大体混凝土裂缝成因和控制.doc

大体混凝土裂缝成因及控制 1.混凝土裂缝的基本概念 混凝土是一种由多种材料所组成的人造石材，它具有抗压强度高与耐久性良好等特性，但它同时也存在着抗拉强度低，受拉时变形能力小，容易开裂等特点。大体积混凝土裂缝的起因大致可以作以下分类：1、由外荷载（静、动荷载）的直接应力引起的裂缝；2、由结构次应力引起的裂缝；3、由变形变化引起的裂缝：即主要由温度、收缩、不均匀沉降或澎胀等变化产生应力而引起的裂缝；以下划分并没有严格的界限，因为许多工程裂缝的起因往往是综合性的。重要的是必须区别和判断是由于外荷载引起的，还是结构变化引起的。外荷载引起的裂缝宽度虽小，但钢筋应力可能很高。大体积混凝土内出现的裂缝，按其深度不同， 一般可分为贯穿裂缝、深层裂缝和表面裂缝。贯穿裂缝切断了结构断面，可能破坏结构的整体性和稳定性，其危害性是较严重的；深层裂缝部分切断结构断面，可能破坏结构的整体性和稳定性，其有一定的危害性；表面裂缝一般危害性小，但处于基础或老混凝土约束范围以内的表面裂缝，在内部混凝土降温过程中，可能发展为贯穿裂缝。 2.大体积混凝土裂缝的性质与原因分析 2.1由外荷载（静、动荷载）的直接应力引起的裂缝 直接应力裂缝是指外荷载引起的直接应力产生的裂缝。裂缝产生的原因有： 2.1.1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。 2.1.2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。 2.1.3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；发生大风、大雪、地震、爆炸等。 2.2由结构次应力引起的裂缝 次应力裂缝是指由外荷载引起的次生应力产生裂缝。裂缝产生的原因有： 2.2.1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。 2.2.2混凝土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。实际工程中，次应力裂缝是产生荷载裂缝的最常见原因。次应力裂缝多属张拉、劈裂、剪切性质。次应力裂缝也是由荷载引起，仅是按常规一般不计算，但随着现代计算手段的不断完善，次应力裂缝也是可以做到合理验算的。在设计上，应注意避免结构突变（或断面突变），当不能回避时，应做局部处理，如转角处做圆角，突变处做成渐变过渡，同时加强构造配筋，转角处增配斜向钢筋，对于较大孔洞有条件时可在周边设置护边角钢。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。但必须指出，如果受压区出现起皮或有沿受压方向的短裂缝，往往是结构达到承载力极限的标志，是结构破坏的前兆，其原因往往是截面尺寸偏小。根据结构不同受力方式，产生的裂缝特征如下： 2.2.2.1中心受拉。裂缝贯穿构件横截面，间距大体相等，且垂直于受力方向。采用螺纹钢筋时，裂缝之间出现位于钢筋附近的次裂缝。 2.2.2.2中心受压。沿构件出现平行于受力方向的短而密的平行裂缝。 2.2.2.3受弯。弯矩最大截面附近从受拉区边沿开始出现与受拉方向垂直的裂缝，并逐渐向中和轴方向发展。采用纹钢筋时，裂缝间可见较短的次裂缝。当结构配筋较少，裂缝少而宽，结构可能发生脆性破坏。 2.2.2.4大偏心受压。大偏心受压和受拉区配筋较少的小偏心受压构件，类似于受弯构件。 2.2.2.5小偏心受压。小偏心受压和受拉区配筋较多的大偏心受压构件，类似于中心受压构件。 2.2.2.6受剪。当箍筋太密时发生斜压破坏，沿梁端腹部出现大于45°方向的斜裂缝；当箍筋适当时发生剪压破坏，沿梁端中下部出现约45°方向相互平行的斜裂缝。 2.2.2.7受扭。构件一侧腹部先出现多条约45°方向斜裂缝，并向相邻面以螺旋方向展开。 2.2.2.8受冲切。沿柱头板内四侧发生约45°方向斜面拉裂，形成冲切面。 2.2.2.9局部受压。在局部受压区出现与压力方向大致平行的多条短裂缝。 2.3温度裂缝的性质与原因分析 大体积混凝土施工阶级所产生的温度裂缝是其内部矛盾发展的结果。一方面是混凝土由于内外温差而产生应力和