一个钢筋混凝土梁裂缝处理的工程实例

一个钢筋混凝土梁裂缝处理的工程实例

建筑工程所李儒宝

摘要本文从工程实例入手，具体分析了钢筋混凝土梁裂缝产生的原因，介绍了裂缝处理的方法，以及在选择标准图时一些应该注意的事项。

关键词固端简支养护

在一些钢筋混凝土结构工程中，由于设计和施工的原因，常会出现混凝土梁板裂缝的问题。有些时候处理起来比较麻烦。本文以实际工程为例，说明钢筋混凝土梁开裂后的分析及处理方法。

现将当年分析报告简述如下：

1 工程概况及事故现状

某工程是一个两层砖混结构，为集电影、会议、阅览等多功能的公共建筑物。在该建筑的二层楼面，共有7根钢筋混凝土梁出现了裂缝。1999年10月受业主委托对该工程进行鉴定及处理。

梁裂缝发生在前厅二层砖混结构现浇钢筋混凝土单梁上。梁轴线跨度6.3m，支承在T形砖垛上，砖垛内设240×370(H)钢筋混凝土柱，梁端设240×240钢筋混凝土圈梁。梁截面为200×550(h)，梁底主筋3Φ25，弯1Φ25，梁面架立钢

筋2Φ10，箍筋Φ6@250，混凝土强度等级C20，梁上铺预应力空心板。梁详图选用中南区标准图。工程于1996年11月4日开工，至1997年9月土建工程完工，随即内部装修，1998年投入使用。使用不久即发现二层梁及屋面梁两端出现裂缝。图一表示有代表性的梁两侧面裂缝俯视及展开图。

2 裂缝原因分析

2．1 支座改变引起的抗弯裂缝

由图一可知，梁裂缝起点由梁面约呈45°向梁底伸延，1号梁裂缝长501mm，裂缝未至梁底；从俯视图可以断定裂缝在梁的两个侧面基本对称，裂缝将贯通梁的顶截面。

设计图按抗震措施在梁两端设有现浇钢筋混凝土构造柱和圈梁，而且与梁同时施工浇注混凝土。恰恰是构造柱和圈梁改变了梁支座受力状况，梁支座已经不是标准图中所规定的简支安装节点，事实形成有约束的刚接支座了。此时梁弯矩包络图上升，在支座处产生负弯矩。而支座又是剪应力（本工程梁上荷载为均布荷载）最大处，由于弯剪共同作用就有可能大于该截面的承载力而产生裂缝。

依据工程现状，采用中国建筑科学研究院编PKPM系列之STS程序计算一榀框架，结果如表1。

由表一，梁上端支座应配A

S =361mm

，而实际配106mm，梁跨中应配721mm，而实际配1473mm；抗剪箍筋Φ6@250满足抗剪承载力的要求。

因为梁支座改变使得弯矩包络图上升，则梁支座顶面配筋严重不足，少配255mm2，而梁底跨中又富裕752mm2。

根据中国建筑技术发展中心技术开发与咨询部研究成果：当支座负弯矩M-

超过跨中正弯矩M+时，即1>+−MM，则剪切破坏的位置移到负弯矩区，负弯矩

区在离支座1/4跨度内。而本例负正弯矩之比仅在0.49～0.66，所以梁裂缝不是剪应力引起的。

如前所述，设计人所选用中南标准图该梁梁号是纯简支梁，梁面配2Φ10架立钢筋，但实际上在梁端增加了240×370(h)钢筋混凝土构造柱和240×240（h）钢筋混凝土圈梁。此时梁端固结约束已经形成。根据GB50010-2002第10.2.6条：当梁端实际受到部分约束但按简支计算时，应在支座区上部设置纵向构造钢筋，其面积不应小于梁跨中下部纵向受力钢筋计算所需截面面积的四分之一，且不应少于两根；该纵向钢筋自支座边缘向跨中伸出的长度不应小于0.2L

；

此处L

为该跨的计算跨度。按此条规定，在梁端上部应配不少于368mm2的钢筋，这与计算应配361mm2是很吻合的。虽

然标准图弯1Φ25（A S =490mm 2

），但该弯起钢筋弯起点在离支座边50mm 处，其长度远远不足0.2L 。

综上所述，设计人选用标准图不正确，忽视了因增加钢筋混凝土构造柱和圈梁使梁受力状况发生了改变，最终使梁端上部截面形成受拉区而产生了贯通性裂缝。

2．2 施工不当，对梁后期强度增长产生不良影响

查施工记录，二层梁浇注混凝土的日期是97年2月14、15日，2月17日开始在梁上吊装铺设预制空心板，2月18日在梁端砌二层承重砖墙，当时气温3℃～9℃，梁的侧模在混凝土浇注1～2天即拆除，并吊装空心板。根据施工手册，当混凝土养护温度为10℃，5天后混凝土强度前期增长度为36%（425号普通水泥），梁的底模虽然没有拆除，但在如此低强度混凝土梁上吊装，砌墙无疑将给梁后期强度增长率带来不利影响；梁侧模已经拆除，空心板已经铺满，梁侧面混凝土随即暴露在寒冷干燥的空气之中，梁混凝土养护是无从做起的，势必引起梁表面干缩，对后期强度带来隐患。

3 结论

由图一可知梁顶面及梁侧面上部裂缝最大宽度为1.5mm ，超过规范允许的一类环境裂缝宽度0.3mm 的规定。梁底面并无裂缝，受拉钢筋应该是完好的。假定梁的计算简图由两端固结向纯简支过渡，即M -=0，则M +

=99.3kN*m+65.7kN*m,则需配置梁底钢筋A S =1246mm 2

，而实际配3Φ25，A S =1473mm 2

，所以梁底抗弯承载力是满足的；剪应力Q=93.5kN ，实际配Φ6@250和弯起钢筋1Φ25，抗剪承载力也是满足的。

所以：

（1）梁的承载力是安全的，不需要特别加固处理；

（2）对梁裂缝作修补处理，以阻止有害介质对钢筋继续腐蚀。具体处理方法是：剔除梁裂缝两侧各10mm，表面粉刷，露出混凝土梁面层，用压力不小于0.2Mpa的压缩空气清理裂缝，再用环氧树脂封填，并恢复梁面粉刷层，即告完工。

根据上述方案，于当年11月作现场调查并写出质量事故分析报告和修复措施。工程修复8年至今业主未见混凝土梁裂缝继续开展。

参考文献

[1]《建筑结构技术资料汇编》汪达尊主编中国建筑技术发展中心技术开发与咨询部

[2]《混凝土结构设计规范》 GB50010-2002中国建筑工业出版社

[3]《实用建筑工程施工及验收手册》国振喜编中国建筑工业出版社