框架梁垂直裂缝形成和扩展的可能原因

框架梁垂直裂缝形成和扩展的可能原因

影响混凝土裂缝产生与发展的因素众多。首先，就钢筋混凝土材料本质而言,钢筋混凝土是由混凝土和钢筋两种材性互补并能够协同受力的材料粘结而成的一种混合型建筑材料，它既受到水泥、骨料、钢材的化学性能影响，也受到混凝土、钢筋以及它们之间粘结的物理性能影响，对约束变形极为敏感，容易因次生应力而产生裂缝。因此，从内因方面来讲,钢筋混凝土结构构件产生裂缝的机理一般认为是因为混凝土材料(包括水泥石和粗细骨料)变形受约束而引起的内应力大于材料抗拉强度的缘故。混凝土的抗拉强度很低，引起很小的拉应变(约100×10-6)就可能引起裂缝。其次,钢筋混凝土结构受外部因素如气候、时间、环境等影响显著。混凝土结构在建造和使用期间,因材料质量、施工工艺、环境条件和荷载作用都可能使结构表面出现肉眼可见的裂缝。

1.1结构突然超载

垂直裂缝形成的原因是由于结构突然超载，使梁的内力重新分布造成梁内弯矩过大而引起开裂。框架梁中的垂直裂缝与梁纵向轴线垂直且从梁底面开裂。

1.2气温的影响

若主体施工正值盛夏，钢筋混凝土框架结构拆模后浇水养护不足。由于混凝土失水，加剧了框架结构钢筋混凝土保护层碳化。经检测结果表明：失水的钢筋混凝土结构的混凝土碳化深度一般6个月能达3mm，水灰比过大的混凝土碳化深度则会达到5mm，因而降低了混凝土强度，促使裂缝逐步展开。

1.3工程施工周期短、拆模早

有些工程仅用3个月就完成了水下灌注桩和主体工程施工，现场框架梁混凝土浇筑实际是7天就拆模，并且拆模时无试块试压数据，也没有将混凝土等级提高的预先控制措施，混凝土强度比设计强度低得多。同时拆模后，随着主体结构的施工，其施工荷载直接影响下部楼层框架梁内力的变化而产生垂直裂缝，且裂缝随上部结构增加而加大。因为施工时框架梁受力状态与简支梁受力状态相似，故垂直裂缝大都在跨中。当裂缝出现后，在裂缝截面的混凝土退出工作，由钢筋承担全部拉力，使钢筋应力增高，钢筋和混凝土间产生相对滑移，受拉钢筋的平均应变亦不断增大，裂缝的宽度也随时间的增加而变宽。

2 裂缝控制措施

不管是允许出现裂缝的结构，还是不允许出现裂缝的结构，从措施上来减少或消除温度应力都是有效而必要的手段，尤其对于不允许出现裂缝的结构，间接作用引起的内力值会很大，应从根本上设法消除或减少温度应力，提高混凝土的抗裂能力，而不能光靠增加配筋来解决问题，增加的配筋充其量也只是增加了截面的换算面积。本文对常用的控制裂缝的措施做了总结：

2.1 材料

2.1.1 水泥品种的选择

对一般薄壁或小断面结构，选择水泥品种主要应从降低收缩量的角度考虑，可以选用普通硅酸盐水泥及粉煤灰水泥。另外，不要轻易选择早强水泥，不要选择细度太细的水泥和强度级别太高的水泥。

2.1.2 骨料的选择

骨料对水泥石的收缩起约束作用，因此应选择弹性模量较大的骨料，尤其是粗骨料，比如选择石灰岩、白云岩、石英岩，避免选择砂岩。另外，不要为了满足泵送施工流动性的要求而选择粒径太小的骨料，因为那会增加收缩量;还应注意的是，用含泥量或含其它杂质太多的骨料拌制的混凝土其抗拉性能受到了严重削弱，有的骨料中棍入了有害膨胀物甚至引起混凝土的崩裂，因此要求混凝土选材尤其是泵送混凝土选材必须遵循“精料供应”的原则。

2.1.3合理配料

从降低收缩和增加极限拉应变的角度考虑，应按以下原则配料：水泥用量少，水灰比小，骨料含量尤其是粗骨料含量大。但目前普遍采用的泵送商品混凝土的供料方式以及强度等级对配料的要求都与上述原则相矛盾。协调矛盾的办法有二，其一是在满足泵送坍落度下限条件的情况下尽量降低水灰比、增大骨料含量尤其是粗骨料含量;其二是采用“双掺技术”，即掺加粉煤灰和减水剂。由于粉煤灰的火山灰活性效应及微珠效应，具有优良性质的粉煤灰在一定掺量下(水泥重量15%-20%)混凝土强度还有所增加(包括早期强度)，密实度增加，收缩变形有所减少，泌水量下降，坍落度损失减少。因此，“双掺技术”是解决泵送混凝土流动性要求与结构抗裂要求这对矛盾的有效办法。

2.2 预应力

采用预应力混凝土结构预应力混凝土可增强梁板刚度，梁板中所产生的预压应力可抵消由于混凝土温度变化和收缩产生的轴向拉应力，从而达到

扩大温度伸缩缝间距不设后浇带的目的。当为满足建筑要求而采用该技术时，可考虑在采用必要的控制和抵抗温度应力的具体措施后增大温度伸缩缝的间距。

2.3 浇注季节

混凝土浇注季节应尽量在气温最低的时候，将收缩和降温从时间上错开。但即使在冬天浇注混凝土，也并不能从根本上消除温度应力，只能减少温度应力的值。所以在冬天浇注的混凝土，一年中的拉应力最大值只是收缩应力与残余温度应力之和。而在夏天浇注的混凝土，拉应力最大值为温度应力极值与该时刻的收缩应力之和。