建筑结构裂缝研究

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1.建筑结构裂缝概述

结构的破坏和倒塌都是从裂缝的扩展开始的，如强烈地震后震区的建筑物上布满了各种各样的裂缝，荷载试验的钢筋混凝土上梁上出现大量裂缝等等。所以人们对裂缝往往产生一种破坏前兆的恐惧感。裂缝的扩展时结构物破坏的初始阶段；相对的某些裂缝，其承载力也可能受到一定威胁。同时，结构物裂缝可以引起渗漏，引起持久强度大的降低，如保护层剥落、钢筋锈蚀、混凝土碳化等。裂缝的主要成因不外乎以下三种：由外荷载（如静、动荷载）的直接应力；由外荷载作用，结构次应力引起的裂缝；由变形变化引起的裂缝。次应力引起的裂缝也是由荷载引起。所以，裂缝分为两大类：荷载引起的裂缝及变形变化引起的裂缝。根据国内外调查资料，工程实践中结构物的裂缝原因，属于由变形变化（温度、收缩、不均匀沉降）引起的约占80%以上；属于由荷载引起的约占20%左右。

2.砖砌体裂缝的加固

砌体一旦发生裂缝，应首先分析开裂原因，鉴别裂缝性质，并观察裂缝是否稳定及其发展状态。这可以从构件受力的特点，建筑物所处的环境条件，以及裂缝所处的位置，出现的时间及形态综合加以判断。如果在裂缝上抹一层石膏饼，经一段时间后，若石膏饼不开裂，说明裂缝已经稳定。在裂缝原因已经查清的基础上，采取有效措施进行补强。对于除荷载裂缝(受力裂缝)外，不至于危及结构安全且已经稳定的裂缝，常常采用境缝封闭、配筋填缝封闭、灌浆等修补方法。

（1）对墙体斜向裂缝的处理，首先应把屋面隔热保温层更换或采取加强措施（如增设架空板隔热）；其次，根据墙体裂缝宽度及长度，采取不同的加固补强方法。当裂缝宽度较细，长度较短时，可持表面抹灰层剔深10mm左右，剔宽50mm左右，粘贴玻璃丝布，然后抹平喷浆或贴壁纸恢复表面层，清水外墙面可采用1：1水泥砂浆勾缝，并将外表面涂成与砖墙同一颜色。当裂缝宽度较宽且长度较长，影响墙体的整体性及承载力时，应采取压力灌浆加固补强。

（2）对由于基础不均匀沉降产生的墙体裂缝处理，首先应观测沉降是否已稳定，如果确认已处稳定状态，则可根据裂缝宽度及长度按第1条方法区别处理；如果沉降尚未稳定，在沉降较大部位应进行勘察，探明土质情况，然后再确定加固处理地基的方案．采用灌浆固结地基土的方法，或采用补桩设梁担托墙体方法，防止继续发生不均匀沉降，对墙体裂缝再按上述方法进行处理。

（3）墙体因受水平推力、不均匀沉降、温度变化引起伸缩等原因而发生外闪，墙体产生较大的裂缝或使外纵墒与内横墙拉结不良时，可用钢筋或型钢拉杆予以加固。

（4）墙体开裂比较严重，为了增加房屋的整体刚性，则可以在房屋墙体一侧或两侧增设钢筋混凝土圈梁。

3.混凝土裂缝的加固

由降温及收缩引起，当结构周围的气温及湿度变化时，梁板都要产生变形——温度变形及收缩变形。板的厚度远远小于梁，所以板截面紧随气温变化而变化，水分蒸发较快，收缩变化较大，但是肋较厚，故其温度变化滞后于板，特别是在急冷急热变化时更为明显。由此产生的板与梁的温差与收缩差的变形，引起约束应力，板内呈拉应力，梁(肋)内呈压应力。出于降温引起的应力状态一直到梁板温度平衡时才消失，而收缩应力将长期持续下去。混凝土裂缝处理方法有：表面修补法及内部修补法。表面修补法包括表面涂抹水泥砂浆、表面涂抹环氧胶泥、环氧粘贴玻璃布、表面凿槽嵌补。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，以恢复结构的整体性。这种方法适用于对结构整体性有影响，或有防水、防渗要求的裂缝修补。常用的灌浆材料有水泥和化学材料，可按裂缝的性质、宽度、施工条件等具体情况选用。一般对宽度大于0.5mm的裂缝，可采用水泥灌浆，对宽度小于0.5mm的裂缝，或较大的温度收缩裂缝，宜采用化学灌浆。钢筋混凝土结构的加固，应在结构评定的基础上进行，加固的目的有结构强度加固、稳定性加固、刚度加固、抗裂性能加固四种。这四种加固之间既有联系又有区别，最常遇到的是结构强度加固（即结构补强）。结构加固可分为不改变结构受力图形和改变结构受力图形的两种方法，亦可分为非预应力加固和预应力加固两类。对结构或构件存在的强度、刚度、裂缝、稳定、沉降、使用等方面的问题，要区分局部性还是全局性的，关键部位还是次要部位的，在分析了问题产生的主要原因后，分别根据处理的原则和界限，视工程具体情况和条件，有针对性地采取适当加固方法。

作者：张志刚单位：合景泰富地产控股有限公司