某储煤棚内钢筋混凝土支架裂缝的原因分析

【摘要】结合某储煤棚内钢筋混凝土支架裂缝的实例，根据现场调查、检测和结构分析，对钢筋混凝土支架裂缝原因进行了全面的分析，找出其开裂发生的原因。

【关键词】 储煤棚  支架  裂缝  原因分析

Abstract：Combining a living example that a coal storage shed’s reinforced concrete support is cracked， and according to the field investigation， detection and structural analysis of this example， I have made a founded analysis of the causes of the reinforced concrete support crack and found out those causes.

Keywords：Store coal shed，stentst， cracks ，cause analysis

1 工程概况

某储煤蓬于2018年初投入使用，支承带式输送机走廊的支架为钢筋混凝土框架结构，支架立面布置见图1。2020年9月发现柱、梁存在较多、较宽的裂缝，为了解支架结构出现裂缝的原因，需对其进行检测鉴定。

2 工程质量现状调查与核查

依据委托方提供的设计资料，按照国家技术标准、规范的要求，对施工、使用、设计的主要问题进行现场调查。对支架梁、柱构件的混凝土强度进行检测，梁、柱混凝土均满足设计强度等级的要求。

对梁、柱构件的主筋数量及箍筋间距进行抽样检测， 梁、柱主筋根数与箍筋间距均满足设计要求。

对支架梁、柱裂缝分布状况调查，在支架中，未发现1-2轴支架存在裂缝的现象；3-4轴支架有5条梁存在斜裂缝的现象，梁上最大裂缝宽度为3mm，有1条梁支座处混凝土存在压碎现象，梁上最大裂缝宽度为5mm；3-4轴支架柱有6处存在裂缝现象，柱上最大裂缝宽度为4mm，有3根柱根部存在混凝土压碎的现象，柱上最大裂缝宽度为5mm；5-6轴支架有8条梁存在斜向或竖向现象，梁上最大裂缝宽度为6mm，有1条梁支座处混凝土存在压碎现象，梁上最大裂缝宽度为18mm，5-6轴支架柱有12处存在裂缝现象，柱上最大裂缝宽度为10mm。从现场调查来看，3-4支架柱根破坏特征以受压破坏为主，5-6支架柱根破坏呈现北侧受拉、南侧受压的现象；支架南北向梁的破坏主要是由于南北侧柱变形不协调而引起的剪切破坏。

对支架柱的垂直度进行检测，检测结果见表1，3个支架柱的侧向位移值范围为1mm～203mm，侧向位移均评定为C级。支架侧向位移示意见图2。

通过对现场储煤棚内煤的堆放调查，支架处煤已清空，从其西侧支架下方煤的堆放情况来看，储煤棚内煤的堆放最大高度至栈桥处，高度约为26m。

对原设计的结构计算书的核查，煤的储料容重为9.5kN/m3，煤内摩擦角Ф450。根据《建筑结构荷载规范》（GB 50009-2012）附录A，容重9.5kN/m3的无烟煤最大摩擦角为300，内摩擦角取值偏大，引起侧压力系数偏小，从而导致煤堆侧压力偏小。

对支架梁、柱承载力验算，3-4轴支架1层柱和1层、2层南北向梁承载力不满足《混凝土结构设计规范》（GB 50010-2010）（2015年版）的要求，5-6轴支架1层柱和1层南北向梁承载力不满足《混凝土结构设计规范》（GB 50010-2010）（2015年版）的要求。

对原施工图核查，原施工图纸上未明确主要荷载取值情况（如堆煤高度）。

3 原因的分析

通过对该工程质量的调查与核查，设计方面存在的主要问题有：

1）原设计煤内摩擦角（Ф450）取值偏大，不符合《建筑结构荷载规范》（GB 50009-2012）附录A的要求。煤内摩擦角大，侧压力系数偏小，导致柱、梁上的荷载设计值偏小。

2）根据《混凝土结构设计规范》（GB 50010-2010）（2015年版）第5.1.2条规定，当结构在施工和使用期的不同阶段有多种受力状况时，应分别进行结构分析，并确定其最不利的作用效应组合。而原设计未对3-4轴支架考虑煤堆的侧向压力。

使用方存在的问题有：

原设计堆料高度为23m，现使用方堆料高度约为26m，堆料高度超过原设计计算书的要求，从而进一步增加了煤堆的侧向压力。

4  结论及处理意见

经现场调查、检测及计算分析，混凝土强度及钢筋配置均满足设计要求，不是由其自身的质量问题引起的。侧压力系数偏小，是导致梁、柱出现裂缝的根本原因，而使用方堆料高度过高又加剧了裂缝的出现。

结合该工程梁、柱构件的损伤情况，提出下述处理建议：

由原设计单位按最不利的作用效应组合及煤侧压力系数按0.333取值进行复核验算后，提出加固处理方案。

参考文献

[1] 建筑结构检测技术标准（GB/T 50344-2019）[S]；

[2]回弹法检测混凝土抗压强度技术规程（JGJ/T 23-2011）[S]；

[3]建筑变形测量规程（JGJ 8-2016）[S]；

[4]混凝土中钢筋检测技术标准（JGJ/T 152-2019）[S]；

[5]混凝土结构工程施工质量验收规范（GB 50204-2015）[S]；

[6]混凝土结构设计规范（GB50010-2010）（2015年版）[S]；

[7]工业建筑可靠性鉴定标准（GB 50144-2019）[S]；

[8]建筑结构荷载规范（GB 50009-2001）（2012版）[S]；

[9]建筑工程设计文件编制深度规定（2008版）。

作者简介：谢安国，男，工程师，主要从事工程检测鉴定工作。