根據裂縫產生的原因可分為以下三類:
(A)由外部載荷形成的裂縫
即按常規方法計算的主應力引起的裂縫。在外荷載(動荷載、靜荷載以及許多結構實際工作狀態超過設計所產生的應力)的作用下,超過自身抗拉強度而產生的裂縫稱為荷載裂縫。這種裂紋更容易發生在有吊車梁的工業車間。
(B)結構變形造成的裂縫
溫度、收縮、膨脹和混凝土不均勻沈降引起的裂縫。混凝土結構具有熱脹冷縮的特性。這種結構在受熱時會變形。當約束變形時產生的約束應力超過混凝土的抗拉強度時,就會出現溫度裂縫。混凝土在硬化過程中,由於水泥的水化熱,內部溫度升高,水分散失過快,產生收縮裂縫,這也是溫度裂縫。
(C)由外部荷載和結構的二次應力引起的裂縫
次應力是指不按常規計算的外載荷應力。比如屋架支承端按鉸接節點計算,但實際混凝土屋架節點有彎距和剪力;由於地基土的差異很大;混凝土結構的持力層位於軟弱土層中;建築平面結構復雜,水平和豎向單元交叉處基礎密集;建築物整體剛度差,剛度不對稱,會引起不均勻沈降,導致混凝土結構出現裂縫。
二、鋼筋技術的引入
根據《混凝土結構加固技術規程》,混凝土結構的加固方法有:加大截面、外包鋼加固、預應力加固、改變結構傳力加固、外部粘鋼加固、碳纖維布加固等。
(A)加固程序
根據結構的可靠度等級,提出加固方案。根據加固方案進行加固設計,考慮合適的施工方法和合理的構造措施。
(2)鋼筋技術介紹
1,加大截面加固法
即增加混凝土結構或構築物的橫截面積,以提高其承載能力並滿足正常使用的壹種加固方法。在鋼筋混凝土受彎構件受壓區增加現澆混凝土層,可以增加截面有效高度,擴大截面面積,從而提高構件的抗彎承載力、抗剪承載力和截面剛度,起到加固作用。在合適配筋範圍內,混凝土受彎構件正截面承載力隨著配筋面積和強度的增加而增加。當原構件正截面配筋率不太高時,增大主筋面積可以有效提高原構件正截面的受彎承載力。
2、鋼筋加固方法
這種加固技術是用專用建築結構膠在混凝土構件表面粘貼鋼板來提高結構承載能力的加固方法。適用於在使用中不允許增加混凝土截面尺寸,但需要大幅度提高承載力的混凝土結構的加固。要求壹般受彎和受拉構件承受靜力作用,環境溫度不大於60℃,相對濕度不大於70%,無化學腐蝕。否則,應該采取措施。優點是簡單、快捷,不影響結構外觀,施工時對生產生活影響小。但粘鋼存在應力滯後現象。施工過程中原構件的荷載越大,應力滯後越大。此外,施工質量和粘結劑質量對加固也有很大影響。
3、低壓灌漿法
這種方法適用於修補裂縫寬度為0.2 ~ 0.3 mm的混凝土接縫,它是在裂縫中註入樹脂或水泥,以提高其防水性和耐久性。對於不完整的裂縫,用灌漿方法很難將漿液註入內部,當註入壓力過高時,裂縫寬度可能會擴大。所以目前多采用低壓低速噴射方式。
4、預應力加固方法
即通過使用外部預應力鋼拉桿或支柱來加強結構的方法。適用於要求提高承載力、剛度和抗裂性,加固後占用空間較小的混凝土承重結構。這種方法不適用於溫度高於60℃的混凝土結構,否則應加以保護,也不適用於收縮較大的混凝土。
5、改變結構傳力方式的加固方法
主要可分為兩種:
(1)加支點法:這種方法是壹種減小結構計算跨度和變形,提高其承載能力的加固方法。根據支承結構的力學性能,可分為剛性支點和彈性支點。剛性支點法是通過支承構件的軸向受壓,將荷載直接傳遞給基礎或其他承重結構的加固方法。彈性支點法是壹種通過支撐結構的彎曲或框架化來間接傳遞荷載的加固方法。上述方法適用於房間凈空無限制的大跨度結構的加固。
(2)托梁拉柱法:這種方法是在不拆除或少拆除上部結構的情況下,對柱進行拆除、置換和延伸的加固方法。根據施工方法的不同,可分為支撐托梁、無支撐托梁、雙托梁對牛腿,適用於需要改變廠房使用功能、增加空間的舊廠房結構加固。其中,對牛腿的雙托梁適用於上部柱的鋼結構加固。
6、鋼筋加固方法
即在混凝土構件中包裹鋼筋的加固方法。適用於不允許增加混凝土截面尺寸,但需要大幅度提高承載力的混凝土結構的加固。當采用化學灌漿加固鋼筋時,鋼筋表面溫度不應高於60℃。當環境有腐蝕性介質時,應有可靠的防護措施。