浅述钢筋混凝土结构裂缝的研究.pdf

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1、DOI：10．3969／j．issn．1672—4011．2014．06．021浅述钢筋混凝土结构裂缝的研究汪斌，辛立民江斌，芋互氏(安徽理工大学土木建筑学院，安徽淮南232001)摘要：钢筋混凝土结构的裂缝问题是工程中存在的一个普遍现象，国内外有很多专家学者对此也进行了深入的研究并取得了显著的成果。本文介绍了混凝土结构裂缝的种类及其产生的缘由，并提出了一系列的治理措施。关键词：裂缝种类；裂缝机理；裂缝治理中图分类号：TU755．7文献标志码：B文章编号：1672—4011(2014)06—0048—021裂缝的定义及其种类裂缝是固体材料中的某种不连续的现象，是一种人们可以接

2、受的材料特征。建筑物倒塌和破坏是从裂缝的扩展开始的，因此人们对裂缝的“恐惧感”自然也就不言而喻了。但是从钢筋混凝土基本原理而言，大多数情况下混凝土是带裂缝工作的，换言之结构产生裂缝并不意味着结构承受载荷能力的不足，与破坏、倒塌更不能相提并论，一定范围内的裂缝对建筑物的危害不大。因此进一步认识裂缝对消除人们的这种“恐惧感”是很有必要的。裂缝的种类有很多，根据裂缝形成时间的不同可分为混凝土硬化前裂缝、硬化过程中裂缝和完全硬化后裂缝；从结构形式上可分为结构性裂缝和非结构性裂缝。其中结构性裂缝包括设计原因为主的裂缝，有钢筋锚固长度不足引起的裂缝、计算与实际不符引起的裂缝、构造不当引起

3、的变形裂缝、构件刚度不足引起的裂缝、结构次应力引起的裂缝、设计未考虑施工方法引起的裂缝等；施工原因为主的裂缝有，钢筋位置放置不当引起的裂缝、模板原因引起的裂缝、原材料质量问题引起的裂缝、施工超载裂缝、施工措施不当引起的裂缝等一系列原因；使用原因引起的裂缝有，改变建筑使用条件引起的裂缝、荷载加大引起的裂缝、钢筋锈蚀引起的裂缝、地震引起的裂缝等。而非结构性裂缝包括混凝土骨料沉降、塑性收缩引起的裂缝、干缩和凝缩引起的裂缝、温度裂缝、地基不均匀沉降裂缝、施工不当引起的裂缝等。2裂缝产生的原因分析2．1外载荷引起的裂缝是指结构外部荷载过大引起混凝土结构破坏而产生的裂缝。通常情况下是指由

4、于混凝土未达到标准强度的情况下提前拆除模板或支撑，继而使得混凝土结构产生一定程度的破坏而产生的裂缝，或结构上部堆放的重物超过结构的承载能力，或是结构受较大外力撞击破坏了混凝土结构作者简介：汪斌(1989一)，男，浙江衢州人，在读硕士研究生，研究方向：结构工程。造成混凝土受力构件形成贯穿的裂缝。2．2温度裂缝混凝土在水化凝固期间，由于混凝土内外水化热的产生和散发速率不同导致外表和内部温差较大，形成温度梯度产生应力作用继而产生裂缝。混凝土硬化期间水泥放出大量的水化热，内部温度不断上升，在表面引起拉应力。后期在降温过程中，由于受到基础或先凝混凝土的约束，又会在混凝土内部出现拉应力。

5、当这些拉应力超出混凝土的抗裂强度时，即会出现裂缝。在施工中混凝土由最高温度冷却到运转时的稳定温度，往往在混凝土内部产生相当大的拉应力，有时温度应力可超过其他外载荷所引起的应力，因此掌握温度应力的变化规律，对于进行合理地结构设计和施工极为重要。2．3塑性收缩裂缝塑性收缩是指混凝土在凝结之前，表面因为失水较快而产生的收缩。塑性收缩裂缝一般在于热或者大风的天气较容易发生，裂缝多呈中间宽、两侧细且长短不一、互不连贯状态。较短的裂缝一般长20～30cnl，较长的裂缝可达2—3m，宽1～5rain。其产生的主要原因为：由于混凝土各种固体颗粒在减水剂的作用下形成了溶剂化层，导致各种固体颗粒

6、之间存在一层水膜，在混凝土的表面处形成凹形液面。在一般情况下，水分挥发会使固体颗粒进一步靠近，毛细管进一步变细，增大了将水从混凝土内层提升到表面的能力，同时混凝土的泌水也有利于水上升到混凝土表面。若环境温度高、风速大而且干燥，水分挥发迅速，混凝土的泌水和毛细管提升水的挥发作用时，使混凝土表面脱水速度远大于混凝土内部提供水的速度，造成混凝土面层体积收缩大，若这时混凝土还未产生足够的强度，则这时会在混凝土表面产生塑性收缩裂缝。2．4地基不均匀沉降裂缝建筑物总会产生一定的沉降，软弱地基上的建筑物更容易产生不均匀沉降。过大的不均匀沉降容易使上部结构开裂与破坏，造成建筑物各处渗水，下水

7、道堵塞不畅等，严重影响建筑物的使用。特别是对于多层砌体结构，由于砌体的抗拉、抗剪强度较低，在地基沉降时，很容易在墙体上产生斜裂缝或踏步式裂缝，窗洞的四角部位尤其厉害。2．5沉缩裂缝由于混凝土中骨料级配差、加水量大、构件厚度大、振捣不均匀等原因，致使混凝土固化缓慢、粗骨料下沉、水泥浆上浮。下沉的粗骨料被钢筋阻隔而产生不均匀下沉，致使被阻隔的部位出现裂缝。上浮的水泥浆导致混凝土表面收缩率增大，致使混凝土表面出现裂缝。沉缩裂缝一般(下转第5l页)2)的楼层最大剪力，最大楼层倾覆弯矩及最大楼层刚度均显著增大，表