钢结构裂缝问题概述

编号（学号）：156640007

土木工程概论

课程论文

（2014届本科）

题目：谈钢筋混凝土裂缝的治理

学院：水利学院

专业：土木工程

姓名：卢源

成绩：

指导教师：白义奎教授

完成日期：2012年6月20日

谈钢筋混凝土裂缝的治理

作者：卢源

沈阳农业大学水利学院土木工程一班156640007摘要：建筑混凝土结构裂缝有十余种类型，其特点和形成规律也各不相同，但在实际工程中，往往裂缝形成的原因是多种因素造成的，其中有主要因素，也有次要因素。钢筋混凝土结构破坏倒塌的工程质量事故，绝大多数是从裂缝的扩展开始的；其实，只要仔细观察不难发现，普通的钢筋混凝土结构又一般都是带裂缝受力工作的，假如借助仪器，甚至还可以发现裂缝是时刻发生变化的，随着裂缝的发展变化，结构构件的耐久性和适用性会不同程度的降低，严重的甚至会导致结构构件的破坏；所以研究裂缝的形态、分析裂缝产生的原因和裂缝对结构功能的影响并加以控制是一个十分重要的。

关键词：治理；裂缝；控制；经济；论文

引言：

混凝土开裂可以说是“常发病”和“多发病”，经常困扰着工程技术人员。根据大量研究和工程实际，从原材料选择，改进组成设计、改善施工工艺等方面着手，可以预防混凝土裂缝的产生。下面就裂缝的产生原因和治理办法进行阐述。

裂缝的形成原因：

裂缝的形式多种多样；从裂缝的宽度来分，可分为微裂缝和宏观裂缝；一般将混凝土材料在化合过程中产生的宽度小于0.05mm的裂缝称之为微裂缝；它是混凝土材料固有的一种物理性质，微裂缝的产生几乎是不可避免的，它的分布不规则且不贯通；这种细微裂缝假如不扩展或是扩展在一定范围的话，它对一般的工业和民用建筑的正常使用是不会造成危害的；故这类裂缝又称为无害裂缝。但是，在实际使用过程中，因为混凝土结构的抗拉强度要比抗压强度低得多，所以在荷载作用下或是进一步产生温差和干缩的情况下，微裂缝会开始扩展并逐渐相互贯通，从而出现较大的、肉眼可见的裂缝，这种裂缝称之为宏观裂缝，这种裂缝的宽度一般大于0.05mm。同时，按裂缝对结构影响的不同，裂缝又可以分为结构性裂缝和非结构性裂缝，非结构性裂缝主要是由于水泥硬化干缩、外界温度和湿度变化、施工缝处理不当、钢筋腐蚀等原因造成的；而结构性裂缝主要是由受力引起的，所以结构性裂缝又叫荷载裂缝，它是工程中最常见的裂缝。钢筋混凝土结构上产生的裂缝,常见于非预应力受弯、受拉等构件中,以及预应力构件的某些部位。对于各类裂缝,必须先查明其性质和产生的原因,进而确定具体的修缮方法。钢筋混凝土结构裂缝根据其产生的原因不同可分为荷载裂缝、温度裂缝、干缩裂缝、腐蚀裂缝、沉降裂缝等。近年来，各种建筑事物事故不断发生，给人民的生活财产造成了极大损失，有很大一部分原因是由于建筑产生裂缝的原因造成的，所以我们一定要重视这个问题。在当今建筑中，钢筋混凝土无疑是最重要的材料之一，而它的安全性也是我们所必须考虑的，为了保护建筑物的安全，我们必须要考虑裂缝的问题。裂缝问题正在成为我们所必须关心和亟待解决的问题，为了人们的生活安全，我们必须时刻关心裂缝的安全问题，注重解决裂缝的产生原因，找到最好的解决裂缝的方法，把人们的财产损失减少到最少，把建筑物的安全性要大大提高，使建筑物成为安全的住所，为人们提供安全保证和生活安全。

一、各种裂缝产生原因

荷载裂缝：结构在荷载作用下变形过大而产生的裂缝。一般多出现在结构受

拉区域、受剪区域或振动严重等部位。产生的主要原因是结构设计、施工错误、承载能力不足、地基不均匀沉降等等。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、结构耐久性等控制荷载裂缝。从国内外有关规范可知,对结构变形作用引起的裂缝问题,存在着两类学派:一是设计规范规定很灵活,没有验算裂缝的明确规定,而由设计人员自由处理。另一类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,如我国《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002),工程师对结构变形裂缝控制考虑不周,是结构荷载裂缝发生过多的主要原因。

温度裂缝：由大气温度变化、周围环境高温的影响和大体积混凝土施工时产生的水化热等因素造成,水泥的水化热为165～250J/g,随混凝土水泥用量提高,起绝热温升可达50℃～80℃。研究表明,当混凝土内外温差10℃时,冷缩值εc=ΔTα=0101%,如温差为20℃～30℃时,其冷缩值为0102%～0103%,当大于混凝土极限拉伸值时混凝土就开裂。

干缩裂缝：这类裂缝一是由于材料缺陷引起的,研究表明,水泥加水后变成水泥硬化体,起绝对体积减小,毛细孔缝中水逸出产生毛细压力,使混凝土产生毛细收缩,由此引起水泥砂浆的干缩值为011%～012%,混凝土的干缩值为0104%～0106%,而混凝土的极限拉伸值只有0101%～0102%,所以引起干缩裂缝。

沉降裂缝：现浇构件因地基或砌体过大不均匀沉降;模板刚度不足、支撑间距大、支撑松动、过早拆模等,均可导致产生沉降裂缝。

腐蚀裂缝：由于有害离子Cl-,Mg2+等侵入混凝土内部,导致钢筋锈蚀而使混凝土产生的后期膨胀裂缝。

温度裂缝：防止因混凝土本身与外界气温相差悬殊,处于高温环境的构件,应采取隔热措施,加强养护,尤其在气温高、风大且干燥的气候条件下更应及早喷水。对大体积混凝土应控制裂缝,大体积混凝土工程因散热降温引起的冷缩比干缩更容易引起开裂,常规的温控措施既复杂又费钱。

二关于裂缝的治理措施

结构方面措施

（1）采用轻质高强的墙体材料，如陶粒混凝土、空心砌块、多孔砖等，以减轻墙体自重。

选用轻形结构。如可采用预应力钢筋混凝土结构，轻钢结构和各种轻型空间结构等。工

业厂房屋盖的重量较大，可将过去常用的大型屋面板外加防水屋盖改成各种自防水预制轻型屋面板，重量可减轻许多。减少基础和上覆土的重量。可采用空心基础、薄壳基础、无埋式薄板基础等自重轻，回填土少的基础形式，以及用空地板代替厚填土以减轻基底压力。

（2）加强建筑物的刚度和强度。控制建筑物的长高比L/H<2.5；设置封闭圈梁和构造柱。圈梁设置在基础顶面，顶层门窗上方。地震烈度8度地区应每隔一层加一道圈梁，甚至层层设置圈梁。圈梁应设置在外墙，内纵墙和主要内横墙上，并宜在平面内连成封闭系统。圈梁的宽度等于墙厚，高度不小于120mm。所采用的混凝土强度等级不低于C15。纵向连续浇注，一次完成以形成整体结构。构造柱应设置在外墙四角和内外墙交接处，其钢筋与圈梁连接成整体。

（3）减小或调整基底的附加应力，设置地下室。以挖除的地下室空间的土重抵消部分甚至全部建筑物的重量，达到减小沉降的目的；改变基底尺寸，使不同荷载的基础沉降量接近，减轻不均匀沉降值。

施工方面措施

（1）保持地基土的原状结构。粘性土通常具有一定的结构强度，尤其是高灵敏度土，基槽开挖时，应避免人来车往破坏地基持力层土的原状结构。必要时，基槽开挖深度保留200mm 左右的原状土，待基础施工开始时再挖除。如果坑底已扰动，可先铺一层中粗砂，再铺卵石或碎石压实处理。

（2）合理安排施工顺序。当建筑物各部分荷载差异大时，施工顺序安排应先盖高楼、荷载重的部分，后盖低层、荷载轻的部分，这样就可以调整部分沉降差。

（3）注意选择合理的施工方法。在己建成的轻型建筑物附近，不宜堆放大量的建筑材料或土方，以避免地面堆载引起建筑物产生附加沉降。在进行井点降水降低地下水位及挖深坑修建地下室时，应注意对临近建筑物可能产生不良影响。拟建的密集建筑群内如有采用桩基础的建筑物，桩的设置应首先进行。

三关于裂缝的治理方法

表面修补法

适用于对承载能力没有影响的表面裂缝的处理，也适用于大面积细裂缝防渗、防漏的处理。

内部修补法

内部修补法是用压浆泵将胶结料压入裂缝中，由于其凝结、硬化而起到补缝作用，以恢复结