摘 要 ： 本文將混凝土梁上豎向、斜向裂縫表征，與裂縫產生的位置及使用、施工環境相結合，綜合分析了溫度、收縮、構造、受力等不同原因產生裂縫的機理。
關鍵詞： 混凝土梁、 裂縫
1. 前言
鋼筋混凝土結構廣泛應用于現代工程中，梁類構件既起到承受上部荷載受力的作用，又要完成水平支撐有效傳遞水平力、提高結構整體性的作用。混凝土梁上的裂縫對結構會產生多大的影響、如何處理，都離不開對裂縫的定性分析。從外觀看，梁上存在的豎向、水平或斜向裂縫，是否沿梁側上下或左右通透，裂縫上下的寬度是否發生變化，都對原因分析起到很大的影響。我們下面以一根混凝土適筋梁為例，進行開裂原因的分析。
2. 混凝土梁裂縫種類及原因
2.1 梁側面豎向裂縫
1)受力裂縫
裂縫特征：裂縫位于混凝土梁中段，一般跨中裂縫寬度最大，豎向裂縫下寬上窄，沿梁兩側面通透。見附圖1。
原因分析：在混凝土承受荷載時，下部受拉區鋼筋與混凝土共同受力，受拉區邊緣纖維應變大于混凝土受彎極限拉應變時，出現受拉區混凝土開裂。該類裂縫由承載力引起，裂縫一旦出現，即具有一定的開展寬度，并沿梁高上延至一定高度，所以多為下寬上窄。開裂后鋼筋應力較裂前突然增加，會在跨中區段出現幾條裂縫。
2)溫度裂縫
裂縫特征：裂縫在梁長范圍內基本呈等間距分布，各縫寬相似，豎向裂縫上寬下窄，沿梁兩側面通透。見附圖2。
原因分析：該類裂縫多出現在頂層上表面隔熱不當，或施工時暴曬造成梁板上下表面溫差大的部位。梁板上表面溫度高，混凝土膨脹變形大，下表面溫度低，混凝土膨脹變形小，形成變形差。當變形產生的拉應力大于混凝土抗拉強度時，在應力集中的梁上部區域出現豎向裂縫，以釋放變形能。
3)混凝土收縮裂縫
裂縫特征：裂縫位于混凝土梁跨中或三分之一處，如為連續梁則裂縫沿全長基本呈等間距分布，間距因梁截面大小及養護條件而異，各裂縫寬度只與混凝土該位置自身材料差異有關，當混凝土質量穩定時裂縫基本同寬。單條豎向裂縫上下基本同寬，部分裂縫為中間寬兩端窄，沿梁兩側面通透。見附圖3。
原因分析：混凝土澆注后收縮變形主要集中在塑性收縮階段，此時對水分的要求也較大，養護不當易造成混凝土塑性收縮裂縫，裂縫位置受自身材料及連續梁長度影響。混凝土梁全截面收縮變形，隔一段會出現一個應力釋放面，即開裂面，裂縫貫通全截面。
4)箍筋表面混凝土收縮裂縫
裂縫特征：多為混凝土梁側面及底面周圈裂縫，裂縫位置與梁內箍筋位置相對應，打開檢查時發現裂縫僅存在于箍筋混凝土保護層范圍，各裂縫寬度基本相同。見附圖4。
原因分析：箍筋表面混凝土厚度較其它部位薄，當混凝土收縮時，易在該處應力集中，后期養護不當時在此薄弱面出現沿箍筋位置的裂縫。該類裂縫僅存在于箍筋混凝土保護層范圍，箍筋內部混凝土不受影響。
2.2梁側面根部斜向受力裂縫
裂縫特征：裂縫位于混凝土梁根部受剪區或彎起筋外端部，為一條或多條梁根低、梁中方向高約45o角走向的斜裂縫。見附圖5。
原因分析：該類裂縫是由于混凝土梁受剪應力與壓應力共同作用時，斜截面承載力不足造成的。首先在梁底出現垂直裂縫，頂部變斜（斜向荷載作用點）形成斜裂縫，當荷載增加至一定程度時，在幾條斜裂縫中形成一條主要斜裂縫，即“臨界斜裂縫”。當混凝土梁截面偏小，或抗剪筋配置不足時易發生該類損傷。同時要注意混凝土梁上有墻體時是否形成墻梁構件，避免計算中將墻荷只傳至本層梁，而實際底層混凝土墻梁承載上部多層荷載的受力模型錯誤引起的損傷。
2.3沿鋼筋方向的裂縫
裂縫特征：裂縫對應混凝土梁主筋位置，或對應箍筋位置，開裂較大處伴隨混凝土保護層脫落、鋼筋出現銹皮。見附圖6。
原因分析：混凝土梁內鋼筋銹蝕后體積膨脹，造成混凝土保護層脹裂損傷，鋼筋銹蝕與環境溫濕度及干濕交替情況、環境存在侵蝕性物質（氣、液、固體）、及混凝土中氯離子含量有關。
3. 裂縫寬度的限值
混凝土梁類構件應從承載能力、構造以及不適于繼續承載的位移(或變形)和裂縫等四個方面來確定結構安全性，裂縫的性質及開裂大小是判斷安全性的重要內容。
上述裂縫中，混凝土梁豎向受力裂縫及梁側面根部斜向受力裂縫都屬于受力裂縫，溫度裂縫、混凝土收縮裂縫、箍筋表面混凝土收縮裂縫屬于非受力裂縫，應根據《民用建筑可靠性鑒定標準》GB 50292-1999第4.2.5條、4.2.6條內容確定裂縫寬度的限值。
1） 當混凝土梁出現表1所列的受力裂縫時，應視為不適于繼續承載的裂縫。
表1：混凝土構件不適于繼續承載的裂縫寬度的評定
檢查項目
環 境
構 件 類 別
cu級或du級
受力主筋出的彎曲裂縫
（mm）
正常濕度環境
主要構件
>0.50
一般構件
>0.70
預應力混凝土
主要構件
>0.20（0.30）
一般構件
>0.30（0.50）
高濕度環境
任何構件
>0.40
預應力混凝土
>0.10（0.20）
剪切裂縫（mm）
任何濕度環境
鋼筋混凝土或預應力混凝土
出現裂縫
注：表中括號內限值適用于Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ冷拉級鋼筋的預應力混凝土構件。
2） 當混凝土梁出現下列情況的非受力裂縫時，也應視為不適于繼續承載的裂縫：
a. 因主筋銹蝕產生的沿主筋方向的裂縫，其裂縫寬度已大于1mm。
b. 因溫度、收縮等作用產生的裂縫，其寬度已比表1規定的彎曲裂縫寬度值超出50%，且分析表明已顯著影響結構的受力。
4. 結束語
混凝土梁類構件受到結構受力、溫度、變形、構造等多方面因素的影響，現實工程中也存在幾種裂縫混合出現的情況，例如溫度應力會加劇收縮裂縫的開展等。但我們要認真查勘現場，不僅檢查裂縫在整體及局部構件上的位置，還要看走向、分布、與周圍或內部結構的關系，細查裂縫上下寬度的變化，對現場損傷全面了解，綜合分析，以確定裂縫產生的主要原因及誘發因素，為切實有效地處理損傷提供可靠依據。
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