1.鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件產(chǎn)生裂縫的機(jī)理
　　 混凝土是由水泥、骨料、水及一些氣泡組成的多相非均勻復(fù)合材料。由于各種材料的力學(xué)性能存在差異，在混凝土硬化過(guò)程中，混凝土內(nèi)部產(chǎn)生粘著細(xì)微裂縫，包括骨料與水泥漿粘結(jié)面上裂縫、水泥漿裂縫和骨料自身裂縫。這些裂縫呈現(xiàn)不規(guī)則分布，一般情況下不貫通。微觀裂縫的存在是材料固有的物理性質(zhì)[1]，是不可以避免的。民用建筑中，一般認(rèn)為寬度小于0.05mm的裂縫無(wú)危害，故通常假定裂縫小于0.05mm的結(jié)構(gòu)為無(wú)裂縫結(jié)構(gòu)。論文參考網(wǎng)。
　　鋼筋混凝土構(gòu)件在使用過(guò)程中，鋼筋和混凝土一起承受荷載，兩者的彈性模量E不同，導(dǎo)致變形不同。如果混凝土承受的拉應(yīng)力大于混凝土的抗拉強(qiáng)度，這些細(xì)微裂縫會(huì)相互貫通，裂縫寬度迅速增大，當(dāng)裂縫寬度超過(guò)0.05mm時(shí)，便產(chǎn)生了肉眼可以看見(jiàn)的宏觀裂縫。鋼筋混凝土可見(jiàn)裂縫的產(chǎn)生和展開(kāi)，是混凝土與鋼筋之間不能再保持變形協(xié)調(diào)而出現(xiàn)相對(duì)滑動(dòng)的結(jié)果[2]。
　　2.裂縫產(chǎn)生原因及裂縫形態(tài)
　　2.1設(shè)計(jì)因素
　　設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)采用安全儲(chǔ)備偏小，不做撓度及裂縫驗(yàn)算，結(jié)構(gòu)體系變化顯著。結(jié)構(gòu)構(gòu)件配筋不合理，設(shè)計(jì)中剛度不足，僅按構(gòu)造配筋，不能滿(mǎn)足構(gòu)件的實(shí)際要求，容易出現(xiàn)應(yīng)力集中，在薄弱處產(chǎn)生各種受力裂縫。
　　2.2材料引起混凝土裂縫
　　材料選配不當(dāng)，如水泥品種選用不當(dāng)，強(qiáng)度不足，容易在荷載作用下產(chǎn)生各種受力裂縫；采用水泥漿的配比不合理，粗骨料的用量大，易形成不規(guī)則網(wǎng)狀裂縫，繼而導(dǎo)致混凝土脫落；水泥、骨料含有過(guò)量的有害物質(zhì)，如骨料含活性SiO2，隨時(shí)間增長(zhǎng)，混凝土膨脹，出現(xiàn)裂縫呈龜背紋狀；水泥水化熱過(guò)高，出現(xiàn)等距離的直線形裂縫；外加劑使用不當(dāng)，鋼筋銹蝕后，體積膨脹產(chǎn)生沿鋼筋縱向裂縫。
　　2.3施工引起混凝土裂縫
　　混凝土攪拌、運(yùn)輸時(shí)間太長(zhǎng)、氣溫高、風(fēng)速大，使水分大量蒸發(fā)，引起混凝土澆筑時(shí)坍落度太低，混凝土出現(xiàn)不規(guī)則的網(wǎng)狀裂縫；塑性混凝土下沉，被上部鋼筋阻礙，形成沿鋼筋縱向的裂縫；施工時(shí)由于管理不當(dāng)，施工人員踩塌已經(jīng)綁扎好的上層鋼筋，澆筑時(shí)混凝土的保護(hù)層加大，構(gòu)件橫截面的有效高度減小，形成沿構(gòu)件支承邊緣并垂直于構(gòu)件受力鋼筋方向的裂縫；在混凝土振搗不密實(shí)處，出現(xiàn)空鼓，易成為各種受力裂縫的起點(diǎn)；昆凝土澆筑速度太快，容易在柱、板、梁的交接處形成縱向裂縫；模板變形、模板支撐下沉混凝土都會(huì)在相應(yīng)部位產(chǎn)生裂縫。
　　2.4 荷載作用引起混凝土裂縫
　　鋼筋混凝土構(gòu)件受力狀態(tài)有拉伸、壓縮、扭轉(zhuǎn)、剪切、彎曲和因沉降、收縮、溫度變形產(chǎn)生的約束。中心受拉構(gòu)件，垂直于受力鋼筋縱向出現(xiàn)裂縫，貫穿構(gòu)件全截面，大體等間距；中心受壓構(gòu)件，在平行于受力方向出現(xiàn)短而密的平行裂縫，混凝土保護(hù)層有脫落現(xiàn)象；受扭轉(zhuǎn)構(gòu)件，在構(gòu)件腹部出現(xiàn)多條450方向斜裂縫，并向周?chē)月菪隣钫归_(kāi)；受剪切構(gòu)件，與主筋約450方向產(chǎn)生相互平行的斜裂縫；受彎、大偏心構(gòu)件，在彎矩最大的危險(xiǎn)截面附近從受拉邊緣出現(xiàn)橫向裂縫，并逐步向中性軸發(fā)展。
　　2.5使用環(huán)境影響產(chǎn)生裂縫
　　環(huán)境溫濕度的變化容易在結(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)處產(chǎn)生裂縫，如果構(gòu)件(一般為墻體)兩側(cè)溫度、濕度差別太大，則容易在構(gòu)件的一側(cè)產(chǎn)生裂縫；鋼筋混凝土構(gòu)件受酸性、鹽類(lèi)介質(zhì)腐蝕，容易使混凝土里的鋼筋生銹，促使混凝土保護(hù)層縱向開(kāi)裂，甚至大面積剝落；構(gòu)件表面受火灼熱后，整個(gè)構(gòu)件出現(xiàn)龜裂。
　　3.帶裂縫結(jié)構(gòu)的加固
　　3.1加固原則
　　對(duì)于不影響結(jié)構(gòu)承載力的裂縫，根據(jù)裂縫起因、性狀和大小采用不同的封護(hù)方法進(jìn)行修補(bǔ)。對(duì)于因開(kāi)裂而降低承載力的結(jié)構(gòu)，應(yīng)采用加固措施。結(jié)構(gòu)加固是通過(guò)一些有效措施，使受損結(jié)構(gòu)構(gòu)件恢復(fù)原有的結(jié)構(gòu)功能[4]。加固方案應(yīng)合理可靠、經(jīng)濟(jì)實(shí)惠、方便施工，盡量減少對(duì)原建筑的損壞[5]。根據(jù)裂縫的狀況，考慮結(jié)構(gòu)上的荷載、使用環(huán)境、不同部位加固的難易程度及加固工程的各種制約條件，選用適當(dāng)?shù)?a href="http://www.cirquelenoir.com/a_20200417170429.html">加固方法和加固材料。
　　加固材料的選用應(yīng)遵循如下要求：
　　加固用鋼材一般選用I級(jí)鋼和Ⅱ級(jí)鋼。加固用水泥采用普通硅酸鹽水泥，標(biāo)號(hào)不應(yīng)低于32.5號(hào)。加固的混凝土強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于C20，還應(yīng)比原結(jié)構(gòu)混凝土等級(jí)提高一級(jí)?；炷林胁粦?yīng)摻人粉煤灰、高爐礦渣等混合材料。加固所用粘結(jié)材料及化學(xué)灌漿材料的粘結(jié)強(qiáng)度應(yīng)高于被加固結(jié)構(gòu)混凝土的抗拉、抗剪強(qiáng)度。
　　3.2增大截面法
　　增大截面法采用與原結(jié)構(gòu)相同的材料，增大構(gòu)件的橫截面尺寸，提高構(gòu)件承載力和剛度的一種傳統(tǒng)加固法。這種方法工藝簡(jiǎn)單、適用范圍廣。缺點(diǎn)是施工期間建筑結(jié)構(gòu)不能正常使用且周期長(zhǎng)。此外，由于增大構(gòu)件截面，在增加構(gòu)件自重的同時(shí)減少了使用空間；外包鋼加固法在結(jié)構(gòu)構(gòu)件的周?chē)孕弯撨M(jìn)行加固。該方法在基本不增大構(gòu)件截面尺寸的情況下增加構(gòu)件的延性和剛度，提高承載力。這一方法特別適用于大跨度的受彎或受壓結(jié)構(gòu)構(gòu)件，但加固費(fèi)用較高；預(yù)應(yīng)力加固法采用高強(qiáng)度鋼筋或型鋼對(duì)構(gòu)件增設(shè)預(yù)應(yīng)力鋼拉桿或型鋼撐桿。一種在原構(gòu)件體外通過(guò)錨固端與支撐點(diǎn)施加預(yù)應(yīng)力，另一種先張拉構(gòu)件再澆筑混凝土，通過(guò)新舊混凝土間的粘結(jié)來(lái)傳遞力[6]。加固時(shí)，通過(guò)施加預(yù)應(yīng)力，使體外的拉桿或壓桿與被加固構(gòu)件共同受力，改變?cè)Y(jié)構(gòu)內(nèi)力分布、降低原結(jié)構(gòu)的應(yīng)力水平，提高結(jié)構(gòu)承載能力和剛度。論文參考網(wǎng)。該方法廣泛應(yīng)用于梁、板等受彎構(gòu)件。加固后減小構(gòu)件的撓度、縮小裂縫寬度甚至可以使裂縫完全閉合；外部粘貼加固法是用粘結(jié)劑將鋼板或纖維等復(fù)合材料粘貼到構(gòu)件需要加強(qiáng)的部位，常用于承受靜力作用下的受彎或受拉構(gòu)件。該方法施工簡(jiǎn)便、周期短、對(duì)環(huán)境影響小、加固后不影響結(jié)構(gòu)外觀；輔助結(jié)構(gòu)加固法直接用設(shè)置在被加固構(gòu)件位置處的型鋼、鋼構(gòu)架或其他預(yù)制構(gòu)件分擔(dān)被加固構(gòu)件的荷載。該方法避免拆除工作，施工簡(jiǎn)單，大幅提高結(jié)構(gòu)承載能力，但連接構(gòu)造比較復(fù)雜，占用空間大；注漿加固法利用壓力把粘結(jié)性能較好的材料注入被加固構(gòu)件內(nèi)部的空隙中，以提高被加固構(gòu)件的完整性、密實(shí)性，增加材料的強(qiáng)度。論文參考網(wǎng)。
　　　　3.3增設(shè)構(gòu)件加固法
　　增設(shè)構(gòu)件加固法是在原有構(gòu)件基礎(chǔ)上增加新的構(gòu)件，以減少原有構(gòu)件的受荷載面積，達(dá)到加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的目的；增設(shè)支點(diǎn)加固法是在梁、板等構(gòu)件上增設(shè)支點(diǎn)，在柱子、屋架間增設(shè)支撐構(gòu)件，減少結(jié)構(gòu)構(gòu)件的計(jì)算跨度，減少荷載效應(yīng)；增加結(jié)構(gòu)整體性加固法通過(guò)增設(shè)支撐等將多個(gè)結(jié)構(gòu)構(gòu)件形成整體，共同工作。由于整體結(jié)構(gòu)破壞概率明顯小于單個(gè)構(gòu)件，該方法在不加固原有結(jié)構(gòu)構(gòu)件的情況下提高了結(jié)構(gòu)的承載力；改變結(jié)構(gòu)剛度比加固法通過(guò)改變結(jié)構(gòu)的剛度比，使結(jié)構(gòu)內(nèi)力重新分布，達(dá)到改善結(jié)構(gòu)受力狀況；卸載加固法采用新型建筑材料置換原有的建筑分隔或裝飾材料，以減輕荷載，提高結(jié)構(gòu)的可靠性。
　　3.4加固后結(jié)構(gòu)
　　加固工程結(jié)束后，應(yīng)確認(rèn)加固結(jié)構(gòu)的承載力是否恢復(fù)。確定承載力恢復(fù)的方法有：裂縫追蹤調(diào)查，確認(rèn)裂縫穩(wěn)定不再擴(kuò)展。采用預(yù)應(yīng)力方法進(jìn)行加固時(shí)，要確認(rèn)裂縫是否已經(jīng)閉合；測(cè)定鋼筋或混凝土的應(yīng)變；測(cè)定結(jié)構(gòu)的振動(dòng)特性；測(cè)定構(gòu)件的撓度。

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