学习钢筋混凝土结构应注意的问题？（写论文用的）

钢筋混凝土结构构件裂缝原因浅析
摘要：在房屋安全鉴定中，需要对整幢房屋的结构构件进行安全鉴定，首先通过现场踏勘进行外观检查，可能会发
现钢筋混凝土结构构件各种质量问题，其中裂缝是最常见的现象之一。裂缝出现都是事出有因，有设计上错误、原
材料性能缺陷、施工质量低劣、环境条件的变化、使用不当和地基不均匀沉陷等等，而建筑物的破坏往往始于裂
缝。因此，如何鉴定裂缝、分析裂缝和控制裂缝，是安全鉴定工作的重要内容之一。
关键词：混凝土；结构构件；裂缝；分析
1引言
在房屋安全鉴定中，需要对整幢房屋的结构构
件进行安全鉴定，首先通过现场踏勘进行外观检
查，可能会发现钢筋混凝土结构构件各种质量问
题，其中裂缝是最常见的现象之一。裂缝出现都是
事出有因，有设计上错误、原材料性能缺陷、施工
质量低劣、环境条件的变化、使用不当和地基不均
匀沉陷等等，而建筑物的破坏往往始于裂缝。因
此，如何鉴定裂缝、分析裂缝和控制裂缝，是安全
鉴定工作的重要内容之一。根据裂缝成因和特征，
判断结构受力工作状况，评定结构的安全性、适用
性和耐久性。此种鉴定方法具有简便、直观和快速
等优点，在房屋安全鉴定中运用很广。其缺点在于
它只是一种定性的分析方法，而不能定量地分析结
构的安全性。为此，对可疑结构构件应进行强度、
刚度和抗裂性验算，必要时还应通过荷载试验，然
后作出安全鉴定意见。
2钢筋混凝土结构构件裂缝分析
判明是结构性裂缝还是非结构性裂缝：钢筋混
凝土结构产生裂缝的原因很多，对结构的影响差异
也很大，只有弄清结构受力状态和裂缝对结构影响
的基础上，才能对结构构件进行定性。结构性裂缝
多由于结构应力达到限值，造成承载力不足引起
的，是结构破坏开始的特征，或是结构强度不足的
征兆，是比较危险的，必须进一步对裂缝进行分
析。非结构性裂缝往往是自身应力形成的，如温度
裂缝、收缩裂缝，对结构承载力的影响不大，可根
据结构耐久性、抗渗、抗震和使用等方面要求采取
修补措施。
（1）判明结构性裂缝的受力性质：结构性裂缝，根据受力性质和破坏形式进一步区分为两种：
一种是脆性破坏，另一种是塑性破坏。脆性破坏的
特点是事先没有明显的预兆而突然发生，一旦出现
裂缝，对结构强度影响很大，是结构破坏的征兆，
属于这类性质裂缝的有受压构件裂缝（包括中心受
压、小偏心受压和大偏心受压的压区）、受弯构件
的受压区裂缝、斜截面裂缝、冲切面裂缝以及后张
预应力构件端部局压裂缝等。脆性破坏裂缝是危险
的，应予以足够重视，必须采取加固措施和其它安
全措施。塑性破坏特点是事先有明显的变形和裂缝
预兆，人们可以及时采取措施予以补救，危险性相
对稍小。属于这类破坏的受力构件的裂缝有：受拉
构件正载面裂缝，受弯构件和大偏心受压构件正载
面受拉区裂缝等。此种裂缝是否影响结构的安全，
应根据裂缝的位置、长度、深度以及发展情况而
定。如果裂缝已趋于稳定，且最大裂缝未超过规定
的容许值，则属于允许出现的裂缝，可不必加固。
例如某办公用房，四层二跨框架结构，跨度5m及
7m，1998年竣工，使用不久，部分梁出现裂缝，
要求鉴定。通过现场查勘，发现梁的裂缝均出现在
梁的两端，为约45°的斜裂缝，且混凝土的质量
较差，后经过对部分梁的混凝土取芯试压，最低强
度等级约为C12，平均强度等级为C15，图纸设计
混凝土强度等级为C20，二者相差较大，由于荷载
增大及混凝土强度低，通过复算，梁处于超筋状
态，属脆性破坏裂缝，应予立即加固。
（2）查明裂缝的宽度、长度和深度：钢筋混凝
土结构构件的裂缝按其表征可分三种：一是表面细
小裂缝，即缝宽很小，长度短而浅；二是中等裂
缝，其宽度在0.2mm左右，长度局限在受拉区，
裂缝已深入结构一定深度；三是贯穿性裂缝，缝宽
超过0.3mm，长度伸到受压区，裂缝已贯穿整个截
面或部分截面。结构性裂缝不仅表征结构受力状
况，还会影响结构的耐久性。裂缝宽度愈大，钢筋
愈容易锈蚀，意味着钢筋和混凝土之间握裹力已完
全破坏，使用寿命已近终结。一般室内结构，横向
裂缝导致钢筋锈蚀的危险性较小，裂缝以不影响美
观要求为度，而在潮湿环境中，裂缝会引起钢筋锈
蚀，裂缝宽度应小于0.2mm，但纵向缝易引起钢筋
锈蚀，并导致保护层剥落，影响结构的耐久性，应
予处理。当裂缝长度较长，深度较深，严重影响构
件的整体性，往往是破坏征兆。例如受弯构件正截
面梁底出现裂缝，裂缝长度向受压区发展，并到达
或超过中和轴，是比较危险的，若缝长较短，局部
在受拉区，一般危险性较小。裂缝深度也是表征之
一，通常表面裂缝多是非结构性裂缝，贯穿性裂缝
多是结构性裂缝，容易使钢筋锈蚀，危险性较大，
应查明原因，根据危险性，采取必要的加固措施。
（3）判明裂缝是发展的还是稳定的：钢筋混凝
土结构构件裂缝按其扩展性质，通常分三种：一是
稳定裂缝，即裂缝的宽度、长度保持恒定不变；第
二种是活动性裂缝，该裂缝的宽度和长度随着受荷
状态和周围温度、湿度变化而变化；第三种是发展
裂缝，裂缝的宽度和长度随着时间增长而增长。钢
筋混凝土结构在各种荷载作用下，一般在受拉区允
许在裂缝出现下工作，也就是说裂缝是不可避免
的，只要裂缝是稳定的，其宽度不大，符合规范要
求，并无多大危险，属安全构件。但裂缝随时间不
断扩展，说明钢筋应力可能接近或达到流限，对承
载力有严重的影响，危险性较大，应及时采取措
施。裂缝稳定的结构，裂缝会不会再扩展，还要看
所处环境是否稳定，环境变化，旧的裂缝可能还会
扩展，也还会出现新的裂缝，应结合具体条件加以
分析。例如某教学楼3层框架结构，浅基础，因附
近打桩，部分屋顶大梁出现裂缝，要求鉴定。通过
对设计、施工资料的检查，均无大的问题，且此教
学楼已竣工多年，未发现任何裂缝。经过现场查
勘，地坪土体隆起严重，屋顶大梁的裂缝仅出现在
梁端两侧，为斜细裂缝，初步意见应对裂缝进行继
续观察。打桩结束后，经过三个月观察，裂缝没有
继续发展。分析认为由于打桩挤土引起基础移动，
致使上部结构局部应力重分布产生裂缝，对结构影
响不大。
3钢筋混凝土结构构件变形的分析
结构在长期使用中，由于荷载、温度、湿度以
及地基沉陷等影响，将导致结构变形和变位，变形
不但对美观和使用方面有影响，且对结构受力和稳
定也有影响。较大变形往往改变了结构的受力条
件，增大受力的偏心距，在构件断面、连接节点中
产生新的附加应力，从而降低构件的承载能力，引
起构件开裂，甚至倒塌。结构变形的测定项目应针
对可疑迹象，根据测定的要求、目的加以选择，但
最大的挠度和位移必需检测。变形的量测应与裂缝
量测结合起来，结构过度的变形，可产生对应的裂
缝，过大的裂缝又可扩大结构的变形。因此，结构
变形情况如何，往往是反映出结构工作是否正常的
重要标志，是结构构件安全鉴定的重要内容。另一
方面还需看变形是稳定的还是发展的，变形发展很慢或基本稳定是正常的，若变形发展很快，变形速
度逐渐增大或突然增大，即是异常的现象，应引起
注意，通常意味着结构可能破坏，应立即采取措施
确保房屋安全。结构过度变形是结构刚度不足或稳
定性不足的标志，它并不直接反映结构的强度。影
响结构变形的主要因素，如断面尺寸、跨度、荷
载、支座形式和材料质量等，也影响到结构的强
度。因此进行安全鉴定时，还应和裂缝、结构构件
稳定等结合考虑。
4结语
钢筋混凝土构件的安全鉴定还应考虑构造、混
凝土碳化等因素。房屋安全鉴定是一项技术与政策
相结合、局部和整体相结合、必须考虑诸多因素的
技术工作，本文所提及的仅仅是一项局部的分析，
只是个人学习和平时工作中点滴体会，其中还有许
多问题有待深入探讨和研究，竭望同行们批评指
正。

钢筋混凝土结构是一门既具有很强实践性，又具有较强的综合性的应用学科，它是建立在科学试验和水利水电工程实践基础上，综合运用数学、力学、材料及施工技术成就具有广阔发展前景的学科。在学习钢筋混凝土结构时，应注意以下几点：
（1）钢筋混凝土结构通常是由钢筋与混凝土结合而成的一种结构。钢筋混凝土材料与理论力学中的刚性材料以及材料力学、结构力学中的理想弹性或理想塑性材料有很大的区别。为了对混凝土结构的受力性能与破坏特征有较好的了解，首先要求对钢筋和混凝土的力学性能要较好地掌握。
（2）钢筋混凝土结构在裂缝出现以前的抗力行为，与理想弹性结构的相近。但是，在裂缝出现以后，特别是临近破坏之前，其受力和变形状态与理想材料的有显著不同。钢筋混凝土结构的受力性能还与结构的受力状态、配筋方式和配筋数量等多种因素有关，暂时还难以用一种简单的数学模型和力学模型来描述。因此，目前主要以钢筋混凝土结构和构件的试验和工程实践经验为基础进行分析。许多计算公式都带有经验性质。在学习本课程时，应该注意各计算公式与力学公式的联系与区别。
（3）我国的《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）在进行大量的试验、调查与统计的基础上，对建筑结构可能承受的各种荷载大小有着明确的规定。我国的《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）也给出了各种常用钢筋和混凝土的强度、弹性模量等指标。鉴于实际情况的复杂性，建筑结构上的实际荷载和实际材料指标与规范规定的大小会有一定的出入。它们可能高于规范规定的数值，也可能低于规范规定的数值。此外，不同结构重要性也不一样。它们对于结构的安全、适用和耐久的要求各不相同。为了使混凝土结构设计技术先进、经济合理、安全适用、确保质量的要求，将混凝土结构各种分析公式用于设计时，考虑了上述各种因素的影响。学习本课程时，应该注意分析公式与设计公式之间的联系与区别，了解和掌握我国有关钢筋混凝土结构设计的技术和经济政策。
（4）进行钢筋混凝土结构设计时离不开计算。但是，现行的实用计算方法一般只考虑了荷载效应。其他影响因素，如：混凝土收缩、温度影响以及地基不均匀沉陷等，难于用计算公式来表达。《规范》根据长期的工程实践经验，总结出一些构造措施来考虑这些因素和影响。因此，在学习时，除了要对各种计算公式了解掌握以外，对于各种构造措施也必须给予足够的重视。在设计混凝土结构时，除了进行各种计算以外，还必须检查各项构造要求是否得到满足。
（5）为了指导钢筋混凝土结构的设计工作，名国都制订有专门的技术标准和设计规范。它们是各国在一定时期内理论研究成果和实际工程经验的总结。在学习混凝土结构时，应该很好地熟悉、掌握和运用它们。但是也要了解，混凝土结构是一门比较年轻和迅速发展着的学科，许多计算方法和构造措施还不一定尽善尽美。也正因为如此，各国每隔一定时间都要将自己的结构设计标准或规范修订一次，使之更加完善合理。因此，我们在很好地学习和运用规范的过程中，也要善于发现问题，灵活运用，并且不断地进行探索与创新。