综合楼钢筋混凝土连续梁裂缝的分析与处理

作者：林耿创
揭阳市南方建筑工程有限公司，广东 揭阳 522031
一、工程与质量问题概况
揭阳市某医院综合楼建筑面积约6000多平方米，六层钢筋混凝土框架结构，钻孔灌注桩基础。工程于1997年6月开始建设，1998年8月砌砖工程完成。1998年9月进行室内装修时发现底层门厅上空有一根钢筋混凝土连续梁出现几条裂缝，详见图1。







该门厅所在位置共五层，底层为门厅,二层为诊室，三至五层为会议厅。经检查，三至五层及天面梁板均未发现类似的裂缝。
裂缝的特点是：（1）位置在连续梁交叉附近，接近跨中的地方。（2）裂缝都出现在梁体的下半部，裂缝长度为20~30CM（梁高60CM）。（3）裂缝下宽上窄，最宽0.35MM。
二、裂缝原因分析
裂缝发生后，查阅了工程施工过程的有关资料，并对综合楼二层梁体的混凝土强度进行回弹检测，基本排除了沉降量过大或混凝土强度不足造成裂缝的可能性。我们重点查阅了工程的设计图纸，该工程的梁板采用C20混凝土,门厅上空楼盖的混凝土梁的截面尺寸和部分梁的配筋见图2。
从图中可以看出，设计人员为了门厅上空结构整齐美观，钢筋混凝土梁均采用同一高度600MM，两个方向的连续梁同位相交，梁布置成井字形，板被划分成若干区格，板由梁支承，梁支承在柱或框架梁上，形成了井字梁结构。根据该部位梁板柱的布置形式，结构受力分析应该把D、G轴-24、26轴和D、G轴-26、28轴两个区格的梁板看成为两个井字梁结构。
井字梁结构属于空间共同受力体系，是空间刚架的一种特殊情况，可看成是平面刚架，其内力分析和变形计算比较复杂。在垂直荷载的作用下，结构主要发生弯曲变形。从梁的受弯情况看，梁的中部区域受拉（压）应力较大，属危险区域，而梁两端应力较小。
　　该工程钢筋混凝土框架结构采用CAD进行计算分析，而次梁由设计人员通过手算完成。从设计图纸中梁的编号和配筋情况看，25轴和27轴的次梁按多跨连续梁设计。据设计人员介绍，结构设计时把25轴（27轴）的梁看成次梁支承于次主梁1L26-1上，次主梁1L26-1支承于框架梁上，25轴（27轴）的梁按三跨连续梁计算配筋。把井字梁结构的受力看成主次关系传力，并按静力平衡关系求解而不考虑结构竖向变形，这样的设计考虑是有欠缺的。笔者利用考虑结构空间效应的TBSA4.2电算程序，根据图纸输入同样的荷载和梁的截面尺寸，对该部分的结构进行电算，电算结果见图2 括号里面的数值。














从电算结果看，当考虑空间整体受力效应及竖向变形协调时，原设计中25、26轴连续梁的配筋量明显不足，而梁1L26-1配筋量有一定的富余。
裂缝的产生往往是多种因素共同作用，本楼盖钢筋混凝土梁裂缝的产生主要有两个因素：
(一)该梁的支座负筋及跨中底筋的配筋量只有合理配筋量的50%，当墙体砌筑完成后，荷载增加到一定程度时，
(下接第43页）
（上接第41页）梁体由于配筋量的严重不足，很容易造成受拉钢筋的应力过高,当钢筋混凝土梁的受拉混凝土的应力达到其抗拉强度时,在混凝土梁抗弯最薄弱的截面将首先产生裂缝。根据井字梁结构的受力特点，梁的中部正拉应力最大，在该区域梁体下部出现裂缝的可能性最大。
（二）该梁是按三跨连续梁配筋，底筋没有连续，而是按三跨分别支承于梁1L26-1上。根据井字梁的受力特点，底筋应连续且应支承到框架梁上，而不应该在跨中一齐断开。断开了的底筋在较大拉应力作用下更容易相对滑移，使混凝土更容易滑移开裂。另外，底筋在拉力作用下产生的伸长变形集中表现在节点（底筋断开处）附近的垂直裂缝宽度上，使裂缝宽度加大。
其它同样的井字梁尚未发现裂缝，主要是梁承受的荷载较小。另外，由于混凝土离散性的原因，不排除其它梁的抗裂弯矩较高。
三、裂缝处理
经分析，尽管25轴的井字梁的配筋严重不足，但梁1L26-1及其它主梁的配筋有一定的富余，考虑到梁体开裂后，根据变形协调条件的原理，井字梁楼盖的应力将重新分配，未开裂的梁将承担更多的荷载。根据裂缝的数量以及其稳定性和宽度判断，该结构的承载力不会受到实质性影响，工程可视为安全可靠，只用环氧树脂涂抹表面进行封闭。该工程自1998年使用至今，裂缝稳定，使用正常。

【参考文献】
　　 [1]王铁梦.建筑物的裂缝控制[M].上海：上海科学技术出版社，1993.