝问题。由上述内容可知，造成裂缝病害的原因较多，但不是所有裂缝都涉及这些原因，因此在实际应用中，也需要根据具体的问题进行具体分析，为后续治理提供数据参考。

表2 基于裂缝宽度的修补方法

1.2 出现裂缝的危害

混凝土后期裂缝问题的出现，所呈现出的破坏度较小，为无害裂缝。如果是有害裂缝，将引发下列问题：第一，结构既定承压能力受到影响，开始沿着下降的趋势发展；第二，混凝土抗渗能力下降，裂缝深度到达受力钢筋位置时，会造成结构内部钢筋材料出现腐蚀的情况，进而缩减了建筑结构的使用寿命；第三，建筑物的整体性受到影响，很容易出现局部变形的情况。

城乡学生运动素质指标比较（表3）调查显示，除握力外，城市和农村男生50m跑、立定跳远、耐力跑、肌力、坐位体前屈差异均有统计学意义（P＜0.01），除肌力外，城市和农村女生的50m跑、立定跳远、耐力跑、肌力、坐位体前屈差异均有统计学意义（P＜0.01）。

1.3 对于裂缝是否有害的判断

图1 综合市场屋面层结构布置平面图

结合以往的施工管理经验，当混凝土开始出现裂缝之后，裂缝是否有害，需要通过多项指标对其进行评价，如裂缝的宽度、裂缝深度、裂缝所在位置等。在出现裂缝后，也需要根据表1 中的内容，来确定是否需要进行修补。

1.4 裂缝的修补方法

开展修补工作时，需要在满足修复基础强度要求的基础上，提升结构装饰的美观性，具体的选择过程可以参照表2 内容进行选择。

2 裂缝加固设计

在对裂缝加固设计时，首要做的是明确规定加固时所应用的原则，以保证在实际操作中做到“牢固可靠、简便耐久、经济适用”。就钢筋混凝土的屋面梁的裂缝加固来说，我们应了解裂缝广泛分布于哪些地方及其裂缝所呈现出来的性状，然后运用上文提到理论的对裂缝进行分析，并据此找出屋面梁出现裂缝的真正原因。据《混凝土结构设计规范》(GB 50010-2010)、《建筑结构荷载规范》（GB 50009-2012）等规范要求，以确保屋面梁裂缝加固后满足规范的各项要求，然后进行加固设计，根据已定原则实施加固设计。下面以某综合市场屋面梁裂缝工程实践，详细阐述了裂缝出现的原因及加固设计的方法及措施。

3 工程实例分析

3.1 工程概况

某工程项目位于福建某山区县内，该地夏、秋季日照温度变化剧烈，且昼夜温差较大。层数为共五层，其屋面结构布置情况如图1 所示。该工程的主体结构为五层钢筋混凝土框架，其中将一至二层属“大底盘”结构作为综合市场三至五层为两个单体办公楼。工程竣工后不久，由业主未经相关部门同意，私自将三层处的“大底盘”屋面架空隔热层拆除，改造成了露天的凉茶座，在投入使用后不久，屋面梁出现了不同程度的裂缝病害。现对裂缝病害原因进行分析，制定相应的加固措施，以起到提高屋面梁结构强度的作用。

图2 大梁裂缝示意图

表3 各点实测温度表(C)

图4 各点拉应力数值

图5 框架梁原设计配筋情况

图6 改变用途前框架梁裂缝宽度验算情况

图7 改变用途后框架梁裂缝宽度验算情况

3.2 裂缝产生原因分析

3.2.1 裂缝现状

本工程中一、二层楼面梁未见到裂缝，而屋面梁出现很多裂缝。在轴纵向屋面梁均有不同程度的裂缝，而横向梁均未出现裂缝或仅细小裂缝。屋面纵向框架梁裂缝大部分为贯穿梁两侧的裂缝，所以大多在梁的两侧对称出现。裂缝宽度均为铲除抹灰层后测读而得。通过多天观测，每天上午缝窄，有的缝还不易发现，而到了下午天气较热的时候，裂缝就非常明显，我们利用刻度放大镜所测得的裂缝宽度就是这个时段的裂缝宽度。裂缝宽度主要在0.2mm 至0.5mm 之间，仅在个别主梁跨中梁底位置偶有宽度达到0.9mm且由下而上逐渐变窄的裂缝，详见图2，裂缝已达到必须修补标准。根据现场检查结果，本工程中出现的裂缝大致可分为以下3类: 一是温度裂缝，二是收缩裂缝，三是结构裂缝。

3.2.2 温差影响

混凝土自身具备明显的热胀冷缩特性，当外部温度出现变化之后，混凝土容易出现变形情况，如果该项变化受到了约束，容易引发结构内力，如果该种力远大于混凝土抗拉强度，便会引发裂缝问题，随着季节的交替变化，裂缝问题也会越来越明显。

资源是图书馆提供信息服务的基石。在新媒体环境下，为了高质量地开展信息服务，满足读者多元化的信息需求，高校图书馆应在进行读者调研的基础上制定内容丰富、结构合理、载体形式多样的馆藏资源建设方案，实现馆藏结构、不同载体文献的和谐统一。而民族高校图书馆也担负着文化传承的使命，因此在资源建设方面除了常规资源建设意外，还应根据学校学科建设需求和民族特色文化，重点加强一批具有民族性、地域性的综合性特色数据库的建设，以便更好地服务于民族高校师生读者的科研需求。并在资源构建的基础上重点打造知识服务产品，基于资源进行知识内容的整合和有效的关联，以实现多层次、多方位、多形式的资源传播和信息服务。

（1）考虑到温差对屋面梁结构强度的影响性，需要对屋面铺设材料参数进行分析。在本工程中屋面防水卷材铺设厚度为4mm，施工设计者利用金属膜的反光作用来取代保温隔温层，起到结构保温的作用。而且屋面上的厚度又较薄，没有按规定最薄处厚度进行设计，降低了屋面的保温隔热效果。另外，屋面防水层出现了局部空鼓现象，配备的SBS 配料也出现了老化变质，部分铝箔层已经出现了剥落，失去了原有的反光作用。随机选择测量点进行温度测试，结果如表3 所示，根据测试结果可以发现，梁面温度与梁底温度之间的平均温差超过了16.5℃。温差过大导致的直接后果便会结构拉应力的快速提升，在超出混凝土抗拉伸强度后，便会出现裂缝病害的问题。

（2）除了对屋面铺设材料分析外，针对上述原因也需对引起屋面大梁内产生相应拉应力来分析。由于混凝土的导热系数相对较小，而屋面没有任何保温措施，板厚又仅为90mm,梁结构受到剧烈日照温度变化的作用，在梁的上下部分产生了相当大的温差。假定其全截面为均匀变形，温度沿梁高方向(y 方向)为直线变化的，先采用简支梁变形应力的“等效荷载法”求得梁的挠度y（x）：

图8 原设计用途下屋面层主梁扰度图（mm）

图9 叠合梁粘钢加固示意图

根据表4中不同班级在三种不同听力测试题型下的成绩表现，所有原始数据重新进行独立样本T检验和配对样本T检验，目的是找出成绩之间是否存在显著差异，见表5。

EI 为梁的抗弯刚度，

我们在现场实测到屋面板(即梁面)相对于框架梁下部温差最高时达到19°C，我们试取轴框架梁的-段进行拉应力估算(考虑到其两端约束等情况对其温差变形影响的差异，对计算结果取折减系数0.5)，所得结果如图4 所示。

综合以上分析及结合文献来看目前高职院校的品牌建设，主要是借鉴市场经济环境下企业经营管理中奉行的品牌战略，高职院校普遍存在品牌建设定位不明确，专业设置不合理、缺乏专业的管理团队、行业院校向综合性院校转变、品牌形象缺乏系统设计、传播力度不够、教育管理机制滞后等一系列问题。随着国际教育市场竞争的加剧，高等职业教育受到极大挑战，在挑战与机遇并存的教育生态环境中，高职院校实施品牌建设战略势在必行。

事实上，多跨框架梁在支座处是受到近似于全约束(嵌固约束)，为了使梁能恢复到直梁的原位状态，我们可以用上式所求的等效荷载施加于梁的上面，求得多跨连续框架梁各横截面处的正弯矩M（x）等直梁的在纯弯曲时，横截面上任点的正应力计算公式为：

式中： 为横截面上的弯矩，

计算结果表明，受到剧烈的日照温度作用，产生的拉应力值大于C20 混凝土的抗拉强度ftk值(C20 混凝土的ftk=1.54N/mm)。综上，本工程屋面梁出现裂缝，温差是主要原因之一。

y 为所求应力点到中性轴的距离。

a 为混凝土的线性膨胀系数，

I 为横截面对中性轴的惯性矩，

L 为梁的跨度，h 为梁截面高度。

3.2.3 挠度验算

如图7所示，36号化合物10，25和75 mg·L-1处理细胞24 h后，随浓度增加，FI红/FI绿较正常对照组显著下降（P＜0.05，P＜0.01），提示 MMP 降低。与CCCP组相比，36号化合物75 mg·L-1组Bcap-37细胞MMP显著降低（P＜0.05）。

本工程交付后，未经原设计单位允许的情况下改变使用用途。将不上人屋面设置为露天纳凉茶座不久后，屋面梁即出现不同程度裂缝。我们按现实情况上人屋面取活荷载值2.0KN/m2，来对轴框架梁进行裂缝宽度验算(利用PKPM 系列结构计算软件TAT-8)。原设计梁的配筋情况如图5所示。相应于无隔热层非上人屋面的情况下的裂缝计算宽度如图6 所示。原结构设计配筋量能几本满足规范要求，但从实际用途看如图7 所示，改变用途后框架梁裂缝宽度已经超过了规范规定的允许值。

苞片围绕在许许多多的小花周围，形成了一个小温室，在抵御寒风的同时还能让一部分阳光照射进来，“花瓣温室”中的温度和湿度都要比外界环境高，在这样舒适的环境中，种子才可以健康地发育生长。

另外，为了能了解原结构情况，我们利用PKPM 系列结构计算软件TAT-8 对原屋面框架主梁进行挠度计算，其数值如图8所示。可见，原设计人员在选择屋面框架主梁的截面尺寸时偏小，不能满足其刚度要求，引起纵向框架主梁的挠度值超过了规范所要求的控制限值(Lo/250)，可以断定，在未改变原用途的情况下，原框架主梁就很有可能出现了由于刚度不足引起的裂缝。

通过圆的引入，帮助学生创设了探究情境，学生在教师的引导之下，进行独立思考和合作探究，从而对椭圆的相关基础概念有了一定的认识.激发学生兴趣的同时提升了学生自主探究的信心.

3.2.4 混凝土收缩及养护不当的影响

混凝土浇筑完成后4h-15h 后，水泥水化作用最剧烈，水分急剧蒸发，加速了混凝土的凝结和干缩，从而引起混凝土收缩。混凝土收缩受横纵侧梁的双向约束，这些约束作用使之产生相应的拉应力。其计算表达式为：

式中，

Cx——水平阻力系数，Cx 值取1.0N/mm3；

β——经验系数，

护患沟通组患者的满意度(96.00%)显著高于常规导诊组患者(78.00%),数据对比差异存在统计学意义(X 2=7.1618,P=0.0074<0.05)。数据内容如表2所示。说明护患沟通在一定程度上增强了门诊患者对导诊服务的满意程度。

我家宝宝30周早产，出生体重1.3kg，一出生就被送进了新生儿病房监护。听家人说宝宝一直住在暖箱里，现在也没有什么特殊的治疗，就是要在暖箱里养着，不知道什么时候可以出暖箱呢？住在那种小盒子里，没有妈妈的怀抱温暖，宝宝会不会害怕？一直吃不到母乳会不会影响宝宝的健康？

E——混凝土弹性模量；

L——板的长度；——板表面相对收缩变形，t 值取30 天；

X——最大剪应力位置。

影响收缩的因素有环境相对温度、构件截面尺寸、养护方法、粉煤灰掺量和混凝土强度等级等。这些因素都有各自的影响系数，在非标准条件下，应将这些影响系数综合考虑。本工程地处山区县城，夏季温高达40℃左右，本工程屋面恰在7、8月份施工，是该地区气温最高季节。经过了解，屋面混凝土浇捣完成并初凝后，施工现场人员在进行浇水养护时，仅用较少的水量对屋面板进行喷洒，未到下层来对屋面大梁的侧模、底模进行(向上)喷水养护，致使混凝土表面水分过快蒸发，加快了混凝土收缩。本工程屋面梁在梁两侧出错现较多龟裂，是由于养护不当导致混凝土收缩引起的。

3.3 裂缝处理和加固措施

为控制裂缝的发展，根据现行规范对其进行加固处理，以提高建筑物的耐久性。本次采用改性环氧树脂液压力灌浆，将胶水注入混凝土裂缝内部，使裂缝两侧的混凝土粘合成整体。环氧树脂属于是高分子化合物，操作完成后，主体强度和韧度将会得到大幅提升，抗腐蚀能力也进一步加强，赋予其更好的稳定性特点。另外，环氧树脂与混凝土结构接触时，能够呈现出较强的黏结性和不溶于水等特点，能够满足混凝土结构裂缝的堵漏要求。

3.3.1 结构裂缝处理

对结构裂缝的加固处理，宽度较小、深度较浅的结构裂缝，可以利用注浆法或表面处理法。以注浆法为例，利用风机将裂缝内杂质吹出之后，借助压力设备（气压控制在0.2MPa 到0.3MPa）向裂缝中注入拌和好的泥浆或改性环氧树脂液，借此达到结构补强的作用。对于宽度较大、深度较大的结构裂缝，需要对其进行开凿，深度和宽度略大于原结构参数，在清理基底表面后，向其中填充拌和好的泥浆，将结构重新粘合成一个整体，从而提高结构的整体强度。

“你们饿吗？宇晴师父的黄梁驿里，应该还有剩下的驴肉、馒头和黄粱酒，味道不错的，虽然是凉的！我去替你们弄一点过来吧！”吴耕说。

3.3.2 梁底扩大截面加固

1882年，为增强航运，佛州开始疏通基西米河与克鲁洒河。1904年，新任州长的第一件事便是“排干沼泽地”。为了管理和实施该项工程，州议会于l907年成立了 “大沼泽地排水局”。1905—1927年，从奥基乔比湖到大西洋海岸，修建了6条河道用于排水、航运。1926、1928年接连几次飓风在该地区造成巨大灾难，使人们的关注焦点从排水转移到了防洪。

根据计算结果，在加固设计中时经多方案比较，决定采用梁底扩大截面法，如图9 所示，即梁底增厚150mm，梁底加配3 根φ18 的纵向钢筋，纵向钢筋两端植入原框架柱中。梁底的箍筋与原梁箍筋焊接。具体的施工要求是在旧混凝土的搭接面上打毛洗净，并涂刷混凝土界面剂，增加的混凝土部分应振捣密实，使新旧砼整体结合，从而起到提升结构强度的作用。

3.3.3 提高梁的抗剪强度

根据现场调查，次梁支座吊筋未伸至主梁的底部，屋面大梁作为次梁支座抗剪不足，决定采用U 形钢条粘钢，如图6 所示。大梁支座加做梁托，以提高支座处抗剪能力和节点联结效果，如图7 所示。

家长是孩子的启蒙老师，是孩子的第一任教育者。温馨的家庭氛围和良好的家庭文化将对留守儿童产生巨大的影响。但是父母长期在外，导致家长角色弱化，父母与孩子产生隔阂，儿童应有的心灵归属缺失。

4 结束语

通过对实例分析，找出屋面梁裂缝出现的原因，同时制定出针对性措施对结构进行加固，并起到了很好的应用效果。在此过程中得到很多经验教训，主要小结如下：（1）不允许私自调整结构的设计功能，这样会改变结构内部荷载，增加屋面梁裂缝出现几率。（2）选择恰当地施工时间展开混凝土浇筑（如傍晚或清晨温度较低的时候），同时还需要做好混凝土早期的养护工作，做好保温、保湿工作，提高混凝土的成型质量。（3）做好设计验算工作，结合验算结果调整设计方案内容，以提高设计方案的适用性。