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淺議鋼筋混凝土構件的安全鑒定分析

時間:2015/3/31閱讀:1707
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 在房屋安全鑒定中,需要對整幢房屋的結構構件進行安全鑒定,首先通過現場踏勘進行外觀檢查,可能會發現鋼筋混凝土結構構件各種質量問題,其中裂縫是zui常見的現象之一。裂縫出現都是事出有因,有設計上錯誤、原材料性能缺陷、施工質量低劣、環境條件的變化、使用不當、地基不均勻沉陷等等,而建筑物的破壞往往始于裂縫。因此,如何鑒定裂縫、分析裂縫、控制裂縫,是安全鑒定工作的重要內容之一。根據裂縫成因和特征,判斷結構受力工作狀況,評定結構的安全性、適用性和耐久性。此種鑒定方法具有簡便、直觀、快速等優點,在房屋安全鑒定中運用很廣。其缺點在于它只是一種定性的分析方法,而不能定量地分析結構的安全性。為此,對可疑結構構件應進行強度、剛度、抗裂性驗算,必要時還應通過荷載試驗,然后作出安全鑒定意見。

  2 鋼筋混凝土結構構件裂縫分析

  判明是結構性裂縫還是非結構性裂縫:鋼筋混凝土結構產生裂縫的原因很多,對結構的影響差異也很大,只有弄清結構受力狀態和裂縫對結構影響的基礎上,才能對結構構件進行定性。結構性裂縫多由于結構應力達到限值,造成承載力不足引起的,是結構破壞開始的特征,或是結構強度不足的征兆,是比較危險的,必須進一步對裂縫進行分析。非結構性裂縫往往是自身應力形成的,如溫度裂縫、收縮裂縫,對結構承載力的影響不大,可根據結構耐久性、抗滲、抗震、使用等方面要求采取修補措施。例如某校健身房,跨度12m,單層框架結構,1996年12月竣工,1997年8月甲方發現框架梁出現不同程度的裂縫,要求鑒定。根據現場查勘,框架梁裂縫普遍存在,裂縫的特點:大都出現在梁的上半部,裂縫上寬下窄,中間寬兩邊細,zui大裂縫寬度為0.35mm,通過對設計及施工情況的檢查,設計無誤,為施工原因,經過綜合分析,判明為溫度裂縫,屬非結構性裂縫。只要消除溫差影響,用壓力灌漿修補裂縫即可。

  (1) 判明結構性裂縫的受力性質:結構性裂縫,根據受力性質和破壞形式進一步區分為兩種:一種是脆性破壞,另一種是塑性破壞。脆性破壞的特點是事先沒有明顯的預兆而突然發生,一旦出現裂縫,對結構強度影響很大,是結構破壞的征兆,屬于這類性質裂縫的有受壓構件裂縫(包括中心受壓、小偏心受壓和大偏心受壓的壓區)、受彎構件的受壓區裂縫、斜截面裂縫、沖切面裂縫,以及后張預應力構件端部局壓裂縫等。脆性破壞裂縫是危險的,應予以足夠重視,必須采取加固措施和其它安全措施。塑性破壞特點是事先有明顯的變形和裂縫預兆,人們可以及時采取措施予以補救,危險性相對稍小。屬于這類破壞的受力構件的裂縫有:受拉構件正載面裂縫,受彎構件和大偏心受壓構件正載面受拉區裂縫等。此種裂縫是否影響結構的安全,應根據裂縫的位置、長度、深度以及發展情況而定。如果裂縫已趨于穩定,且zui大裂縫未超過規定的容許值,則屬于允許出現的裂縫,可不必加固。例如某辦公用房,四層二跨框架結構,跨度5m及7m,建于1990年,1998年6月出賣給某廠,廠方將此房用于制衣車間,使用不久,部分梁出現裂縫,要求鑒定。通過現場查勘,發現梁的裂縫均出現在梁的兩端,為約45°的斜裂縫,且混凝土的質量較差,后經過對部分梁的混凝土取芯試壓,zui低強度等級約C12,平均強度等級為C15,圖紙設計混凝土強度等級為C20,二者相差較大,由于荷載增大及混凝土強度低,通過復算,梁處于超筋狀態,屬脆性破壞裂縫,應予立即加固。

  (2)查明裂縫的寬度、長度、深度:鋼筋混凝土結構構件的裂縫按其表征可分三種:一是表面細小裂縫,即縫寬很小,長度短而淺;二是中等裂縫,其寬度在0.2mm左右,長度局限在受拉區,裂縫已深入結構一定深度;三是貫穿性裂縫,縫寬超過0.3mm,長度伸到受壓區,裂縫已貫穿整個截面或部分截面。結構性裂縫不僅表征結構受力狀況,還會影響結構的耐久性。裂縫寬度愈大,鋼筋愈容易銹蝕,意味著鋼筋和混凝土之間握裹力已*破壞,使用壽命已近終結。一般室內結構,橫向裂縫導致鋼筋銹蝕的危險性較小,裂縫以不影響美觀要求為度,而在潮濕環境中,裂縫會引起鋼筋銹蝕,裂縫寬度應小于0.2mm,但縱向縫易引起鋼筋銹蝕,并導致保護層剝落,影響結構的耐久性,應予處理。當裂縫長度較長,深度較深,嚴重影響構件的整體性,往往是破壞征兆。例如受彎構件正截面梁底出現裂縫,裂縫長度向受壓區發展,并到達或超過中和軸,是比較危險的,若縫長較短,局部在受拉區,一般危險性較小。裂縫深度也是表征之一,通常表面裂縫多是非結構性裂縫,貫穿性裂縫多是結構性裂縫,容易使鋼筋銹蝕,危險性較大,應查明原因,根據危險性,采取必要的加固措施。

  (3)判明裂縫是發展的還是穩定的:鋼筋混凝土結構構件裂縫按其擴展性質,通常分三種:一是穩定裂縫,即裂縫的寬度、長度保持恒定不變;第二種是活動性裂縫,該裂縫的寬度和長度隨著受荷狀態和周圍溫度、濕度變化而變化;第三種是發展裂縫,裂縫的寬度和長度隨著時間增長而增長。鋼筋混凝土結構在各種荷載作用下,一般在受拉區允許在裂縫出現下工作,也就是說裂縫是不可避免的,只要裂縫是穩定的,其寬度不大,符合規范要求,并無多大危險,屬安全構件。但裂縫隨時間不斷擴展,說明鋼筋應力可能接近或達到流限,對承載力有嚴重的影響,危險性較大,應及時采取措施。裂縫穩定的結構,裂縫會不會再擴展,還要看所處環境是否穩定,環境變化,舊的裂縫可能還會擴展,也還會出現新的裂縫,應結合具體條件加以分析。例如某教學樓3層框架結構,淺基礎,因附近打樁,部分屋頂大梁出現裂縫,要求鑒定。通過對設計、施工資料的檢查,均無大的問題,且此教學樓已竣工多年,未發現任何裂縫。經過現場查勘,地坪土體隆起嚴重,屋頂大梁的裂縫僅出現在梁端兩側,為斜細裂縫,初步意見應對裂縫進行繼續觀察。打樁結束后,經過三個月觀察,裂縫沒有繼續發展。分析認為由于打樁擠土引起基礎移動,致使上部結構局部應力重分布產生裂縫,對結構影響不大。

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