結(jié)構(gòu)(荷載)裂縫

1、第 4 章 1引言由結(jié)構(gòu)（荷載月）發(fā)的裂縫，大致可以劃分為：抗彎裂縫；剪切裂縫；表的結(jié)構(gòu)裂縫的形態(tài)如圖 41，圖42 所示。此外，與結(jié)構(gòu)裂縫容易混同的裂縫形態(tài)也列于圖 43，圖 44，以便參考。鋼筋混凝土構(gòu)件（RC）中，如果構(gòu)件發(fā)生的抗拉應(yīng)力超過了混凝土的抗拉強(qiáng)度，就會產(chǎn)生裂縫。至今為止在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中，以鋼筋承擔(dān)抗拉應(yīng)力；一來，但這種裂縫屬于內(nèi)部封閉式裂縫。在建筑結(jié)構(gòu)物中，即使發(fā)現(xiàn)由于結(jié)構(gòu)原因而出現(xiàn)的裂縫，也不一定要修補(bǔ)、補(bǔ)強(qiáng)；但是，要根據(jù)發(fā)生裂縫的部位和裂縫寬度等，對美觀、安全性及耐久性等方面，進(jìn)行綜合判斷，采取相應(yīng)的對策。如果判斷是有害的裂縫，就需要進(jìn)一步分重要的。在本章按照不同類型的

2、荷載引起的結(jié)構(gòu)裂縫分別整理介紹如下。2施工荷載引起結(jié)構(gòu)的開裂這是十分重要的。早期混凝土強(qiáng)度還沒有充分發(fā)展起來，如果受到荷載的作用，必然引起開裂。強(qiáng)度很低，所以會產(chǎn)生早期裂縫。特別是支撐在土壤上的立下沉，導(dǎo)致早期硬化的樓板開裂，如圖 45 所示。筑混凝土后，在未到達(dá)必要強(qiáng)度之前，就撤去模板支撐，在樓板上表面，會出現(xiàn)圓形的彎曲裂縫；或者由于上層的施工荷載過大，也會產(chǎn)生這種彎曲裂縫。在 2 層或 3 最大施工荷載（包括樓板本身自重）預(yù)計(jì)是（自重十模板重）的2.1 倍左右。特別是施工荷載超過設(shè)計(jì)荷載的情況下，驗(yàn)算結(jié)構(gòu)開裂是很重要的。而是用一種鍍鋅鐵皮做成模板，模板也是結(jié)構(gòu)的一部分；把混凝土澆筑在這種模

3、板上，混凝土硬化后鍍鋅鐵皮就是樓板的一部分。這種復(fù)合式的鋼筋混凝土示。這種施工方法，特別是沒有設(shè)置支撐，板的跨度大時，在支承端附近會產(chǎn)生裂縫，應(yīng)加以注意。除了彎曲應(yīng)力之外，也會產(chǎn)生收縮應(yīng)力而引起的裂縫。這就需要增加補(bǔ)強(qiáng)鋼筋，以降低對混凝土的收縮應(yīng)力，從而降低這種復(fù)合板的收縮開裂。3長期荷載引起的開裂上的活荷載。各個國家在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時，活荷載取值的標(biāo)準(zhǔn)不同，荷載系數(shù)不同，同。例如，各國對辦公樓層設(shè)計(jì)活荷載的標(biāo)準(zhǔn)值如下：由表 41，表 42 可見，我國設(shè)計(jì)時活荷載的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)值低于其他國家，是最低的。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時，荷載設(shè)計(jì)值荷載的標(biāo)準(zhǔn)值荷載系數(shù)。 135 15。這樣，在相同的混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值下，我國混

4、凝土強(qiáng)度設(shè)計(jì)值又高于其他國家。也即安全性低于其他國家。在長期荷載作用下，往往會容易產(chǎn)生開裂。431剪切開裂梁開裂。體，混凝土強(qiáng)度低（C20 的的作用力很大，造成墻體開裂，如圖 47 所示。游泳館兩邊看臺如圖 48ab 所示。某高校的 E 支承在現(xiàn)澆鋼筋混凝土墻體上，墻體的混凝土強(qiáng)度很低，強(qiáng)度等級C20，如圖 49 所示，承載力很低，抗剪配筋很少，放在梁的承墊處產(chǎn)生剪切裂縫，如圖 410 所示。432板的挽度過大引起的開裂日本調(diào)查了 19601970 年竣工的鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)物，由于設(shè)計(jì)荷載標(biāo)期垂直荷載作用下，樓板支承端的上表面和下面的跨中央，會產(chǎn)生開裂；而且裂縫和板的挽度都一直在繼續(xù)增長。樓

5、板發(fā)生的裂縫圖形如樓板上表面的開裂寬度，在飾面砂漿表面上能觀察到寬度超過 lmm 的裂縫。樓板軀體混凝土表面上有許多寬度外 0.3mm 端部的開裂，產(chǎn)生彎矩重分配，跨中的彎矩增加，撓度變形也進(jìn)一步增大。433粘結(jié)徐變的性能承載力，從而引發(fā)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的開裂，如圖 412 所示。10d 時的變形值是初期值的 1.5 倍。但其后，鋼筋拔出的移動量??；在加荷 1 年時的變形值只是初始值的 2 被拔出的情況有很大不同。變、干燥收縮又會產(chǎn)生新的開裂，隨著時間的增長，燒度也逐漸增大。如果不及時修補(bǔ)，其后的問題會很多。這些都與鋼筋和混凝土粘結(jié)徐變有關(guān)。4疲勞荷載作用下的開裂用下，構(gòu)件就受到損傷。也就是說，

6、由于反復(fù)疲勞作用，即使作用荷載在開裂荷大。這是由于反復(fù)荷載作用，產(chǎn)生疲勞，造成混凝土強(qiáng)度降低而引起的。鋼筋和混凝土的粘結(jié)劣化，也是其中原因之一。 200 萬次的試驗(yàn)，得出了這樣的結(jié)論：在靜力強(qiáng)度 65左右的抗壓應(yīng)力反復(fù)荷載作用下，出現(xiàn)了疲勞破壞，如圖 413 所示。型鋼筋的粘結(jié)疲勞性能，粘結(jié)強(qiáng)度（一個方向的）與疲勞荷載比為S，達(dá)到某一滑移值時的次數(shù)為 N 時，研究的各種關(guān)系如圖 414 所示。由圖 413 可見：應(yīng)力比 S 在 8090 N=107 414說明：S=0.6，滑移值達(dá)到 0.5mm 時，疲勞荷載作用僅 10 萬次；滑移值=1.0mm時，疲勞荷載作用約 500 萬次。5動荷載作用引

7、起的開裂會觀察到裂縫，過后裂縫又閉合；從某一時期開始，行車通過時發(fā)生裂縫，過后路橋，在超載車的高頻率作用，以及Cl 等各種劣化因子的作用，發(fā)生了日益嚴(yán)重的開裂損傷，甚至破壞。表面，一開始出現(xiàn)圓形的彎曲作用的裂縫，沿著梁的四周發(fā)生，并逐漸擴(kuò)大。開凹陷。另一方面，在板的下面發(fā)生彎曲裂縫。由于損傷擴(kuò)大，以及開裂掉角，混圖 415 發(fā)展到不能使用。的原因和移動荷載之間的關(guān)系。倉庫樓板設(shè)計(jì)的流程如圖 416 所示。6地震荷載作用引起的開裂破壞1978 年唐山大地震，整個唐山的建筑物幾乎全部倒坍，死亡20 多萬人。唐山地震時對建筑結(jié)構(gòu)物破壞實(shí)例如圖 417 所示。2000 年時的臺灣大地震也是強(qiáng)烈大地震。

8、地震對建筑結(jié)構(gòu)的典型破壞如圖 418 所示。高。因此，地震時，摻雜在墻體中建造的短柱、短梁等構(gòu)件，經(jīng)?？吹降氖羌羟虚_裂破壞。裂破壞通常都是脆性破壞。筋）太少，沒有足夠的抗剪能力，放在地震時，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)物大片倒坍。當(dāng)抗彎強(qiáng)度和抗剪強(qiáng)度比大約為 1.0 左右，剪切破壞的可能性要高一些。461梁、柱構(gòu)件發(fā)生的開裂 419 開裂破壞的試件列于圖 420?？箯澢院螅鄶?shù)發(fā)生剪切和粘結(jié)開裂破壞，最終在支承處受彎和壓壞。由圖 420 有優(yōu)異的抗彎能力。462墻壁開裂由于地震，墻壁產(chǎn)生的開裂多為斜向開裂和 X 字型開裂，這是剪切裂縫的圖形，如圖 421 所示。但是，發(fā)生斜向開裂的狀況，與墻體混凝土的收縮（干燥、溫度變化）而產(chǎn) 422 裂就會清楚了。7不同沉降引起的開裂由于建筑物基礎(chǔ)的不同也會發(fā)生彎曲、剪切開裂等，如圖423觸的地基梁受害的可能性很構(gòu)物的損傷狀況，進(jìn)行診斷。8預(yù)測抗彎開裂的裂縫寬度在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中，多多少少會存在一些結(jié)構(gòu)裂縫，這是允許的。但是，收入到附錄中。木提出計(jì)算裂縫寬度的關(guān)系式來計(jì)算，當(dāng)梁的裂縫寬度為 0.3mm 時，對應(yīng)的鋼筋應(yīng)力是 200N/mm 2tf/cm ）左右。進(jìn)一步擴(kuò)大這種設(shè)想，如果裂縫寬度超過22