本文中的穿透性非結(jié)構(gòu)性裂縫指裂縫沿構(gòu)件厚度兩側(cè)的總穿入深度超過一半的裂縫。在從事混凝土結(jié)構(gòu)工程質(zhì)量的檢查工作多年后，我們發(fā)現(xiàn)在處理混凝土穿透性非結(jié)構(gòu)性裂縫問題時(shí)常常出現(xiàn)無(wú)據(jù)可依的現(xiàn)象，這使得如何控制混凝土穿透性非結(jié)構(gòu)性裂縫和相應(yīng)的處理方法帶有一定的經(jīng)驗(yàn)性和主觀性。

 

    2．1  規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)方面

    我國(guó)的建筑、交通、港口等行業(yè)的混凝土設(shè)計(jì)規(guī)范均對(duì)混凝土的裂縫控制寬度作了規(guī)定，這主要是基于結(jié)構(gòu)的耐久性而非整體性要求做出的。裂縫的存在一個(gè)方面會(huì)形成有害物質(zhì)侵入的通道，另一方面還會(huì)破壞結(jié)構(gòu)的整體性。除裂縫寬度外，裂縫的走向、深度也是影響結(jié)構(gòu)整體性的重要因素。對(duì)于裝配式結(jié)構(gòu)而言，通過在接頭處的特定構(gòu)造措施使得結(jié)構(gòu)的整體性得到保證后，結(jié)構(gòu)可以像現(xiàn)澆整體結(jié)構(gòu)一樣工作；而穿透性非結(jié)構(gòu)性裂縫則使現(xiàn)澆整體結(jié)構(gòu)的整體性變差，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的實(shí)際作用機(jī)理與設(shè)計(jì)假定存在偏差。可以說(shuō)截止目前關(guān)于穿透性非結(jié)構(gòu)性裂縫對(duì)結(jié)構(gòu)整體性影響的研究是不夠的。雖然有研究結(jié)果表明產(chǎn)生穿透性非結(jié)構(gòu)性裂縫后構(gòu)件的受壓承載能力和受彎承載能力并未受到顯著影響，但同時(shí)也有研究表明[1]在反復(fù)荷載作用下彎剪構(gòu)件中出現(xiàn)的貫通裂縫使構(gòu)件整體性被破壞，進(jìn)而構(gòu)件承載能力較靜載作用下有所降低。由于實(shí)際結(jié)構(gòu)中使用荷載作用下有所降低。由于實(shí)際結(jié)構(gòu)中使用荷載作用下的染式構(gòu)件及地震荷載作用下的梁柱構(gòu)件實(shí)際的受力狀態(tài)均不是單純的受彎或受壓狀態(tài)，因而很有必要制定標(biāo)準(zhǔn)來(lái)反映帶穿透性非結(jié)構(gòu)性裂縫（破壞了結(jié)構(gòu)的整體性）的彎剪構(gòu)件與無(wú)裂縫構(gòu)件在承載性能方面的差異。

 

    另外，由于火災(zāi)、銹蝕、施工不當(dāng)?shù)染鶗?huì)使鋼筋與混凝土之間產(chǎn)生粘結(jié)裂縫，如何在計(jì)算構(gòu)件承載能力時(shí)考慮粘結(jié)裂縫的影響是混凝土結(jié)構(gòu)裂縫檢測(cè)中遇到的另一無(wú)據(jù)可依的問題。

 

    2．2  計(jì)算理論方面

    不加分析地利用現(xiàn)澆整體混凝土設(shè)計(jì)規(guī)范提供的公式來(lái)計(jì)算帶穿透性非結(jié)構(gòu)性裂縫構(gòu)件的承載能力是欠妥的，這是因?yàn)槎鄶?shù)構(gòu)件的控制荷載是彎剪復(fù)合作用，而構(gòu)件裂縫處的剪力會(huì)對(duì)其附近一定范圍內(nèi)的應(yīng)力分布產(chǎn)生不利影響。研究表明橫向使裂縫的存在會(huì)使裂縫附近一定區(qū)段的縱筋粘結(jié)降低，出現(xiàn)內(nèi)粘結(jié)裂縫，而內(nèi)粘結(jié)裂縫的發(fā)展則會(huì)使構(gòu)件的作用機(jī)理在局部區(qū)段由梁作用轉(zhuǎn)為拱作用。同時(shí)，穿透性非結(jié)構(gòu)性裂縫的存在也使受力裂縫傾向于在已有裂縫處發(fā)生，導(dǎo)致受力裂縫的走向發(fā)生改變。

 

    直接依據(jù)裝配式混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范提供的構(gòu)造措施來(lái)判定帶穿透性非結(jié)構(gòu)性裂縫構(gòu)件的承載能力則會(huì)出現(xiàn)對(duì)裂縫不利影響估計(jì)過大的問題，因?yàn)閷?duì)多數(shù)帶穿透性非結(jié)構(gòu)性裂縫構(gòu)件而言，裂縫的初始狀態(tài)并不是完全貫通的。

 

    雖然有不少文章表明可用有限元法來(lái)計(jì)算混凝土構(gòu)件的承載問題，但由于裂縫附近材料的應(yīng)力應(yīng)變變化比較劇烈，裂縫的發(fā)展更決定于縱筋及箍筋的細(xì)部構(gòu)造，必須有非常精細(xì)的網(wǎng)格劃分才能與之匹配，同時(shí)裂縫后單元本構(gòu)關(guān)系目前尚不成熟。困此，用有限元方法來(lái)計(jì)算帶裂縫構(gòu)件承載能力的做法短期內(nèi)尚不能進(jìn)入實(shí)用和普及階段。

目前廣為應(yīng)用的PKPM系列軟件屬于設(shè)計(jì)軟件，在用該軟件來(lái)計(jì)算已加固構(gòu)件（如采用碳纖維加固及粘鋼加固[7]）及帶損壞構(gòu)件對(duì)整個(gè)結(jié)構(gòu)體系工作產(chǎn)生的影響之前必須保證能出現(xiàn)假定的的塑料鉸并能滿足規(guī)范要求的轉(zhuǎn)動(dòng)能力。

 

    2．3  工程實(shí)踐方面

    由于缺乏確定穿透性非結(jié)構(gòu)性裂縫對(duì)整體性影響程度的規(guī)范規(guī)定及計(jì)算帶穿透性非結(jié)構(gòu)性裂縫構(gòu)件承載能力的實(shí)用方法，加之檢查時(shí)構(gòu)件的外觀表現(xiàn)并不對(duì)應(yīng)于控制荷載，在工程實(shí)踐方面對(duì)裂縫問題的處理上存在不同的觀點(diǎn)：一種觀點(diǎn)認(rèn)為發(fā)現(xiàn)裂縫就要處理；一種觀點(diǎn)認(rèn)為裂縫無(wú)害，只要不影響耐久性就不必處理；一種觀點(diǎn)甚至認(rèn)為裂縫是有益的。

 

    對(duì)于這幾種觀點(diǎn)，應(yīng)該一分為二地看待：首先裂縫的確使人產(chǎn)生不舒服的感覺，而且裂縫的存在造成了有害物質(zhì)侵入的通道，并最終影響到結(jié)構(gòu)未來(lái)的安全性，同時(shí)裂縫的存在也破壞了結(jié)構(gòu)的整體性，使得裂縫附近一定區(qū)段內(nèi)的應(yīng)力分布發(fā)生變化，改變裂縫的走向并最終影響到結(jié)構(gòu)的安全性；其次，結(jié)構(gòu)的確是以裂縫擴(kuò)展的形式來(lái)工作的，在裂縫擴(kuò)展的過程中，構(gòu)件的抗力模式在不斷更新（能保持整個(gè)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定）直到整個(gè)構(gòu)件的承載能力耗盡。

 

    3．解決混凝土穿透性非結(jié)構(gòu)性裂縫問題的幾條途徑。

    由于存在上述這些技術(shù)困難，可通過以下途徑進(jìn)行改善：

    （1）建造過程中的房屋其實(shí)是一個(gè)時(shí)變結(jié)構(gòu)，這需要檢查人員在分析裂縫原因時(shí)綜合考慮各種因素，既要考慮施工荷載、溫度荷載又要考慮到材料的實(shí)際齡期強(qiáng)度。

    （2）發(fā)展優(yōu)質(zhì)高效的裂縫灌漿技術(shù)，因?yàn)樵摲椒�可同時(shí)解決裂縫對(duì)結(jié)構(gòu)耐久性和整體性的不良影響，從而避免糾纏于帶穿透性非結(jié)構(gòu)性裂縫構(gòu)件承載能力的算法問題。

    （3）發(fā)展可考慮穿透性非結(jié)構(gòu)性裂縫影響的構(gòu)件承載能力計(jì)算理論，為必要情況下的技術(shù)促裁服務(wù)。

 

[1].王傳志，滕智明.鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)理論

[M] .中國(guó)建筑工業(yè)出版社.1985年3月，P398

[2] .潘振華.關(guān)于火災(zāi)后建筑結(jié)構(gòu)鑒定加固技術(shù)及理論的探討[J] .東南大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2002年增刊P232.

[3] .潘振華，朱獲濤，王慶霖.銹蝕率與極限粘結(jié)強(qiáng)度關(guān)系的實(shí)驗(yàn)研究工作[J] .工業(yè)建筑，2000.5

[4] .國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50010—2002）

[5] .R.帕克，T.波利.鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)（上）

[M] .重慶大學(xué)出版社，1985年，P179

[6] .潘振華，楊炳成.剪切斜裂縫發(fā)生后鋼筋混凝土梁抗剪加固實(shí)驗(yàn)研究[J] .建筑技術(shù)開發(fā)，2006.7

[7] .潘振化，楊炳成.粘鋼抗彎加固時(shí)鋼板與混凝土界面作用機(jī)理研究[J] .建筑技術(shù)開發(fā)，2006.2