浅议钢筋混凝土结构裂缝的分析与鉴定
工民建中的钢筋混凝土结构裂缝问题浅谈

工民建中的钢筋混凝土结构裂缝问题浅谈钢筋混凝土结构是现代建筑中应用最为广泛的一种结构体系,其优点在于强度高、耐久性好、墙体厚度小等等,但是,在使用钢筋混凝土结构时,难免会出现一些裂缝问题,这些问题可能会对建筑物的使用和安全造成影响,因此需要加以重视。
本文旨在对钢筋混凝土结构中出现的裂缝问题进行探讨和分析。
1. 混凝土龟裂:混凝土龟裂是指在混凝土表面出现的较浅的细裂缝,主要由于混凝土的龟裂因素引起,如干燥收缩、温度变化等。
混凝土龟裂的产生对结构的耐久性和水密性有影响。
2. 钢筋拉伸引起的裂缝:钢筋混凝土结构中钢筋的伸长会引起混凝土的收缩,从而形成钢筋周围的裂缝,这种裂缝属于结构性裂缝,是钢筋混凝土结构中最常见的裂缝。
当钢筋的伸长达到一定程度时,混凝土就容易发生拉伸破坏。
3. 填充料沉降引起的裂缝:钢筋混凝土结构中填充料的沉降会引起裂缝的产生。
如果填充料的沉降不均匀或者填充料松散,则容易导致裂缝的产生。
此外,结构物在使用过程中也会产生一些荷载,如果荷载过大或者结构设计不周,则会进一步引起填充料的沉降和裂缝的产生。
1. 安全隐患:裂缝的存在会降低结构的承载力和稳定性,增加了建筑物的安全隐患,如果裂缝过多、过大,则可能导致建筑物的整体坍塌。
2. 影响使用寿命:钢筋混凝土结构中的裂缝会导致水泥混凝土中的钢筋锈蚀,从而影响建筑物的使用寿命。
3. 美观影响:裂缝的存在会影响建筑物的美观度,影响整个社区、城市的景观价值。
4. 维修成本高:钢筋混凝土结构中的裂缝需要进行维修和修补,而这些维修和修补需要消耗大量的人力、物力和财力。
三、钢筋混凝土结构裂缝的防治措施1. 结构抗裂措施:钢筋混凝土结构设计时应该考虑到结构的抗裂性能,采用一些增加结构强度、提高韧性、增加混凝土的抗拉强度等抗裂措施可以有效减少裂缝的产生。
2. 维修和加固措施:对已经产生裂缝的钢筋混凝土结构,应该采取及时的维修和加固措施,例如用钢板或者其他材料包覆或补强原有结构,从而提高结构的稳定性和抗裂性能。
工民建中的钢筋混凝土结构裂缝解析

工民建中的钢筋混凝土结构裂缝解析钢筋混凝土建筑结构是一种常见的建筑结构类型。
在建筑物的使用过程中,钢筋混凝土结构常常会出现裂缝问题。
这些裂缝可能是因为材料设计或工艺问题引起的,也可能是由于建筑物的荷载和温度变化等因素导致的。
了解钢筋混凝土结构裂缝出现的原因和解决方法对于维护建筑物结构的完整性、安全性和耐久性至关重要。
1.1 构造设计问题在设计阶段,如果结构设计不合理,可能导致钢筋混凝土结构在使用前就出现裂缝。
例如,设计中使用的混凝土配合比不合理,可能导致混凝土强度低下、抗拉强度不足。
此外,设计中的细节问题,例如墙和板的连接点不均匀,会导致应力集中,从而产生裂缝。
1.2 施工质量问题建筑结构在施工期间也容易产生裂缝。
如果混凝土检测和试验不足,就可能造成已经混凝土块的质量问题,导致结构的强度不够。
此外,在施工中如果未按规范要求施工,例如未按一定时间间隔切割缝、模板的固定方法不合理,也可能导致裂缝出现。
1.3 维修不及时钢筋混凝土结构在使用过程中,如果未及时修缮或修改,就可能进一步扩大或加深原有的裂缝。
例如,稳定性不良的建筑物在增加荷载时可能会出现新的裂缝。
2.1 材料因素引起的裂缝钢筋混凝土结构的材料因素,例如混凝土和钢筋的材料性能问题,也可能引起裂缝。
这些裂缝主要包括以下几种类型:1.混凝土强度不足造成的裂缝当混凝土的强度不足时,它的抗拉能力会很低,会在受到相对低的荷载时产生裂缝。
2.钢筋塑性变形引起的裂缝当钢筋发生塑性变形时,也可能会产生裂缝。
在裂缝发生时,钢筋并未断裂,但已经发生了塑性变形。
当钢筋混凝土结构承受较大的荷载时,可能会出现应力,产生裂缝。
钢筋混凝土结构受到温度变化的影响,也可能产生裂缝。
高温下混凝土的体积膨胀,低温时体积缩小,这种体积变化可能导致钢筋混凝土结构出现裂缝。
解决钢筋混凝土结构裂缝问题的方法,包括以下几点:1.加固或修复钢筋混凝土结构当钢筋混凝土结构出现裂缝时,可以通过加固或修复建筑结构来解决。
工民建中的钢筋混凝土结构裂缝问题浅谈

工民建中的钢筋混凝土结构裂缝问题浅谈
钢筋混凝土结构是现代建筑中最为常见的建造方式,因其具备优秀的耐力、耐久性以及防火性能而被广泛采用。
但是在实际应用中,该结构也会存在一些问题,如结构裂缝现象。
一、裂缝形成的原因
1.强度问题
就结构来说,一般都是由很多小单元一步步叠加成为整体,而其中每个小单元的初始状态都是不同的。
这些不同在慢慢地叠加之后,就会形成一些内在应力,这些应力会影响结构本身的承载能力,从而导致钢筋混凝土结构的强度出现下降,进而引发裂缝问题的出现。
2.材料问题
钢筋混凝土结构中,可能使用着不同品牌或者款式的材料,在使用时,这些材料在物理性质、化学组成等方面可能存在差异,这就会导致结构中出现部分材料收缩或者膨胀,从而引发裂缝问题的出现。
3.设计问题
在设计过程中,如果预留的摆动空间过小,就会导致结构出现不稳定情况,从而引发裂缝。
此外,当设计者忽略结构的预处理,直接开始设计,同样也可能导致钢筋混凝土结构出现裂缝问题。
二、如何解决裂缝问题
1. 对于应力问题,需要通过对结构进行强度分析,找出存在的弱点,进行适当的补强。
2. 如果是材料问题,需要对材料进行筛选,保证所有材料的性质一致。
3. 设计问题,则需要在设计之前,通过对结构的预处理,找出可能存在的问题,并提前进行解决。
4. 一些特殊情况,例如地震等自然灾害发生时出现的裂缝,需要及时修补,防止裂缝进一步扩大。
总之,在预防和处理钢筋混凝土结构裂缝问题时,需根据不同问题的实际原因,采用相应有效的解决方法,以保证建筑结构的安全与耐久性。
钢筋混凝土桥梁裂缝成因分析及检测技术

钢筋混凝土桥梁裂缝成因分析及检测技术钢筋混凝土桥梁是公路、铁路等交通基础设施重要的组成部分,而裂缝是桥梁结构中的一个常见问题。
裂缝会严重影响桥梁的安全性能,因此针对钢筋混凝土桥梁裂缝成因进行分析,并提出相应的检测技术对其进行监测和维护非常重要。
本文将从裂缝的成因分析入手,以及钢筋混凝土桥梁裂缝的检测技术进行详细探讨。
一、裂缝成因分析1. 荷载作用钢筋混凝土桥梁在使用过程中受到车辆荷载、温度荷载等外部荷载的作用,荷载作用引起的变形和应力集中往往是裂缝产生的直接原因。
特别是在大跨度桥梁中,荷载作用对桥梁结构的影响更加明显。
2. 材料因素混凝土的质量和钢筋的粘结性是桥梁结构的重要因素,材料的不均匀性和质量问题往往是产生裂缝的根本原因之一。
混凝土在施工过程中的养护、质量控制等也会影响桥梁结构的整体质量。
3. 设计与施工桥梁的设计和施工质量对裂缝的产生具有直接的影响,设计不合理或者施工工艺不当都会导致桥梁结构中的预应力体系不平衡,从而引起裂缝的产生。
4. 环境因素环境因素如地震、盐雾腐蚀等也会对桥梁结构产生不利影响,从而引发裂缝的产生。
特别是在地震频发地区,裂缝的产生往往是地震作用引起的。
二、检测技术1. 钢筋混凝土桥梁裂缝检测技术的发展现状随着检测技术的不断进步,钢筋混凝土桥梁裂缝检测技术也得到了很大的发展。
传统的检测方法主要是靠人工观察和简单的工具检测,这种方法存在着一定的局限性,因为裂缝的形貌和深度往往无法通过人眼直接观察到。
目前,随着无损检测技术的兴起,声表面波检测、超声波检测、红外测温技术等都得到了广泛应用。
2. 声表面波检测技术声表面波是指在材料的表面或表面附近通过传播的超声波,由于其具有易于检测、无损伤等特点,所以被广泛应用于桥梁结构的裂缝检测。
通过声表面波检测技术,可以快速、准确地识别出桥梁结构中的裂缝位置和范围,为后续的维护和加固提供了重要的依据。
3. 超声波检测技术超声波检测技术是另一种常用的检测方法,通过超声波的传播速度和反射情况来判断裂缝的深度和形貌。
房屋安全鉴定中混凝土结构开裂原因及处理对策分析

房屋安全鉴定中混凝土结构开裂原因及处理对策分析前言在房屋安全鉴定中,混凝土结构房屋中的裂缝是在鉴定中普遍存在的现象。
裂缝通常是由材料固有的物理特性而决定的,具有不可避免性,而房屋的破旧始于裂缝的形成,本文从多方面原因分析裂缝出现的原因,并阐述了混凝土裂缝的处理对策,为房屋安全鉴定提供依据。
一、混凝土结构房屋裂缝分析1、从裂缝外观可分成微观裂缝和宏观裂缝两大类。
微观裂缝是指肉眼看不到的、混凝土内部固有的一种裂缝,它是不连贯的。
宽度一般在0.05mm以下,但是要比肉眼可见的宏观裂缝多得多。
这种混凝土本身固有的微观裂缝,在荷载不超过设计规定的条件下,一般视为无害。
可以认为宽度小于0.2~0.3mm的裂缝是无害的,但是这里必须有个前提,即裂缝不再扩展,为最终宽度。
宏观裂缝的宽度通常在在0.05mm以上,通常是结构性裂缝。
柱子的非受力裂缝通常出现在柱子的上下端施工缝等部分,裂缝走向为水平环向,多是由于基础不均匀沉降产生的。
柱子的受力裂缝出现在承载力不够的情况下,当柱的受压方式不同呈现出不同的裂缝走向,轴心受压时裂缝通常出現在柱子的四个侧面,裂缝走向为竖向;偏心受压的情况下在柱一侧出现多条竖向裂缝。
混凝土梁的非受力裂缝一般发生在梁的两端,裂缝呈现出上宽下窄,平行于箍筋,裂缝多由于混凝土收缩和温差影响产生的。
而梁的受力裂缝是在正弯矩、负弯矩以及剪力的综合作用下产生。
2、混凝土结构裂缝根据裂缝类型还分为收缩裂缝、温度裂缝、梁板结构裂缝、空心板交接处裂缝等。
其中收缩裂缝多发生在大体积混凝土中,梁、板、柱等小块体构件,是在施工阶段因水泥水化热及外部气温的作用引起混凝土收缩而产生的裂缝,形状较为规则,常发生在结构变截面处,往往与受力钢筋平行,预应力构件极少产生收缩裂缝。
温度裂缝最为普遍和复杂,通常在经过两年左右的使用能稳定在可控范围内,其余裂缝由于不具有自行稳定的特点,其作用会持续发展,最终威胁到房屋的安全。
二.混凝土结构裂缝产生的原因分析1、材料质量水泥容易受空气中温度的影响不能长期储存,否则会严重影响到混凝土的强度和硬度,另外水灰比也影响混凝土的强度,比如采用含泥量大的粉砂配置的混凝土收缩大,抗拉强度低,产生收缩裂缝。
钢筋砼结构构件裂缝的鉴定分析

钢筋砼结构构件裂缝的鉴定分析在我多年的房屋安全鉴定工作中,深深体会到,房屋安全鉴定工作是一个系统工程,要对整栋房屋作出结构安全性鉴定,首先要对房屋的各个结构构件进行安全性鉴定分析,最后才能综合得出整栋房屋的安全性鉴定结论。
然而,对单个钢筋砼构件的鉴定,又集中体现在各个构件裂缝的鉴定上,构件的破坏往往开始于裂缝,构件裂缝出现的原因很多,有设计上错误、原材料性能缺陷、施工质量低劣、环境条件的变化、使用不当、地基不均匀沉陷等等。
那么如何鉴定裂缝、分析裂缝、控制裂缝,就成了房屋安全鉴定工作中的重要内容。
目前,在房屋安全鉴定工作中最常用的方法是:根据裂缝成因和特征,结构受力的状况,综合评定结构的安全性、适用性和耐久性。
这种传统的鉴定方法具有简便、直观、快速等优点,但它的缺点也是显而易见的,它只是一种定性的分析方法,没有定量计算的结果。
为使房屋安全鉴定工作能从定性分析走向定量计算,结合鉴定工作的实际情况,总结得出:“一查、三判、两分析”的鉴定思路。
鉴定中除对可疑结构构件进行强度、刚度、抗裂验算外,必要时还须通过荷载试验,作出鉴定结论与处理意见。
一查:查明单个钢筋砼结构构件裂缝的宽度、长度与深度。
钢筋砼结构构件的裂缝,按其表面裂缝特征可分为三种形式:一是细小的表面裂缝,即缝宽很小(一般在0.1mm以下),长度短而浅;二是中等裂缝,其宽度在0.1~0.3mm之间,长度只局限于在受拉区,深度已进入构件的结构层;三是贯穿性裂缝,缝宽大于0.3mm,长度延伸到受压区,裂缝已贯穿整个截面或部分截面。
随着时间的推移,裂缝宽度愈大,构件内钢筋愈容易锈蚀,意味着钢筋和砼之间握裹力丧失,钢筋砼构件的使用寿命就大打折扣。
在干燥环境中,钢筋砼构件的横向裂缝会导致钢筋锈蚀的危险性较小,一般以不影响美观为宜,而在潮湿环境中,裂缝会引起钢筋锈蚀,其裂缝宽度应小于0.2mm,特别是纵向裂缝,潮湿气体会通过裂缝慢慢渗透进入砼构件内部,引起钢筋锈蚀、膨胀,导致砼保护层剥落,影响结构的耐久性,当裂缝长度较长,深度较深,严重影响构件的整体性时,往往是破坏征兆,应予以高度重视,必须进行加固处理。
钢筋混凝土结构裂缝检测与分析研究
钢筋混凝土结构裂缝检测与分析研究摘要:混凝土是一种非均匀材料混合体,经骨料、砂石、水泥和其他成分混合、振捣、搅拌而成,呈脆性。
钢筋混凝土结构的建筑,由于混凝土自身抗拉强度低的特性,当构件内应力不断地累计超过了混凝土抗拉强度就会开裂。
施工或在使用一段时间后,混凝土内部将发生收缩和徐变,构件内产生较大应力,同时建筑也有较大概率受到外部因素的影响,因此建筑的混凝土梁、柱、板等结构构件,或多或少会存在一些裂缝。
关键词:钢筋混凝土;结构裂缝;检测与分析引言混凝土结构因外部环境因素、过度使用或负荷过重而出现老化,或者由于施工、材料、养护不当引起的裂缝会严重影响其使用功能和使用寿命,裂缝的存在是结构状况诊断中最常见、最重要的指标之一。
根据其严重程度,结构裂缝会降低土木结构的使用能力,是结构破坏的先兆,从而威胁结构的完整性,甚至危及人类的生命。
因此,在结构健康监测过程中关注裂缝的形成及变化规律,能够及时发现结构潜在安全隐患。
1.常见裂缝类型及成因1.1荷载引起的结构裂缝(1)在施工过程中,早期混凝土强度低,过早的拆除模板,结构自重会引起梁、板构件开裂,混凝土结构应严格按照标准进行拆模。
(2)使用过程中,因楼板堆积过多设备或重物,荷载超过设计荷载,也会引起梁、板构件开裂,出现影响结构安全的结构裂缝。
部分工厂由于机械长时间往复振动,使混凝土构件产生疲劳裂缝。
(3)建筑到外部冲击荷载和地震作用时,结构瞬间输入巨大能量,结构构件自身的弹塑性变形无法完全耗散这部分能量,因此将引起结构开裂。
钢筋混凝土结构在建设时,应尽量避开道路急弯处、滑坡泥石流和软土等不良地段,将基础修建在坚固稳定的基岩上能减弱地震的影响。
1.2温度引起的裂缝产生温度裂缝的主要原因是,(1)钢筋混凝土工程建设区域的温差较大,再加上受季节变化影响,温差加大。
若钢筋混凝土工程施工周期长,施工过程忽视混凝土温度控制或未采取相应的控制措施,配比不科学、养护不到位,会产生温度裂缝。
工民建中的钢筋混凝土结构裂缝问题浅谈
工民建中的钢筋混凝土结构裂缝问题浅谈钢筋混凝土结构裂缝问题一直是建筑工程中不可忽视的重要问题。
在工民建中,由于钢筋混凝土结构在施工、使用过程中受到各种外力和环境因素的影响,裂缝问题更是不容忽视。
本文将浅谈工民建中钢筋混凝土结构裂缝问题,探讨其成因和解决方法。
一、裂缝成因1. 设计和施工问题在工民建中,裂缝的成因主要来源于设计和施工问题。
在设计时,如果结构计算不合理或者没有考虑到外部因素的影响,容易造成结构受力不均匀,从而导致裂缝的产生。
而在施工时,如果工艺和材料选择不当,也会导致结构出现裂缝。
2. 外部环境因素外部环境因素也是导致钢筋混凝土结构出现裂缝的重要原因,例如温度变化、环境湿度、地震等都会对结构产生影响,从而引起裂缝。
如果结构所受荷载超过设计荷载,也容易引起结构裂缝。
二、裂缝类型1. 建筑裂缝建筑裂缝是由于建筑本身的自重、温度变化、地基沉降等原因引起的裂缝。
这种裂缝一般不影响结构的安全,但影响美观。
2. 力学裂缝力学裂缝是由于结构承受外部荷载超出设计要求的情况下引起的裂缝,这种裂缝的存在会严重影响结构的安全性。
三、裂缝的检测和处理1. 检测方法常见的裂缝检测方法包括视觉检查、声波检测、测微应变、探伤等多种方法。
通过这些方法可以对结构裂缝进行及时发现和处理。
2. 处理方法一旦发现结构出现裂缝,应及时进行处理。
常用的处理方法包括加固处理、植筋加固、封闭裂缝等。
在施工中应注意选择合适的材料和工艺,提高结构的抗裂性能。
四、预防措施1. 设计阶段在设计阶段,应充分考虑外部环境因素和结构受力情况,采取合理的结构设计和计算方法,提高结构的承载能力和抗裂性能。
在设计选择材料和施工工艺时也要考虑到结构的抗裂性能。
2. 施工阶段在施工过程中,应严格按照设计要求和施工规范进行施工,确保结构的质量和安全。
在施工中还要注意保护结构,防止外部因素的侵害。
3. 使用维护阶段在使用和维护过程中,要及时进行检测和维护,保证结构的安全和稳定。
工民建中的钢筋混凝土结构裂缝解析
工民建中的钢筋混凝土结构裂缝解析钢筋混凝土结构是工民建筑中常见的一种结构形式,其优点是具有较强的抗压能力和抗拉能力,并且施工简单、成本低廉。
随着时间的推移,钢筋混凝土结构可能出现裂缝现象,这会影响到结构的安全性和稳定性。
本文将就工民建中钢筋混凝土结构裂缝的成因进行解析,并提出相应的解决方法。
一、裂缝的成因1.设计不合理钢筋混凝土结构在设计时可能存在不合理的问题,比如设计偏小的截面尺寸、不足的纵向和横向钢筋配筋等,都会导致结构在受力时发生裂缝。
2.施工质量问题在施工过程中,如果混凝土的浇筑和养护不当,或者钢筋的焊接和连接质量不合格,都会导致结构的质量出现问题,从而产生裂缝。
3.地基变形工民建筑中的钢筋混凝土结构往往受到地基变形的影响,比如地基沉降、地震等因素都会导致结构产生变形,从而出现裂缝。
4.外部载荷在使用过程中,如果结构受到超载、振动、风力作用等外部载荷影响,则也会导致结构出现裂缝。
二、裂缝的分类1.正常收缩裂缝正常收缩裂缝是混凝土自身的性质所致,当混凝土于浇筑完成后,由于水分的挥发和物料的变形及温度的变化而产生的表现。
2.弯曲裂缝在结构受到外部载荷作用时,由于结构受力不均匀而引起的弯曲形变,从而导致结构产生弯曲裂缝。
3.扭曲裂缝扭曲裂缝是因结构受外部扭转荷载作用时,由于结构内部钢筋和混凝土的错位而引起的裂缝。
4.固高减载产生裂缝在结构载荷变化的过程中,因结构自重产生的变形引起的裂缝。
5.结构缺陷裂缝在结构设计、施工和使用过程中,由于结构材料的质量问题或者施工工艺不当而引起的裂缝。
三、裂缝解决方法1.加强设计和施工质量控制在设计时要合理选择截面尺寸和钢筋配筋,以及充分考虑地基的变形对结构的影响。
在施工过程中要严格执行施工工艺规范,确保混凝土的浇筑和养护质量,以及钢筋的焊接和连接质量。
2.加固措施对于已经出现裂缝的结构,可以采取加固措施,比如在结构表面进行包覆加固、增加预应力钢筋、设置粘结螺栓等,以加强结构的抗裂能力。
钢筋混凝土结构裂缝检测与分析研究
钢筋混凝土结构裂缝检测与分析研究摘要:混凝土出现裂缝十分普遍,无论是荷载作用,还是温度变化等原因引起的裂缝,都需要测量、分析裂缝对混凝土结构性能或使用功能的影响。
裂缝的分布、走向、长度及宽度等外观特征可直接检查和测量,裂缝深度可采用塞尺法、声波法、钻孔法检测。
关键词:钢筋混凝土结构;裂缝检测;分析;引言钢筋混凝土结构的建筑,施工或使用一段时间后,建筑的混凝土梁、柱、板等结构构件或多或少会存在一些裂缝。
在建筑发生问题后,通常会以产生裂缝的形式表现出来,不同的建筑问题有不同的裂缝类型,不同类型裂缝有不同的特点。
裂缝是在建筑安全鉴定检测中一个重要因素,根据裂缝特点采用对应的检测方法可以快速而准确地检测与分析裂缝,从而判断建筑物产生问题的原因,进而分析其对建筑安全性的影响。
1建筑工程混凝土结构裂缝常见类型以及特征分析1.1温度裂缝温度裂缝具有不规则特点,裂缝情况跟现实需求相符,有较宽的裂缝,也有窄的裂缝。
在施工环境和施工温度不断变化的情况下,混凝土无法达到固化标准,从而出现裂缝。
1.2荷载引起的裂缝在建筑工程中,由于受力问题,混凝土结构容易出现裂缝。
在设计时,施工人员在混凝土结构计算中,往往会出现不精确或疏忽的情况,造成实际受力与设计强度相差较大,导致混凝土结构出现荷载裂缝。
另外,在混凝土结构中,当配筋计算不当或安全性能未达到要求时,将会对混凝土结构的荷载产生不利影响,从而增加了裂缝发生概率。
1.3湿度变形房屋建筑由于其特殊性,通常会受到环境中湿度的影响,当混凝土在空气中结硬时,会导致其体积变小,而且也会出现干缩的情况。
收缩裂缝也是建筑工程混凝土结构裂缝中较为常见的一种裂缝类型,一般这种裂缝类型会出现在现浇墙板式结构或者现浇框架结构等建筑结构形式当中,而造成这一情况的主要原因还是在于施工人员对于混凝土没有采取良好的养护措施。
1.4配合比不合理混凝土的配比是混凝土施工的重要组成部分,混凝土的强度与水灰比有很大的关系。
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浅议钢筋混凝土结构裂缝的分析与鉴定
作者:王晓霞
来源:《科学与技术》2018年第13期
摘要:本文对常见裂缝的类型、成因及形状进行了分析,并从不同角度对裂缝进行了分析,对裂缝的鉴定与判断给出了流程分析過程,从而为裂缝的进一步修补与处理提供了可靠依据。
关键词:裂缝;鉴定;流程分析
裂缝是钢筋混凝土结构的质量通病之一,能加快混凝土结构内部钢筋的锈蚀,从而影响结构安全性和耐久性。
在某些情况下,裂缝是结构破坏的征兆,正确地分析、鉴定和控制裂缝的产生及发展并采取有效地处理方法,是保证结构的安全性,防止质量事故发生的关键。
1 常见裂缝的类型与成因分析
钢筋混凝土结构产生的裂缝,常见于一般受弯、受拉构件中和预应力构件的某些部位,按其产生的原因和性质主要分为荷载裂缝、收缩裂缝、钢筋锈蚀裂缝、施工不当引起的裂缝和基础不均匀沉降产生的裂缝等。
1.1 荷载裂缝
钢筋混凝土结构在静载或动载作用下因荷载变形而产生的裂缝,称为荷载裂缝。
荷载裂缝多出现在结构构件应力最大位置附近或振动较严重的部位,并按照不同的受力性能和受力大小而具有不同的形状和规律。
钢筋混凝土结构中的荷载裂缝包括受拉裂缝、剪切裂缝、冲切裂缝及扭曲裂缝等类型,常见受拉裂缝与主应力垂直,如梁上弯曲受拉裂缝方向与梁轴线垂直,其一端宽,另一端细;又如拉杆中裂缝与构件轴线垂直,同一条裂缝宽度变化不大。
1.2 收缩裂缝
混凝土的收缩包括塑性收缩、干燥收缩、自生收缩及炭化收缩等。
(1)塑性收缩。
塑性收缩主要发生在施工过程中、混凝土浇注后4~5小时内,此时水泥水化反应激烈,分子链逐渐形成,出现泌水和水分急剧蒸发,混凝土失水收缩,同时骨料因自重下沉,而此时混凝土尚未硬化,所以成为塑性收缩。
(2)干燥收缩。
混凝土结硬以后,随着表层水分逐步蒸发,湿度逐步降低,混凝土体积减少,称为干燥收缩。
因混凝土表层水分损失快,内部损失慢,因此产生表面收缩大而内部收
缩小的不均匀变形,,表面收缩变形受到内部混凝土的约束,致使表面混凝土承受拉力,当表面混凝土所受拉力超过其抗拉强度时,便产生收缩裂缝。
混凝土硬化收缩主要就是干燥收缩。
如配筋率较大的构件(超过3%),钢筋对混凝土收缩的约束比较明显,混凝土表面容易出现龟裂裂纹。
干燥收缩贯穿整个建筑物的施工和使用过程,在整个楼板裂缝中占的比例较高。
根据国外20年的干缩实验资料,14d仅完成20年的干缩量的4%~34%,90d完成40%~80%。
一年完成66%~85%。
(3)自生收缩。
自生收缩是混凝土在硬化过程中,水泥与水发生水化反应,这种变形与外界湿度无关,且可以是收缩,如普通硅酸盐水泥混凝土,也可以是膨胀,如矿渣水泥混凝土与粉煤灰水泥混凝土。
(4)炭化收缩。
大气中的二氧化碳与水泥的水化物发生化学反应引起的收缩变形。
炭化收缩只有在湿度大于50%左右时才能发生,且随二氧化碳的浓度的增加而加快。
由于以上原因而引起的裂缝,称为收缩裂缝。
收缩裂缝的形状一般有两种,一是表面裂缝,即形成不规则的发丝状裂缝,这种裂缝发生在终凝前,如果发现较早,及时对其进行表面处理可以消除其影响;另一种裂缝是中间宽、两头细,有时均匀分布在两根钢筋之间,并与钢筋平行的裂缝,这种裂缝一般发生在终凝后,对结构的整体性影响较大,发现后应立刻对其进行处理。
1.3 温度裂缝
这类裂缝大多受到大气的温度变化、周围环境高温和水化热三方面的影响,当冷热变化时,结构发生收缩和膨胀,产生温度应力,当温度应力超过混凝土抗拉强度时就产生裂缝,这种裂缝称为温度裂缝。
温度裂缝宽度无定值,从发丝裂缝到数毫米宽度的裂缝都有,但多数宽度不大,数量较多,裂缝深度变化较大,有表面、深层、和贯穿等几种,裂缝的特征会随温度的变化而变化,周围气温和湿度出现剧烈变化的钢筋混凝土梁、板等部位都会产生温度裂缝。
当发生在板上时,多为贯通裂缝;当发生在梁上时,多为表面裂缝。
工程实践表明,钢筋的锈蚀速度与液相的PH值关系密切,当PH≥10时,钢筋锈蚀速度较慢;当PH值≤4时,钢筋锈蚀速度很快。
此外,钢筋的锈蚀还与混凝土的密实度和保护层的完整性密切相关。
在潮湿的环境中建筑的混凝土结构若横向裂缝宽度达0.2mm时,即会引起钢筋锈蚀;冻胀又使裂缝扩大,加快了锈蚀速度,同时钢筋锈蚀产生体积膨胀是原体积的2倍以上,使周围混凝土产生拉应力达到混凝土的抗拉强度,裂缝将很快扩展。
由于结构环境的复杂性,通常情况下,混凝土的裂缝并非单独出现,而是相互重叠,例如荷载裂缝和温度裂缝的重叠等,由此产生的裂缝影响往往较严重,必须准确的进行鉴定与分析,防止对结构产生进一步的影响。
2 钢筋混凝土的结构裂缝的鉴定与分析
2.1 裂缝表征分析
裂缝的表征分析包括对裂缝分布、走向、长度、宽度和深度等的检查和测量。
在检测裂缝的分布、走向时,应侧重于分析裂缝的性质和成因;检测裂缝的长度、宽度和深度时,则侧重于判定构件开裂的程度以及裂缝对构件性能的影响。
钢筋混凝土结构构件的裂缝按其表征可分为三种:一是表面细小裂缝,即裂缝宽度很小,长度短且深度浅的裂缝;二是中等裂缝,其宽度在0.2mm左右,长度局限在受拉区,裂缝已经深入结构内部一定深度;三是贯穿裂缝,宽度超过0.3mm,长度延伸至受压区,裂缝已贯穿整个截面或部分截面。
裂缝宽度越大,钢筋愈容易锈蚀,使钢筋和混凝土之间的握裹力降低,使用寿命及耐久性降低。
一般的室内结构,横向裂缝导致钢筋锈蚀的危险较小,裂缝以不影响美观的要求为限度;而在潮湿环境中,裂缝宽度大于0.2mm时会引起钢筋的锈蚀,特别是纵向裂缝更易引起钢筋的锈蚀,并导致保护层剥落,影响结构的耐久性,应尽快予以处理。
2.2 裂缝结构性判断
在对裂缝表征分析的基础上明晰结构的受力状态,分析裂缝对结构的影响,从而对裂缝进行定性,即对裂缝进行结构性与非结构性的区分。
结构性裂缝多是由于结构应力达到限值,造成承载力不足而引起的,是结构破坏开始的征兆,是比较危险的,必须对其进行加固处理;非结构性裂缝往往是自身应力形成的,如温度裂缝、收缩裂缝等,对结构承载力的影响较小,可根据结构耐久性、抗渗、抗震、使用要求等方面采取相应的修补措施。
2.3 裂缝受力性质分析
钢筋混凝土结构构件的破坏主要有两种形式,即脆性破坏和塑性破坏;裂缝按受力性质也相应的分为两种形式,即脆性破坏引起的裂缝和塑性破坏引起的裂缝。
脆性破坏事先没有明显的预兆而突然发生,一旦出现裂缝,对结构整体性影响很大,是结构破坏的征兆,属于这类性质的裂缝有受压构件裂缝(包括中心受压和偏心受压)、受弯构件的受压区裂缝、斜截面裂缝、冲切面裂缝以及后张预应力构件端部局压区裂缝等;塑性破坏事先有较明显的变形和裂缝预兆,可以及时采取措施予以补救。
3 结论
由于结构类型的复杂性,不同类型的裂缝往往相互重叠出现。
因此,正确的分析、鉴定和控制裂缝的产生及发展并有效地进行处理,是保证建筑物的结构整体性,防止危险发生的关
键。
而从各个层面对裂缝的判定,有助于对裂缝性质的进一步分析,并为裂缝的处理及修补提供了依据。
参考文献
[1]钢筋混凝土结构非线性有限元分析简述[J]. 王晓明. 建筑监督检测与造价. 2017(04)
[2]钢筋混凝土结构裂缝分析及控制[J]. 郑家树. 西南民族大学学报(自然科学版). 2008(02)
(作者单位:山东青岛莱西市建筑工程质量监督管理处)。