01 前言 在讨论混凝土裂缝之前,首先要明确“裂缝”的基本概念。 裂缝通常是物体表面窄长形状,可以用肉眼观察到的间隙 。这种间隙造成了材料的间断和不连续,例如,在房屋建筑结构的表面出现这种现象,就往往与“材料断裂”和“传力中断”这些影响安全的隐患和潜在危险联系起来,从而引起各种疑虑。
01
前言
在讨论混凝土裂缝之前,首先要明确“裂缝”的基本概念。 裂缝通常是物体表面窄长形状,可以用肉眼观察到的间隙 。这种间隙造成了材料的间断和不连续,例如,在房屋建筑结构的表面出现这种现象,就往往与“材料断裂”和“传力中断”这些影响安全的隐患和潜在危险联系起来,从而引起各种疑虑。
对于 引起裂缝的原因 ,应该区别 “受力裂缝” 和非受力的 “间接裂缝” ;对于 裂缝造成的后果 ,应该区别 “一般裂缝” 和 “危险裂缝” 。
从本质上分析,一般裂缝和间接裂缝是难以避免的;而 只有严重的受力裂缝才可能引起结构的安全问题 。因此,对于可见的裂缝进行准确的判断,并采取针对性的措施消除其不利影响,才是正确的对策。
对裂缝的成因、性质及影响(后果)等进行判断,是一件比较复杂、困难的工作,需要综合各种影响因素和工程经验进行分析。
作为一名结构检测鉴定工程师,工作中会经常遇到各种形式的混凝土结构裂缝, 如何准确判断各种混凝土结构裂缝类型、成因及影响,对于准确评估整体结构安全至关重要 。
因此,小编按照结构工程中构件的类型(梁、板、墙、柱等)和位置(顶面、底面、侧面)为线索,以表格和图示的形式分别列出可能产生的各种裂缝形态,并分析其可能产生的原因、类型、形式和后果,供检测、判断实际工程裂缝时参考。
小编在最近的检测鉴定工作中,遇到某建构筑物混凝土框架梁端部发生一处剪切斜裂缝的情况,因此,该连载系列以 梁的裂缝判别 作为开篇。
02
梁的受力特点
梁作为结构构件的 几何特征 是两个方向(高和宽)尺度很小,而另一方向(长度)尺度很大。
从 受力角度考虑 ,水平的梁主要承受板传来的垂直荷载,有时其本身也要承受很大的集中荷载。
梁承载产生的效应主要是 弯矩 ,跨中多为正弯矩;而支座边则为负弯矩,有时还伴有较大的剪力。
梁的 纵向受力配筋 一般比较多,且集中在顶部两侧(负弯矩筋)或底部(正弯矩筋),并以箍筋相互连接,形成钢筋骨架。
03
梁的三类裂缝
1、梁侧垂直裂缝
由于支承和约束的条件不同,受弯梁引起垂直裂缝 有跨中梁 底正弯矩裂缝 和 两端梁顶负弯矩裂缝 两类。偶尔还会发生受压区混凝土破碎的 弯曲受压裂缝 。
表1表达了这类垂直于梁轴线方向的受弯垂直裂缝。
表1 梁侧垂直裂缝
2、梁侧斜裂缝
梁在结构中除了受弯以外,还承受剪力,特别是在较大集中力时,更不容易忽视 剪力 的影响。
在有些情况下(边梁、不对称承载等)还会承受 扭矩的扭转作用 ,因此会产生不同形态与梁轴线方向斜交的斜裂缝。
有时局部集中悬吊荷载部位还会引起 拉脱裂缝 。
表2给出了这类梁侧斜向分布裂缝的形态。
这类斜裂缝容易导致非延性破坏,造成不安全感, 故应根据情况进行加固处理 。
表2 梁侧斜裂缝
3、梁的局部裂缝
梁作为混凝土构件,由于温度、收缩等引起的约束拉应力(拉应变)的积累,容易在长向构件的 中部产生间接裂缝 ,此类裂缝垂直于梁的轴线,
有时还受到梁顶、梁底配筋的约束, 仅在腰部发生,呈枣核状 。
此外,施工缝、叠合面、装配式结构 拼缝 等处也容易开裂。
表3给出了这些局部裂缝的形态。
表3 梁的局部裂缝
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小结
作为该连载系列的第一篇,本文介绍了混凝土梁构件多种常见裂缝,在后续连载系列中,会相继为大家介绍混凝土柱、板、墙体、基础、预应力构件等混凝土结构构件的常见裂缝判别。
需要说明的是, 查表的方法不是万能的 。表格中列出了混凝土梁构件多种常见裂缝的可能性,但远未能够穷尽实际工程中所有的裂缝形态。最终的解决办法,还得依靠检测人员根据具体情况所做的分析、判断,而力学概念、结构常识、工程经验则是必不可少的能力,而这种能力的形成,则需要长期的学习和积累。
参考文献
1、《混凝土结构工程裂缝的判断与处理》(第二版),徐有邻、顾祥林、刘刚、林峰编著
2、《工程结构裂缝控制》(第二版),王铁梦 著