混凝土结构裂缝诊治技术.pptx

1、混凝土结构裂缝诊治技术概述一、概述1.裂缝的危害2.裂缝分类3.裂缝调查（外观、现场资料）4.裂缝原因分析5.裂缝控制与防治（开裂前）6.裂缝修补方法（开裂后）二、典型裂缝形态三、工程实例分析近年来，很多混凝土结构在建设阶段和使用过程中出现了不同程度、不同形式的裂缝。裂缝对混凝土建筑的危害主要表现在结构耐久性和正常使用功能的降低。裂缝的存在及超限会引起钢筋锈蚀，降低结构使用年限；裂缝对建筑正常使用功能的影响，主要是降低了结构的防水性能和气密性，影响建筑美观，给人们造成一种不安全的精神压力和心理负担。裂缝危害性大小与裂缝性状、结构使用功能要求、环境条件及结构抗腐蚀能力有关。1 概述1.1 裂缝的

2、危害混凝土结构的裂缝按其形态可分为静止裂缝、活动裂缝、尚在发展的裂缝三类。1）静止裂缝：尺寸和数量均已稳定不再发展的裂缝。修补时，仅需依裂缝粗细选择修补材料和方法。2）活动裂缝：在现有环境和工作条件下始终不能保持稳定、易随着结构构件的受力、变形或环境温、湿度的变化而时张、时闭的裂缝。1 概述1.2 裂缝的分类修补时，应先消除其成因，并观察一段时间，确认已稳定后，再按静止裂缝的处理方法修补；若不能完全消除其成因，但可确认对结构、构件的安全性不构成危害时，可使用具有弹性和柔韧性的材料进行修补，并根据裂缝特点确定修补时机。3）尚在发展的裂缝：长度、宽度或数量尚在发展，但经历一段时间后将会终止的裂缝。

3、对此类裂缝应待其停止发展后，再进行修补或加固。1 概述1.2 裂缝的分类裂缝外观调查是裂缝成因分析和危害性评定必不可少的基本条件，依据不同情况调查的主要工作有：裂缝的位置、裂缝走向、裂缝宽度、裂缝深度、裂缝长度、出现裂缝的时间及发展过程，裂缝是否已经稳定等。1 概述1.3 裂缝调查（外观调查）混凝土材料性能：水泥、砂、石、外加剂种类，材质单，是否存在水泥安定性问题，碱性骨料等。施工质量控制情况：混凝土表观质量、密实性、养护条件，钢筋布置位置及数量，支撑刚度及支撑质量情况等。设计计算与构造：重点检查结构方案，荷载取值，计算分析方法（包括温度收缩应力、结构差异沉降等），结构抗裂计算，配筋，以及构造

4、措施等是否满足规范。使用环境与荷载：主要是结构在使用中的温度、湿度条件，以及实际荷载是否超标等。1 概述1.3 裂缝调查（现场资料调查）材料问题：水泥的安 定 性，碱 骨 料 反 应，混 凝 土 的 收 缩等。施工问题：混凝土配合比或外加剂失误，振捣不足或过振，养护条件不够，过早拆模或受荷，模板变形，支撑下沉等。设计问题：结构计算失误，温度及收缩应力考虑不足，不均匀沉降考虑不足，冻胀等。环境问题：环境温、湿度条件变化，冻融，火灾，酸或盐的化学腐蚀，钢筋的锈胀等。1 概述1.4 裂缝成因分析 水泥的安定性水泥的安定性即体积安定性，是指水泥在凝结硬化过程中体积变化的均匀性。如果水泥硬化后产生不均匀

5、的体积变化，即为体积安定性不良，会使水泥制品或混凝土构件产生膨胀性裂缝，降低建筑物质量，甚至引起事故。引起水泥安定性不良的原因有很多，主要有：熟料中所含的游离氧化钙/游离氧化镁过多或掺入的石膏过多。熟料中所含的游离氧化钙或氧化镁都是过烧的，熟化很慢，在水泥硬化后才进行熟化，这是一个体积膨胀的化学反应，会引起不均匀的体积变化，使水泥石开裂。当石膏掺量过多时，在水泥硬化后，它还会继续与固态的水化铝酸钙反应生成高硫型水化硫铝酸钙，体积约增大1.5倍，也会引起水泥石开裂。1 概述1.4 裂缝成因分析 碱骨料反应碱骨料反应是指混凝土中的碱性物质与骨料中的活性成分发生化学反应，引起混凝土内部自膨胀应力而开

6、裂的现象。碱骨料反应开始是在30年代美国西部地区的堤坝、公路、桥梁等混凝土结构物发生异常膨胀，产生裂缝而发现的。进入70年代后，不断从欧洲、南非等地传来碱骨料反应引起的结构损伤报告，碱骨料反应作为个世界性的普遍问题被提了出来。1 概述1.4 裂缝成因分析 碱骨料反应由于碱骨料反应一般是在混凝土成型后的若干年后逐渐发生，其结果造成混凝土耐久性下降，严重时还会使混凝土丧失使用价值，且由于反应是发生在整个混凝土中，因此，这种反应造成的破坏既难以预防，又难于阻止，更不易修补和挽救，故被称为混凝土的“癌症”。碱骨料反应发生需要具有三个条件：混凝土的原材料水泥、混合材、外加剂和水中含碱量高；骨料中有相当数

7、量的活性成分（不定型二氧化硅、硅酸盐矿物、碳酸盐矿物）；潮湿环境，有充分的水分或湿空气供应。1 概述1.4 裂缝成因分析 混凝土的收缩混凝土收缩是指在混凝土凝结初期或硬化过程中出现的体积缩小现象。一般分为塑性收缩（又称沉缩），化学收缩（又称自生收缩），干燥收缩及碳化收缩等，较大的收缩会引起混凝土开裂。高强混凝土由于水灰比小，一般收缩较大。1）塑性收缩：混凝土浇筑415h左右，水泥水化反应激烈，出现泌水和水份急剧蒸发现象，引起失水收缩，是在混凝土初凝过程中发生的收缩，也称凝缩，此时骨料与胶合料之间也产生不均匀的沉缩变形，都发生在混凝土终凝之前，即塑性阶段，故称为塑性收缩。1 概述1.4 裂缝成因

8、分析 混凝土的收缩塑性收缩量级很大，可达1%左右，所以在浇筑大体积混凝土后415h内，在表面，特别是养护不良的部位出现龟裂，裂缝无规则，既宽（12mm）又密（间距50100mm），属表面裂缝。由于沉缩的作用，这些裂缝往往沿钢筋分布。塑性收缩是可以避免，只要做好养护，保持混凝土表面湿润，防止混凝土表面失水，就能够防止发生塑性收缩。一旦出现，也可以采取二次压光和二次浇灌层加以平整。1 概述1.4 裂缝成因分析 混凝土的收缩2）自生收缩：由水泥水化反应的化学减缩和内部干燥引起的体积收缩。水泥水化产物的总体积小于反应物（水泥+水）的总体积就是化学减缩，化学减缩的体积大部分成为水泥浆体的内部孔隙，少部分

9、表现为混凝土外观体积收缩。如果混凝土水灰比（水胶比）比较小，水泥水化耗尽内部水分，原本充满水分的水泥浆体毛细孔变干燥，凸液面就变成凹液面，产生收缩力，也会导致混凝土体积收缩。混凝土含的水泥浆体积越大（骨料体积越小）、水灰比（水胶比）越小、水泥或胶凝材料细度越大，自生收缩会越大。1 概述1.4 裂缝成因分析 混凝土的收缩3）干燥收缩：混凝土硬化后，长期处于干燥环境，内部水分迁移到表面蒸发损失，导致的体积收缩。混凝土的水灰比（水胶比）大，内部孔隙率大，会有更多水分并且水分更容易损失，干燥收缩就比较大。混凝土的水泥浆体体积大（骨料体积小），相应的干燥收缩也大。4）温降收缩：混凝土水化硬化过程，由于水

10、化放热，温度升高，然后硬化混凝土在降温过程伴随的体积收缩（热胀冷缩）。对于大体积混凝土，由于温升大，温降也就大，导致体积收缩也大。1 概述1.4 裂缝成因分析混凝土的收缩5）碳化收缩：水泥混凝土由于碳化作用引起的收缩称为碳化收缩。大气中的CO2在有水分的条件下，与水泥的水化产物发生化学反应产生CaCO3和游离水等，引起水泥石的收缩。由于各种水化物的碱度、结晶水及含有的水分子数各不相同，它们碳化后的收缩值也不相同。碳化速度取决于混凝土结构的密实度、孔洞溶液pH值和混凝土的含水量，以及周围介质的相对湿度与二氧化碳的浓度。碳化速度随CO2浓度的增加而加快，尤其是水灰比大的混凝土更是如此。如果混凝土有

11、足够的密实度，碳化就只限于表面层。而表面层的干燥速率也是最大的，干燥与碳化收缩的叠加受到内部混凝土的约束，会引起混凝土开裂。1 概述1.4 裂缝成因分析1）裂缝控制与防治应贯彻以预防为主方针，从材料质量控制和选用、结构裂缝控制设计、施工质量保证和建筑物正常使用管理维修等方面，综合采取措施。2）材料应选用体积稳定性好、收缩性小、极限变形能力强、抗裂性能高的建筑材料。3）设计应包括裂缝控制设计，加强结构整体性，基础选型应考虑结构的不均匀沉降，结构布置宜规则对称，避免突变，伸缩缝设置应满足相关标准要求，应考虑温度、收缩和不均匀沉降对结构内力和变形的影响，并在构造上采取相应的措施，砼强度不宜过高。1

12、概述1.5 裂缝控制与防治4）施工质量是裂缝控制的综合保证，应满足建筑工程施工质量验收统一标准及有关专业施工标准的要求。5）建筑在使用过程中，应控制使用荷载不超过设计规定，并注重经常性维修保养，建筑物功能改造应坚持“先检测鉴定、再设计、后施工”原则。1 概述1.5 裂缝控制与防治混凝土结构裂缝修补方法，主要有表面封闭法、注射法、压力注浆法和填充密封法，分别适用于不同情况。应根据裂缝成因、性状、宽度、深度、裂缝是否稳定、钢筋是否锈蚀以及修补目的的不同对症选用。与结构受力相关的裂缝还应采取有针对性的结构加固。1）表面封闭法：利用混凝土表层微细独立裂缝（裂缝宽度w0.2mm）或网状裂纹的毛细作用吸收

13、低粘度且具有良好渗透性的修补胶液，封闭裂缝通道。对楼板和其他需要防渗的部位,尚可在混凝土表面粘贴纤维复合材料以增强封护作用。1 概述1.6 裂缝修补方法2)注射法：以一定的压力将低粘度、高强度的裂缝修补胶液注入裂缝腔内。此方法适合于0.1mmw1.5mm静止的独立裂缝、贯穿性裂缝以及蜂窝状局部缺陷的补强和封闭。注射前，应按产品说明书的规定，对裂缝周边进行密封。3)压力注浆法：在一定时间内，以较高压力（按产品使用说明书确定）将修补裂缝用的注浆料压入裂缝腔内。此法适用于处理大型结构贯穿性裂缝、大体积混凝土的蜂窝状严重缺陷以及深而蜿蜒的裂缝。4)填充密封法：在构件表面沿裂缝走向骑缝凿出槽深和槽宽分别

14、不小于20mm和15mm的V型沟槽，然后用改性环氧树脂或弹性填缝材料充填，并粘贴纤维复合材附加约束。此法适用于处理w0.5mm的活动裂缝和静止裂缝。填充完毕后，表面应做防护层。1 概述1.6 裂缝修补方法典型裂缝形态一、概述二、典型裂缝形态1.受力裂缝2.震害裂缝3.地基变形引起的裂缝4.温度收缩裂缝5.锈胀裂缝6.反复冻融产生的裂缝7.沉缩裂缝8.其他三、工程实例分析受力裂缝又称荷载裂缝，是外荷载作用下产生的结构裂缝。这种裂缝规律性极强，一般通过计算分析可以得出确切的结论。图1 典型的简支梁受力裂缝跨中为正截面受弯裂缝，垂直于梁轴线，裂缝宽度下大上小；端部为斜截面受剪裂缝，起始于支座，指向梁

15、顶集中荷载。2 典型裂缝形态2.1 受力裂缝图2 轴压柱受力缝图3 大偏压柱受力缝图4 牛腿受力缝延伸。2 典型裂缝形态裂缝集中在最大弯矩部位，受拉面裂缝为水平走向，外大内小，垂直于柱轴线；临近极限状态，受压面混凝土有压碎现象。裂缝沿柱轴向分布，中间稍密。2.1 受力裂缝受剪裂缝起始于集中荷载作用点，斜向牛腿外斜面与下柱面交汇点延伸；受弯裂缝起始于牛腿支承面与上柱面交汇点，斜向柱内图6 预应力板张拉裂缝图7 阳角挑檐板受力裂缝图5 框架结构现浇楼盖裂缝图5，板面裂缝成环状，沿框架梁边分布；板底裂缝成十字或米字，集中于跨中。图6，裂缝分布于板面，垂直于长轴，由板面向下延伸；有的纵肋预应力筋端部还

16、存在局压裂缝。图7，裂缝位于板面，起始于墙板交界，以角点为中心成米字形向外延伸。2 典型裂缝形态2.1 受力裂缝地震对建筑物的作用，分水平作用和竖向作用。一般建筑，只考虑水平地震作用。图8 地震作用下砖墙产生的X裂缝裂缝主要发生在窗间墙（或窗下墙），表现为斜向剪切破坏，双向，呈X型。图9 地震作用下框架梁柱产生的X裂缝裂缝主要发生在梁柱交界部位的柱端和梁端，亦呈X形。2 典型裂缝形态2.2 震害裂缝当建筑物地基沉降不均匀大到一定限度时，就会引起上部结构裂缝。造成地基沉降不均匀的因素很多，如地基土不均匀，局部存在软土、填土等；基底荷载差异过大；基础形式和埋深不同等。由于基础类型和埋深不同，在交界

17、处墙面产生上大下小的竖向裂缝图10 不同型式基础交界处墙面裂缝2 典型裂缝形态2.3 地基变形引起的裂缝图11 局部软弱地基不均匀沉降产生的墙面裂缝由于房屋右端局部存在软弱土层，引起房屋右端墙体向右倾斜裂缝。图12 差异沉降引起的裂缝因中间桥墩下沉大于两边桥墩，在梁柱交界部位产生弯剪裂缝。2 典型裂缝形态2.3 地基变形引起的裂缝温度收缩裂缝是建筑物最常见的一种裂缝，主要是由于结构温度变形及材料收缩变形受到约束，从而产生应力，当应力超过抗拉强度时，就会产生裂缝。宏观统计，温度裂缝多出现在建筑物直接受阳光辐射部位，顶部多于底部，南墙重于北墙，两端多于中间。裂缝主要集中于房屋中部，沿楼层方向没有明

18、显差异，裂缝形态为枣核状，中间粗两端细，绝大部分止于梁、墙边。图 13 混凝土现浇楼板收缩裂缝2 典型裂缝形态2.4 温度收缩裂缝图14 低温或收缩产生的倒八字裂缝砌块结构裂缝与砖砌体裂缝相似，但更普遍更严重，尤其是工业废料砌块，原因是砌块本身存在后期收缩，砌块与砂浆的粘结力比砖差，砌体抗拉、抗剪强度比砖砌体低，仅为砖砌体的2530和4050。2 典型裂缝形态2.4 温度收缩裂缝外墙面裂缝呈八字形斜向分布，两端屋顶圈梁底面还存在着明显的水平裂缝。就地域而论，年气温变化较大及昼夜温差较大的地区，建筑物温度裂缝较为突出；就房屋类别而论，完全裸露的房屋比有保温隔热措施的房屋，温度裂缝较为严重。钢筋混

19、凝土结构耐久性的评估方法，是建立在混凝土碳化及钢筋锈蚀的基础上。混凝土碳化到钢筋部位，钢筋失去混凝土钝化膜保护，会逐渐生锈，钢筋生锈后体积膨胀，引起混凝土沿钢筋开裂；混凝土裂缝的开展，反过来又促使钢筋更快锈蚀，尤其是当环境湿度较大，周围存在有害介质时，这种恶性循环速度显著加快。因此，锈胀裂缝，必须给予高度重视。裂缝沿钢筋分布，系由膨胀铁锈向外将混凝土胀开，裂缝周围混凝土发酥，高出原有混凝土表面，并附着有褐色锈渍渗出物。图15 钢筋锈蚀产生的顺筋裂缝2 典型裂缝形态2.5 锈胀裂缝试验研究表明，长期与水接触的混凝土，当温度为-4-200时，表现为“冷胀热缩”。寒冷地区的外露混凝土结构，年复一年地

20、遭受雨雪浸蚀，长期处于干湿交替、反复冻融的状态下，当混凝土密实度较差、空隙率较大时，容易产生如图16所示的冻胀裂缝，造成结构表面混凝土酥松、剥落，引起钢筋锈蚀。图16 反复冻融产生的裂缝2 典型裂缝形态2.6 冻融裂缝沉缩裂缝为水平分布，呈两端细中间粗的枣核状。引起混凝土沉缩的主要原因是水灰比及混凝土流动性过大，致使混凝土产生泌水下沉；或水分蒸发过快，使混凝土结硬时下沉加大；或振捣不充分，混凝土未沉实或沉实不均匀。沉缩变形比收缩变形大数十倍。沉缩裂缝一般可通过初凝前的二次抹面收水压实处理克服。2 典型裂缝形态混凝土在硬化过程中，因塑性下沉所产生的裂缝称为沉缩裂缝，或塑性收缩裂缝。沉缩裂缝一般在

21、混凝土浇筑后13小时发生，主要出现在结构变截面处、梁板交接处、梁柱交接处及顺钢筋部位，如图17所示。2.7 沉缩裂缝图17 混凝土沉缩及泌水产生的顺筋裂缝图18 火灾引起的裂缝图19 模板变形产生的裂缝图 20 支撑下沉产生的裂缝2 典型裂缝形态2.8 其他裂缝图21 碱骨料反应产生的梁柱轴向裂缝及墙面网状裂缝图22 掺合料不均产生的局部膨胀收缩裂缝图23 拌合或运输时间过长产生的网状裂缝图24 振捣不充分产生的局部裂缝2 典型裂缝形态2.8 其他裂缝工程实例分析一、概述二、典型裂缝形态三、工程实例分析1.混凝土外墙内保温建筑的楼板裂缝2.混凝土外墙内保温建筑的墙体裂缝3.框架主梁混凝土收缩裂

22、缝4.楼板的沉缩和干缩裂缝5.楼板受力裂缝6.某地下结构基础变形损伤1 混凝土外墙内保温建筑的楼板裂缝北京某建筑为24层现浇钢筋混凝土剪力墙结构，外墙采用混凝土墙内贴保温板的施工工艺，外墙厚300mm，楼板厚120mm，层高3.0m。该结构主体2000年5月完工，进入6、7月份以后，陆续发现1层至24层楼板在外墙阳角处产生贯通裂缝。裂缝特点：裂缝发生在楼板接近外墙角的部位，与外墙夹角约45，裂缝至外墙角的距离为1.5m左右；沿板厚，裂缝上宽下窄，穿透楼板，沿缝长，裂缝中段最宽，很多裂缝的最大宽度大于0.3mm；楼层的每个外墙角处，楼板均有裂缝，北向房间的裂缝宽度较小；从首层至顶层所有楼板的裂缝

23、状况相似。3 工程实例分析没有活载；与设计和施工无关，经检测鉴定，楼板设计符合规范要求，配筋和混凝土强度也达到设计要求；与基础不均匀沉降变形无关，结构的基础没有相对沉降的迹象；与混凝土的收缩变形关系不大，因为收缩产生的裂缝数量多而分布散，不应只发生在板角处。3 工程实例分析1 混凝土外墙内保温建筑的楼板裂缝调查表明：裂缝成因与超载无关，楼板处于正常的受力状态，多数都期间最高温度35，最低温度23 ；墙内、外表面存在一定温差，墙体平均温度接近室外温度；楼板温度相对变化幅度较小，28 左右；楼板裂缝随墙体温度变化而相应变化，墙体温度升高，楼板裂缝展开。现场试验表明，楼板裂缝与温度有关。3 工程实例

24、分析1 混凝土外墙内保温建筑的楼板裂缝现场进行了温度、应变测试：墙外表面温度呈周期性变化，凌晨最低，下午最高，测试温度32.030.028.026.024.022.020.016:302:3012:3023:009:0020:266:2616:26墙内温度楼板温度墙外温度时间墙内、墙外及楼板温度随时间变化关系曲线3 工程实例分析1 混凝土外墙内保温建筑的楼板裂缝36.034.0楼板裂缝处应变0:007:3015:0023:006:3015:266:2613:56微应变灌缝后楼板应变3 工程实例分析1 混凝土外墙内保温建筑的楼板裂缝1400120010008006004002000-200 16

25、:30-400-600时间实测裂缝截面处应变2.3MPa4.2MPa3.1MPa结果显示：楼板中产生了高拉应力区，在距墙角1.5m处，拉应力值仍有3.1MPa。3 工程实例分析1 混凝土外墙内保温建筑的楼板裂缝采用简化方法计算温度应力，计算假定：外墙高3.0m（板上、下各取半个楼层高），厚300mm；楼板厚120mm，板的内边缘简化为固定端；墙体温度比楼板高10。1 混凝土外墙内保温建筑的楼板裂缝实际发生的裂缝位置不在最大拉应力处，这与板的配筋有关。在距墙角1.5m处，有较高的拉应力，但楼板截面中仅有下部配筋。配置在板角上部钢筋网的一般长为1.0m，其约束作用达不到裂缝处，故此处楼板易开裂，且

26、开裂后裂缝上宽下窄。施工单位曾采取嵌堵的修复措施，但效果不好，裂缝修复后，不久又裂开了。根据温度裂缝的特点，修复裂缝须掌握时机，趁裂缝展开时进行嵌堵。综合考虑，在夏季午后15至18点，裂缝展开最大时，进行修复裂缝施工，其他时间做施工准备。裂缝修复至今，效果良好，没有发现裂缝复出的现象。3 工程实例分析2 混凝土外墙内保温建筑的墙体裂缝北京某住宅楼为六层现浇钢筋混凝土剪力墙结构，剪力墙厚160mm，局部墙厚200mm。楼板为整浇楼板，板厚为140，160及170mm。外墙采用60mm厚石膏水泥聚苯复合保温板作内保温。结构封顶后未发现裂缝，进入冬季后，山墙上陆续发现裂缝，最大裂缝宽度0.4mm左右

27、。3 工程实例分析2 混凝土外墙内保温建筑的墙体裂缝现场实测结果表明：山墙处在外界环境温度作用下，温度与室外环境温度的变化规律基本一致，呈周期性变化；室内环境温度基本不变；裂缝处钢筋应变随温度变化，室外温度下降时，钢筋受拉，室外温度上升时，钢筋受压。当室外温度明显低于室内温度时，山墙的温度收缩变形受到楼板的约束，导致山墙中产生拉应力，这种温差越大，山墙中的拉应力越大。同时，山墙还存在较大的混凝土收缩变形，该收缩变形与楼板的变形不一致时，也会产生一定的拉应力，既收缩应力。温度应力与收缩应力合力超过混凝土抗拉强度时，即造成山墙混凝土开裂。3 工程实例分析3层钢筋应变13层钢筋应变2静载16:301

28、9:3022:301:304:307:3110:3113:3116:3119:3122:311:314:317:3110:3113:31温度()应变（）2015105013:3016:3019:3022:301:304:307:3110:3113:3116:3119:3122:311:314:317:3110:3113:31时间5层室内温度5层室外温度3层室内温度3层室外温度钢筋应变时间曲线25020015010050013:30-50-100时间温度时间曲线3 工程实例分析2 混凝土外墙内保温建筑的墙体裂缝45403530252 混凝土外墙内保温建筑的墙体裂缝由于该裂缝是温度及混凝土收缩应力

29、造成的，基本不影响结构的安全性。但裂缝贯穿混凝土截面，裂缝严重的墙体，整体性被削弱，通缝会造成漏水，影响正常使用性及结构耐久性，因此应进行处理。采用化学灌浆材料灌注修补处理，并在垂直裂缝方向通长粘贴碳纤维布进行加固处理，裂缝修复至今，效果良好。3 工程实例分析北3 工程实例分析3 框架主梁混凝土收缩裂缝北京某工程为四层现浇钢筋混凝土框架结构（局部五层），预制板装配楼面。框架柱截面尺寸500700mm2，框架梁截面尺寸3001200mm2。使用过程中，框架主梁出现了较多的裂缝。裂缝均由梁底向上延伸至翼缘，呈枣核状；梁主筋处裂缝宽度较小，0.1mm左右；梁腹部的裂缝宽度较大，一般在0.2mm左右，

30、四层梁达0.3mm以上，最宽0.7mm；梁两侧对应位置一般都有裂缝；实测该梁的跨中挠度很小，符合规范。均产生很大的拉应力，各梁可能处于带裂缝工作状态；各梁的最大裂缝宽度计算值，均小于规范中的允许值，符合裂缝控制要求。由计算分析可知荷载效应可使梁开裂，但不致造成如此严重的裂缝宽度。由于梁截面较大，其刚度远大于柱刚度，柱只能对梁提供很小的纵向约束，温差作用不会对梁裂缝的产生起主要作用。3 工程实例分析3 框架主梁混凝土收缩裂缝结构计算表明：在正常使用极限状态下，各层主梁的跨中梁底和支座梁顶3 框架主梁混凝土收缩裂缝经现场检测及计算分析，最后确定梁腹的枣核状裂缝形成与混凝土收缩变形有关，收缩变形受到

31、支座和梁上下表面钢筋的约束作用，会在混凝土中产生拉应力，从而引起混凝土开裂。梁腹部配筋较少，不能有效地控制裂缝扩展，造成了较大的裂缝宽度。主梁裂缝是由于荷载效应及混凝土收缩共同作用产生，梁底的裂缝主要由荷载作用引起，而梁腹的裂缝则主要是由收缩变形引起。对于宽度大于0.15mm的主梁裂缝，采用压力灌注树脂胶修补，在梁腹部粘贴碳纤维布，增强裂缝处的拉结。修复后，效果很好。3 工程实例分析沿钢筋裂缝，裂缝位于楼板钢筋处不规则网状裂缝图2 典型裂缝分布图3 典型裂缝分布楼板裂缝基本上可以分为两类：沿钢筋裂缝，裂缝位于楼板钢筋处，板上表面钢筋保护层厚度为1030mm。不规则网状裂缝，裂缝数量较多且分布杂

32、乱。3 工程实例分析4 楼板的沉缩和干缩裂缝北京某工程为24层剪力墙结构。在结构施工过程中，二至六层局部楼板出现裂缝。沉缩裂缝：流动性大的混凝土拌合物在混凝土初凝前，其内部的粗骨料下沉，钢筋形成阻止作用，使楼板上面的混凝土产生沿着钢筋走向的裂缝。混凝土上表面急剧失水也会伴生类似的裂缝。这类裂缝的深度一般只达到钢筋表面。干缩裂缝：一般出现在混凝土较薄的部位，在混凝土断面小于300mm，混凝土塌落度大于100mm时，最容易发生。尤其是在干热、风大的季节，更容易出现失水干缩而产生裂缝。干缩裂缝的特点为不规则的网状裂缝。3 工程实例分析4 楼板的沉缩和干缩裂缝现场检查表明：楼板裂缝多为贯通裂缝，裂缝宽

33、度上宽下窄，上表面最大裂缝宽度为0.50.6mm，下表面最大裂缝宽度为0.10.2mm。由于与楼板承载时产生裂缝的特点不同，基本上可排除外荷载的影响。根据工程经验，楼板裂缝可判定为混凝土的沉缩裂缝和干缩裂缝。4 楼板的沉缩和干缩裂缝调查有关施工资料：6层II段浇筑混凝土施工时，天气多云转晴，风力23级转56级；第二天，天气晴，风力56级，阵风7级，干燥及强风使混凝土表面急剧失水，混凝土产生严重裂缝。6层I段顶板与6层II段顶板的设计施工条件相同，但施工时，天气阴有小雨，且在浇筑混凝土时及第二天白天均有降雨现象，风力12级，其楼板裂缝较轻。现浇混凝土楼板产生干缩裂缝后，其承载力仍能满足设计要求，

34、一般不需对楼板承载力进行补强处理。因此进行了裂缝封闭修补，此外，在楼板跨中区域，对下表面宽度大于0.2mm的裂缝，采用粘贴碳纤维布加固。3 工程实例分析5 楼板受力裂缝某公司的生产车间是2000年投入使用的新厂房。楼层地面为现制水磨石。厂房使用后，各楼层的水磨石地面逐渐产生裂缝。裂缝又宽又长，数量也很多，有的裂缝渗漏水。3 工程实例分析二层地面裂缝3 工程实例分析5 楼板受力裂缝四层地面裂缝3 工程实例分析5 楼板受力裂缝5 楼板受力裂缝地面裂缝现象很复杂，根据裂缝位置和走向特点，将裂缝分类如下。类：位于结构纵、横梁的一侧或两侧，裂缝沿梁长发展，多发生在横向9m主梁边。这类裂缝数量最多。类：各

35、楼层的中部，均有一条或两条南、北向通长裂缝。类：分散在各现浇板上，裂缝走向无一定规律，沿板横、纵或斜向，水磨石地面的裂缝宽度为0.12.0mm左右，有的裂缝漏水。3 工程实例分析5 楼板受力裂缝经检查：该结构地基沉降正常；楼层荷载正常；二层设备振动影响不大；主体结构的混凝土强度和配筋符合设计要求。严重裂缝的成因不明。3 工程实例分析5 楼板受力裂缝为了解裂缝内部情况，在各类裂缝处钻取少量芯样探查。类裂缝的钻探深度接近楼板支座的负钢筋。裂缝穿过水磨石层、细石混凝土和钢筋保护层。地表裂缝很宽，向下逐渐减小，钢筋有效限制了裂缝宽度。3 工程实例分析5 楼板受力裂缝类裂缝的芯样中夹有细钢丝网，网两侧混

36、凝土外观存在差异，结合裂缝贯穿各楼层中部的情况，这类裂缝可能为楼板的施工缝。3 工程实例分析5 楼板受力裂缝类裂缝宽而深。沿裂缝掰开芯样，芯样裂面上可见久已干皱的水泥浆。表明该裂缝在地面找平层施工前就已存在。探查结果说明，楼层混凝土曾产生较大的收缩变形，引起混凝土裂缝或产生收缩应力。3 工程实例分析5 楼板受力裂缝为查明楼板的实际受力状况，采用SAP2000有限元程序，模拟开裂前实际情况，进行了计算。楼板为四边支承在梁上的现浇板，框架主梁之间设有次梁。板的四边支座：9m横向主梁载面为350800mm2，6.6m纵向主梁为350750mm2；横向板跨中次梁为350650mm2，两端支承在6.6m

37、主梁上。设计板厚度为120mm。3 工程实例分析拉压压拉6.6 mx应力图y应力图柱间板单元应力分布3 工程实例分析5 楼板受力裂缝6.6 m弯矩值(kNm/m)9m主梁边6.6m主梁边9m次梁边3.3板跨中纵向-1.2-0.450.47横向-0.860.239m主梁处板端负弯矩-1.2 kNm/m，而9m次梁处的板负弯矩值仅-0.45 kNm/m。柱网板单元中，中间次梁对楼板支承刚度小于9m主梁，不能起到同样的支承作用。楼板受力状态更类似9m6.6m的双向板。与常用的3.3m单向连续板模型相比，9m主梁处板端负弯矩值比连续板模型值大30%，表面拉应力的范围也相对扩大，叠加上收缩应力，板端附近

38、产生大量的裂缝。3 工程实例分析5 楼板受力裂缝由计算结果可知，四周主梁边，板端处板面产生高拉应力区。控制截面上最大弯矩如下表：5 楼板受力裂缝楼层地面裂缝成因主要与楼板混凝土早期收缩应力和板端内力有关。施工时混凝土含水量大、养护条件不良，现浇楼板产生较大的收缩应力和收缩裂缝。楼板实际受力状况类似于双向板，与常用的单向板简化模型相比，其板端负弯矩增大。该结构地基基础与主体结构的承载状况正常。生产线设备振动基本不影响结构的安全性；各层楼板安全性满足要求；经一年多观察，楼板裂缝现呈稳定状态。但楼板裂缝宽度超限，影响耐久性和使用性。建议：修补楼板裂缝，对板底贯通裂缝拉结加固。为保证安全生产，应每年定

39、期对厂房主体结构的承载状况进行检查。3 工程实例分析6 某地下结构基础变形损伤3 工程实例分析地下一层墙、梁结点梁、柱结点 梁柱节点剪切破坏梁柱节点剪切破坏柱根受弯破坏6该工程位于海口，由写字楼、公寓及裙房组成，原设计地上写字楼为35层，公寓为20层，之间的裙房为5层。地面下设3层地下室。基础为筏板，板底标高-14.3米（相对于0.00地面），底板板底均置于微风化玄武质沉含角砾凝灰岩。该工程地下室与1993年底开工，1995年4月施工完成至0.00地面后，未继续进行地面以上部分工程的施工。1996年9月19日，海口发生百年罕遇的特大台风，暴雨成灾，雨水淹没至快到0.00地面，雨水进入地下三层达

40、2.0米多深。台风带来的洪水退后，该工程地下室发生了倾斜上浮，首层地面最大上浮高度达1.2米，但整个地下室结构未发生任何破坏。后期，对地下室积水进行了抽干处理。未因抽水而继续上浮。3 工程实例分析某地下结构基础变形损伤61997年3月，设计院对上浮原因进行了分析，主要原因如下：1）雨水猛涨顺台风方向外泄，使地下室周围填土被冲击下沉（现场填土下陷深度达1.72.2米），从而对地下室墙体产生较大推力，引起的向上分力作用；2）雨水猛涨，水位骤然提高，动力作用下，对地下室外墙产生的推力冲击引起的上抬的分力作用，加上水位升高的浮力作用，使地下室底板与基岩脱开；3）雨水暴涨的同时，海水水位宜猛涨，岩石的缝

41、隙水压力增加，也是增添上浮原因之一；4）混凝土收缩，与岩石产生微小缝隙，增添了水的深入条件，增大水的浮力。建议继续观察。3 工程实例分析某地下结构基础变形损伤6由于海口雨水较多，1997年5月，上浮有所增加，为使地下室不受雨水浸入的影响而产生上浮，设计院提出了具体处理建议：1）施工中发生的墙、底板渗漏，由施工单位尽快修补。2）查明地下室上浮后，基底的空腔高度及空腔内除水以外是否存在砂土淤泥的情况，摸清地下室复位的程度。3）增加地下室的重量，提高地下室的抗浮能力。4）地下三层钻孔探测，如无绝对把握钻孔后堵孔，无法保证渗漏，本次处理暂不进行。5）本次措施是控制上浮为主要目的，清除泥沙尚待深入研讨。

42、以上处理意见，可以解决结构问题，避免继续上浮。但是，存留了隐患。增加重量后，工程停滞，直至结构发生严重破坏。3 工程实例分析某地下结构基础变形损伤11轴楼层变形曲线5轴1、楼层变形表明地下室承受的浮力变化2、顶层变形曲线间接描述了结构基础的承载现状地下一层平面图例实测高程高程差测量点高程0.82米变形图(下沉)变形图(现状)弯矩图（现状）弯矩图(下沉)剪力图(现状)轴力图(现状)6该工程的加固难点：1）地下结构埋入地下的深度达10m。地下结构已嵌固在周边土中，存在侧向约束，很难进行纠倾；2）原墙、柱基础和底板设置在基岩上，结构上浮后，基底与基岩之间形成夹层，夹层厚度在0.11.2m左右，夹层中

43、为填充的泥土、石块，或水。该夹层不能作为稳定的持力层；3）上部结构产生严重的相对变形差，很多构件偏斜、弯曲变形，失去了正常承载能力，成为危险构件。3 工程实例分析某地下结构基础变形损伤6建议采用原位加固的方案。由于甲方资金原因，项目未实施。1）在基本保持结构现状的情况下，逆向施工加固主体塔楼基础、所有柱基和墙基础，根据承载要求和基础损坏情况，或用混凝土替换，或用高强水泥浆填充基底夹层。替换施工分区进行，并采取可靠的托换和安全防护措施。加固后的基础需满足正常承载要求。2）按上部结构承载力要求加固损坏或变形过大的柱、梁和底板构件，使上部结构恢复正常的使用要求。3）修复原已损坏或加固施工时破损的混凝土结构的防水性能。4）对于楼层已存在的结构各部分变形高差，结合建筑使用功能采用建筑构造方法调整楼面标高，可拆除重建不满足使用要求的局部构件。3 工程实例分析某地下结构基础变形损伤原因验证技术检测计算分析不确认不确认现场调查相关资料调查初步原因分析确认确认修复检验修正裂缝诊治流程图4 结语