结构设计原理论文.doc

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1、混凝土裂缝的形成原因摘要：在混凝土工程施工过程中,裂缝是混凝土工程建设中存在的质量通病,混凝土裂缝的出现给结构带来了一系列劣化作用。裂缝不仅严重的影响了桥梁建设的质量，而且裂缝导致桥梁坍塌的事故问题频发发生。如果我们了解了混凝土裂缝形成的原因，并采取了一系列有效的措施，将可以避免裂缝的产生，使裂缝对结构的危害降低到最低限度。关键词：混凝土、裂缝、形成原因1.混凝土与混凝土裂缝混凝土，简称为“砼”，是当代最主要的土木工程材料之一。它是由胶凝材料，颗粒状集料（也称为骨料），水，以及必要时加入的外加剂和掺合料按一定比例配制，经均匀搅拌

2、，密实成型，养护硬化而成的一种人工石材。目前的土木建筑工程，以混凝土结构占主导地位，混凝土是一种多孔胶凝人造石材，属刚性体，主要特点抗压强度高、抗拉强度低、延伸率微小。大量的工程实践和理论分析表明，几乎所有的混凝土构件均是带裂缝工作的，只是有些裂缝很细，甚至肉眼看不见（＜0.05mm），一般对结构的使用无大的危害，可允许其存在，为无害裂缝。无害裂缝的基本概念：①裂缝的出现对结构耐久性、安全性、稳定性无影响；②裂缝无渗漏水，且不贯通；③裂缝宽度小于0.2mm，且不渗漏水；④裂缝可自愈。有些裂缝在使用荷载或外界物理、化学因素的作用下

3、，不断产生和扩展，引起混凝土碳化、保护层剥落、钢筋腐蚀，使混凝土的强度和刚度受到削弱，耐久性降低，严重时甚至发生垮塌事故，危害结构的正常使用，必须加以控制。有害裂缝的基本概念：①混凝土结构产生的裂缝对耐久性受到影响；②裂缝有渗漏水；③裂缝贯穿结构层；④混凝土结构的冷缝明显且有渗漏水；⑤裂缝的深度与构造钢筋相连，形成钢筋串水；⑥裂缝的宽度大于0.2mm，且不能自愈；⑦裂缝密度呈网状；⑧裂缝对结构安全性、稳定性有危害程度。裂缝是混凝土结构物承载能力、耐久性及防水性降低的主要原因。混凝土制作应有预防措施，防止产生有害裂缝的出现。出现有

4、害裂缝后，应认真进行治理，清除有害裂缝，保证混凝土结构的安全性、稳定性、耐久性和无渗漏水。因此，对裂缝的控制和处理至关重要。2.混凝土裂缝的形成原因实际上，混凝土结构裂缝的成因复杂而繁多，甚至多种因素相互影响，但每一条裂缝均有其产生的一种或几种主要原因。2.1荷载引起的裂缝混凝土结构在常规静、动荷载及次应力下产生的裂缝称荷载裂缝，归纳起来主要有直接应力裂缝、次应力裂缝两种。荷载裂缝特征依荷载不同而异呈现不同的特点。这类裂缝多出现在受拉区、受剪区或振动严重部位。（1）直接应力裂缝：直接应力裂缝是指外荷载引起的直接应力产生的裂缝。产

5、生的原因有：①设计计算阶段，结构计算时不计算或部分漏算；计算模型不合理；结构受力假设与实际受力不符；荷载少算或漏算；内力与配筋计算错误；结构安全系数不够。结构设计时不考虑施工的可能性；设计断面不足；钢筋设置偏少或布置错误；结构刚度不足；构造处理不当；设计图纸交代不清等。②施工阶段，不加限制地堆放施工机具、材料；不了解预制结构结构受力特点，随意翻身、起吊、运输、安装；不按设计图纸施工，擅自更改结构施工顺序，改变结构受力模式；不对结构做机器振动下的疲劳强度验算等。③使用阶段，超出设计载荷的重型车辆过桥；受车辆、船舶的接触、撞击；发生

6、大风、大雪、地震、爆炸等。（2）次应力裂缝：次应力裂缝是指由外荷载引起的次生应力产生裂缝。产生的原因有：①在设计外荷载作用下，由于结构物的实际工作状态同常规计算有出入或计算不考虑，从而在某些部位引起次应力导致结构开裂。②桥梁结构中经常需要凿槽、开洞、设置牛腿等，在常规计算中难以用准确的图式进行模拟计算，一般根据经验设置受力钢筋。研究表明，受力构件挖孔后，力流将产生绕射现象，在孔洞附近密集，产生巨大的应力集中。在长跨预应力连续梁中，经常在跨内根据截面内力需要截断钢束，设置锚头，而在锚固断面附近经常可以看到裂缝。因此，若处理不当，在

7、这些结构的转角处或构件形状突变处、受力钢筋截断处容易出现裂缝。2.2外加变形或约束变形引起的裂缝外加变形一般有地基的不均匀沉降、混凝土的收缩及温度差等。约束变形越大，裂缝宽度也越大。2.2.1地基变形引起的裂缝沉陷裂缝是由于结构地基土质不匀、松软或回填土不实或浸水而造成不均匀沉降所致，或者因为模板刚度模板支撑间距过大或支撑底部松动等导致，特别是在冬季，模板不足，支撑在冻土上，冻土化冻后产生不均匀沉降，致使混凝土结构产生裂缝。此类裂缝多为深进或贯穿性裂缝，裂缝呈梭形，其走向与沉陷情况有关，一般沿与地面垂直或呈30～45度角方向发展

8、，较大的沉陷裂缝，往往有一定的错位，裂缝宽度往往与沉降量成正比关系。裂缝宽度宽度0．3～0．4mm，受温度变化的影响较小。地基变形稳定之后，沉陷裂缝也基本趋于稳定。2.2.2混凝土收缩引起的裂缝在实际工程中，混凝土因收缩所引起的裂缝是最常见的。塑性收缩和缩水收缩