昆明理工大学建筑工程学院混凝土结构设计原理课件 第9章（4）.ppt

* 1、在混凝土结构中存在的拉应力是产生裂缝的主要原因。 2、除荷载作用外，结构的不均匀沉降、收缩、温度变化，以及在混凝土凝结、硬化阶段等都会引起拉应力，从而产生裂缝。 3、结构中主拉应力达到混凝土（当时）的抗拉强度时，并不立即产生裂缝，而是当拉应变达到极限拉应变etu时才出现裂缝。 4、硬化后的混凝土极限拉应变etu约为150×10-6，即10m长的构件，产生1.5mm的很小受拉变形即会产生裂缝。 9.4 使钢筋混凝土构件产生裂缝的其它原因 混凝土结构设计原理 9.变形和裂缝宽度的计算 5、由于混凝土材料的不均匀性，裂缝首先在强度最小的位置发生。裂缝发生前瞬间的应变分布会产生应变集中。 开裂位置 抗拉强度分布 f t ,min 开裂前瞬间应变 开裂前应变分布 弹性受拉应变分布 混凝土结构设计原理 9.变形和裂缝宽度的计算 6、不同龄期的混凝土，其裂缝断面状况有较大差别。龄期很短的混凝土，裂缝断面较为光滑，两裂缝不能完全闭合。而充分硬化后的混凝土，裂缝断面则呈不规则较为锋锐状态，两断面可以闭合。 混凝土结构设计原理 9.变形和裂缝宽度的计算 水泥异常凝结引起的裂缝 ⑴受风化的水泥，其品质很不安定。 混凝土浇筑后达到一定强度前，在凝结硬化阶段会产生如图所示的短小的不规则裂缝。 随着水泥品质的改善，这种裂缝目前较少见到。 9.4.1混凝土材料方面的原因 1、水泥的原因 混凝土结构设计原理 9.变形和裂缝宽度的计算 ⑵水泥水化热 水泥用量在300kg/m3左右时，温度上升为30~40℃左右。 混凝土在绝热情况下的温度上升 早强水泥 超早强水泥 普通水泥 单位水泥用量 2 80kg/m 3 坍落度 10cm 骨料最大粒径 25mm 龄期 （日） 绝热温度上升 （℃） 混凝土结构设计原理 9.变形和裂缝宽度的计算 在实际结构中，内部因水化热产生蓄热的同时，构件表面还产生放热，使得构件温度经上升后再下降。 ① ② ③ ④ 混凝土结构设计原理 9.变形和裂缝宽度的计算 构件的最小尺寸大于800mm时，通常可认为是大体积混凝土。对于大体积混凝土，内部温度较大，构件外周温度较低，内外温差很大，引起内外混凝土膨胀变形差异。内部混凝土膨胀受到外部混凝土的变形约束，而使构件表面产生裂缝。这种裂缝在构件表面通常呈直交状况。 混凝土结构设计原理 9.变形和裂缝宽度的计算 大型构件与小尺寸构件共同组成的结构（如基础梁与薄墙板、大尺寸梁与薄楼板等），以及梁柱框架结构中均可能因温差的影响产生裂缝。 混凝土结构设计原理 9.变形和裂缝宽度的计算 骨料中泥份引起的裂缝 碱骨料反应引起的裂缝 2、 骨料的原因 ⑴骨料中的含泥量 细骨料中含有较多泥时，砼的干缩受缩量将增大。 ⑵碱骨料反应 骨料中碱含量较高时，因吸收周围的水分产生化学反应使骨料膨胀，产生龟裂状裂缝。 混凝土结构设计原理 9.变形和裂缝宽度的计算 ⑶混凝土下沉和泌水 混凝土浇筑后，在凝结过程中会产生下沉和泌水，下沉量约为浇筑高度的1%。当下沉受到钢筋或周围混凝土的约束也会产生裂缝。 钢筋 裂缝 水平钢筋 缝隙 裂缝 1~2mm/1m 高 梁 墙 柱 沿高度方向 沉降分布 混凝土下沉引起的裂缝 混凝土结构设计原理 9.变形和裂缝宽度的计算 1 材料混合不均匀 2 长时间搅拌 9.4.2施工方面的原因 1、混合材料不均匀：由于搅拌不均匀，材料的膨胀性和收缩的差异，引起局部的一些裂缝。 2、长时间搅拌：混凝土运输时间过长，长时间搅拌突然停止后很快硬化产生的异常凝结，引起网状裂缝。 混凝土结构设计原理 9.变形和裂缝宽度的计算 3 快速浇筑 4 先后浇筑时差过长 3、浇筑速度过快：当构件高度较大，如一次快速浇筑混凝土，因下部混凝土尚未充分硬化，产生下沉，引起裂缝。 4、交接缝：浇筑先后时差过长，先浇筑的混凝土已硬化，导致交接缝混凝土不连续，这是结构产生裂缝的起始位置，将成为结构承载力和耐久性的缺陷。 混凝土结构设计原理 9.变形和裂缝宽度的计算 5) 模板变形 6) 支撑下沉 6) 支撑下沉 5、模板变形 6、支撑下沉 7、初期干燥过快 散失水分，龟甲状裂缝，裂缝较细、较浅。 8、模板拆除过早 砼抗拉强度不足时将产生裂缝。 9、砼硬化前受到振动或加载 混凝土结构设计原理 9.变形和裂缝宽度的计算 9.4.3荷载产生的裂缝 混凝土结构设计原理 9.变形和裂缝宽度的计算 结构干燥收缩变形 温度裂缝 (a) 墙板干燥收缩裂缝与边框架的变形 ( b ) 结构干燥收缩变形与墙板裂缝 9.4.4收缩裂缝和温度裂缝 楼（墙）板裂缝 框架结构中的裂缝 混凝土结构设计原理 9.变形和裂缝宽度的计算 9.4.5不均匀沉降产生裂缝 混凝土结构设计原理 9.变形和裂缝宽度的计算 (a) 混凝土开裂 9.4.6钢筋锈蚀产