文章详情

混凝土结构裂缝的分类

浏览量:142 发布时间:2020.12.01
0


裂缝原因多种多样,对结构安全、使用功能和耐久性等造成的影响也不尽相同。有些裂缝是构件抗力耗尽,即将破坏的预兆;有些则只限于造成观感缺陷,对结构安全和使用功能并无实质性的影响。

因此,与其完全消灭可见裂缝(做到这一点事实上非常困难),不如学会对裂缝进行判断,对不同原因造成的裂缝进行针对性的处理,通过合理的方式解决裂缝问题。这就需要专业人员根据可见裂缝的各种特征,分析裂缝形成的原因、性质以及可能造成的影响,然后采取相应的措施加以处理,以求得最佳的效果。

实际工程中的混凝土结构裂缝形态各异,产生原因错综复杂,造成的后果也各不相同。在对裂缝进行检测、分析时,往往会感到无从下手,难以作出准确的判断。

工程中混凝土结构的裂缝可以分为:承载受力裂缝、温度-收缩裂缝、强迫位移裂缝、结构构造裂缝、施工裂缝、预应力裂缝、装配裂缝、耐久性裂缝以及偶然作用裂缝等。

一、 承载受力裂缝

从荷载传递的角度,混凝土结构构件大体可以分为直接承受荷载的水平构件—板和梁,以及传递垂直荷载的竖向构件—墙、柱和基础。当然还有由这些基本构件组合成的框架、剪力墙、节点、筒体等。从承受荷载作用所引起的内力而言,主要有拉、压、弯、剪、扭等,以及由它们组合形成的复合受力状态;此外,还有冲切、局部承压、疲劳等特殊受力形式。在各种混凝土构件中,由不同受力形式所产生的受力裂缝形态纷繁复杂。

1、受弯裂缝:

受弯裂缝的特点:

裂缝通常发生在弯矩最大区域;

裂缝从受拉区边缘发生,垂直于主拉应力迹线(即垂直于纵向受拉钢筋)方向,向受压区延伸、发展;

裂缝为楔形,起于受拉区边缘而止于受压区,并贯通截面的穿透性裂缝;

裂缝宽度反映了纵向受力钢筋的应力丰满程度;

正常使用状态下构件无裂缝(预应力构件)或裂缝宽度不超过规范限值;

如果裂缝宽度达到 1.5mm或以上,则表明该处纵向受力钢筋屈服,构件已经达到了承载力极限状态,发生受弯破坏了;

受压区的裂缝沿压应力迹线开展,为断续平行的短小裂缝,发展较快,并可能导致混凝土酥裂、破碎而达到承载力极限状态;

受压区的裂缝不经常发生,但具有脆性性质,破坏过程发展迅速。

受弯裂缝的影响:

宽度不超过规范限值的受弯裂缝属于正常的受力裂缝,对结构性能及使用功能并无明显影响;

受弯裂缝不是贯通性裂缝,不会引起渗漏等影响使用功能的缺陷;

可见的受弯裂缝影响观感,造成用户的心理压力,应及时予以处理;

在不良的环境中,宽度较大的裂缝可能引起耐久性问题(钢筋锈蚀、混凝土冻融、酥裂、粉化等),应予以封闭处理;

宽度很大的裂缝预示着钢筋应力很高,应检查、复核相应的荷载和构件的抗力,防止发生承载力不足而破坏;

延性较差的受力钢筋(冷拔钢丝、冷轧带肋钢筋、冷轧扭钢筋等)配筋的构件,当裂缝宽度较大时有可能发生脆性断裂破坏;

宽度较大的受弯裂缝表示钢筋已经屈服或将近破坏,应检查复核,必要时应作构件加固处理;

受压区混凝土裂缝容易导致脆性弯折破坏,应及时卸载,并检查复核,必要时应作加固处理。

2、受压裂缝

受压裂缝发生在受压构件的压应力最大处;

裂缝的方向平行于主压应力迹线;

从最初断续、平行、短小的裂缝,发展到表层混凝土鼓出、剥落,最后混凝土压碎、酥裂,裂缝迅速发展并最终导致压溃,具有脆性破坏的性质;

受压破坏后往往还伴有纵筋屈曲、箍筋崩坏、芯部混凝土破碎、散落等次生破坏现象;

产生受压裂缝的原因多为荷载超出、压力过大、混凝土强度不足、混凝土局部缺陷、围箍约束不足等;

受压裂缝是混凝土受压构件(柱、墙、筒壁等)脆性破坏的前兆,是抗压承载力即将耗尽的预兆;

受压裂缝可能迅速发展为脆性破坏,甚至导致结构倒塌,应引起警惕并及时处理;

受压裂缝一经发现,应尽快卸载,并及时进行计算复核和加固处理。

3、受拉裂缝

受拉裂缝发生在受拉杆件或承受集中拉力的结构局部区域;

裂缝方向垂直于主拉应力迹线,且多为贯通性裂缝;

拉力全部由钢筋承担,混凝土不承载,且裂缝宽度取决于配筋量及钢筋应力的丰满程度;

对于承受局部拉力的区域,裂缝取决于承载锚筋、吊筋、箍筋等的配置方式及数量;

一般的受拉裂缝不影响承载力,裂缝过宽时应检查、复核有关的配筋计算及构造要求是否符合要求;

超过规定宽度限值的受拉裂缝应进行裂缝封闭,以保证结构的耐久性。

4、受剪裂缝

受剪裂缝尽管形态各异,但均斜向发展,与构件轴线或荷载作用方向呈45的角度;

所有受剪裂缝均垂直于主拉应力迹线,且沿主压应力迹线方向发展;

剪切裂缝一般均非表面裂缝而为横贯截面的贯通性裂缝;

剪切裂缝多标志构件抗剪承载力不足,易引起脆性破坏,故应及时判断处理;

产生裂缝的原因多为截面薄弱、混凝土强度不足、混凝土施工缺陷、抗剪钢筋(箍筋、弯筋等)配置不足、混凝土缺乏有效的约束(围箍)等;

有些剪切裂缝(如冲切裂缝、柱头柱脚交叉破碎裂缝、斜拉裂缝、斜压裂缝等)可能迅速发展而引起严重后果,故一经发现就应及时处理;

所有可见的斜裂缝均应进行封闭;有可能影响承载力及破坏形态的,还应进行加固处理。

5、受扭裂缝

扭转的斜裂缝一般均在构件表面发生且呈45斜向发展。其与剪切斜裂缝的最大区别是裂缝连续、螺旋状,在相对两侧互相垂直,且为不贯通的表层裂缝。由于扭矩分布形式不同,有单向扭转裂缝和双向扭转裂缝。但不管形式如何,均在垂直于主拉应力迹线方向上产生并延伸、发展。

在实际混凝土工程中,扭转裂缝一般很少见到,或者被误当成剪切裂缝。但是当设计忽略了扭转作用,仍然可能会发生扭转裂缝。此时应进行检查、复核,并封闭裂缝,必要时还应予以加固。

6、局部承压裂缝

局部受压裂缝多发生在混凝土结构中承受较大集中荷载作用的局部区域,并由于混凝土抗力不足和缺乏足够的围箍约束而开裂。局部承压裂缝沿主压应力迹线方向延伸,且只限于局部区域。随着局部压力扩散以后应力的衰减,裂缝即自行消失。

引起裂缝的原因为为承压底面积过小,或局部承压面积相对较大,混凝土强度较低,混凝土施工缺陷,围箍约束钢筋不足,局部压力太大或预压应力过大,先张法构件预应力骤然放张的冲击作用等。

发生局部承压裂缝时,应检查、复核其局部受压承载力是否满足设计要求;服役历史中是否有过大幅度的超载;是否有混凝土强度及施工质量方面的缺陷;配筋构造是否满足等

局部承压裂缝应进行封闭。集中力作用区域预应力锚固区的裂缝,都标志着局部抗力不足,有可能影响承载区域或预应力系统受力以及耐久性(预应力筋锈蚀)。故应该进行复核,必要时应予以加固处理。

二、温度-收缩裂缝

温度变化和混凝土收缩引起的裂缝都属于间接裂缝,其是长久、持续、缓慢的非荷载作用在刚度较大的超静定混凝土结构中,由于约束作用而引起的裂缝。在一般情况下,其基本上不会引起安全问题,更不至于引发倒塌等严重后果。

这种裂缝往往垂直于主拉应变方向发生,尤其在截面较薄且配筋较少时,形成横贯截面的通透性裂缝,从而引起渗漏等使用功能的严重缺陷。长久以后还可能导致耐久性问题。

在混凝土结构体量较大时,温度-收缩裂缝往往由于约束的积累而造成很大的裂缝宽度,还会超过受力裂缝的宽度限值。但是这并不标志着结构抗力即将耗尽,也不意味着房屋有安全问题。因此区别满意度、收缩引起的间接裂缝与受力裂缝非常重要。

收缩裂缝有时间性,可先在裂缝上贴石膏块观察,待裂缝稳定以后可修补封闭。温度裂缝一般发生在屋盖、山墙等处,且有明显的周期性。盲目修补无益,只有加强保温隔热措施,控制温差以后再封闭裂缝,才可收到一劳永逸的效果。

三、强迫位移裂缝

强迫位移裂缝应在裂缝基本稳定后处理。

地基沉降引起的强迫位移裂缝是缓慢、单调、持续作用下发生的。混凝土塑性(松弛)可以消解部分约束内力,对抗力的影响相对缓和。如在沉降未稳定的条件下处理裂缝,将事倍功半。待沉降基本稳定,裂缝不再延伸的情况下封闭处理裂缝,则可收一劳永逸之功。

对其他原因引起的强迫位移裂缝应具体分析,针对性地采取措施进行处理。例如,温度引起的强迫位移就应加强保温隔热,并减小伸缩缝间距以消解强迫变形的积累。如能真正控制差温,则裂缝问题自然解决,否则肯定会难以根治。

应考虑对承载力的影响

强迫位移裂缝虽然并非由荷载引起,但具有受力裂缝的某些性质。有时也会引起钢筋屈服、混凝土碎裂等现象,甚至会导致构件破坏。因些,也应加以重视。

四、结构的构造裂缝

1、体型裂缝

体型裂缝往往发生在结构受力的次要部位,是因设计时外形不合理和外界干扰引起的间接裂缝。体型裂缝一般情况下并不直接影响结构的抗力,不会直接造成安全隐患。但影响观感质量、使用功能,还可能引起耐久性问题。因此应该封闭裂缝,进行处理。

2、局部构造裂缝

设计、施工时不注意遵守规范的构造措施,使受力钢筋的承载受力性能受到影响,这类局部构造裂缝往往具有受力裂缝的性质,标志着构件抗力受到影响。诸如锚固裂缝、钢筋搭接、机械连接接头处的裂缝、压筋弯折的压曲裂缝等均属此类。这在裂缝由于反映了构件承载能力方面的缺陷,有可能影响结构的抗力,故应采取局部加固措施,进行处理。

五、 施工裂缝

1、建材性裂缝,由于混凝土原材料质量、配合比设计、拌合物性能等方面缺陷而在结构中引起裂缝。

建材性的裂缝多因混凝土拌合物质缺陷所引起,取决于混凝土提供单位(商品混凝土公司、混凝土搅拌站、拌合物运输单位等)的质量控制。

2、浇筑施工裂缝

现浇混凝土结构在施工现场泵送、浇筑、振捣,由于工艺操作失当,可能造成混凝土质量缺陷,从而引发裂缝。钢筋移位、振捣失当、离析分层以及预埋管线。

3、接槎裂缝

混凝土结构施工时,由于施工组织和工艺条件的原因,不可能连续浇筑一次成形,必须分区、分段施工。就不可避免地会在接槎处形成施工缝。施工时为避免接槎裂缝,施工缝应设置在结构受力较小的部位。

4、养护期裂缝

混凝土拌合物浇筑成形以后,在尚未形成强度的早期,由于难免发生离析、泌水、沉降、失水、干缩以及水化热散出后产生的冷缩,构件容易因养护不当而开裂。

5、模板变形引起的裂缝

模板表面质量、模板支撑体系刚度不足、拆模时间过早及拆模方式不当。

、预应力裂缝

由于设计、施工不当,或是工艺、设备、机具等的缺陷,预应力往往在锚固区集中了很大的局部压力和设计难以避免的次应力,从而引起裂缝。

七、装配式结构裂缝

构件连接接缝的接槎处容易开裂;构件在生产、运输、安装等工况时,承载状态有别于其形成结构以后的受力,因此也存在裂缝控制的问题。混凝土结构与其他材料的交界处,由于构造措施不当也往往出现裂缝,这种裂缝虽非混凝土结构的裂缝,但也造成了不良观感。

八、装饰性裂缝

混凝土与其他结构构件,由于材料与结构形式的不同,在分界面上产生可见裂缝,不影响结构性能或使用功能,只造成观感缺陷。

九、耐久性裂缝

混凝土材料的很多性能会随着时间的推移而逐渐劣化,会产生裂缝,甚至缺陷。

耐久性问题的特点是其时间的持续性,短期内不会显现出来,需要十年、二十年甚至更长时间;另一个特点是环境条件和材料质量的影响,干湿-冻融裂缝、钢筋锈蚀裂缝、碱骨料反应裂缝、化学反应裂缝以及机械-生物作用裂缝。

十、偶然作用裂缝

地震、撞击、火灾作用都会产生裂缝,根据不同的情况分别对待。偶然作用一般是不会重复发生,程度轻微的,及时进行封闭处理,消除对于结构耐久性的影响以及观感上的不良影响就可以,程度严重的,做加固处理。

混凝土结构裂缝从本质上说,材料内部的弥散状裂缝是早已有之,而可见裂缝种类很多

承载受力(荷载作用);

混凝土收缩(胶胶凝收缩和干燥收缩);

温度变化(季节温差及大体积水化热);

强迫位移(基础沉陷及温度变形积累);

体型缺陷(刚度不匀及瓶颈薄弱部位);

构造欠妥(凹角应力集中及钢筋锚固连接缺陷);

施工控制不严(钢筋移位,模板刚度不足,拆模过早,施工超载);

接槎处理不当(界面处理及杂物清理缺失);

预应力施工问题(超张拉、骤然放张及端部构造缺陷);

预制构件缺陷(吊装、运输、码放受损及翘曲等缺陷);

装配拼接缺陷(拼装不良、灌缝不严);

耐久性问题(冻融、锈蚀、盐害等长期作用);

装修工艺不良(抹灰、饰面、界面处理欠妥);

偶然作用(地震、撞击、火灾等的作用);

……

实际工程中的混凝土结构所采用的原材料的种类多;施工过程漫长繁琐;结构形式多样承载受力形态复杂;使用环境条件多变……这些种类繁多的因素,都可能是引起开裂的原因,这就造成了混凝土结构裂缝的多样性。

实际工程中,几乎所有的可见裂缝都是由不止一种因素共同作用的结果。

这就是通常所说的“混凝土结构裂缝是难免的”。

     

运兴土木十八年专业加固经验,致力于保障工程结构的安全与正常使用。

运兴土木立足湖南,服务中国!

各种工程质量问题,欢迎来电咨询:0731-89922317。

公司网站:www.yunxingtumu.com

 






微信扫一扫
关注加固之家
免责声明:本网站部分内容由用户自行上传,如权利人发现存在误传其作品情形,请及时与本站联系。
© 2024 jiaguhome.com 加固之家 保留所有权利
加固之家 版权所有 2024 © 粤ICP备16006909号-1
加固之家提醒您