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1、 砖石、混凝土结构的裂缝及结构受力状态 在砖石结构和混凝土结构中，常会出现这样和那样的裂缝，裂缝的形态多种多样，水平的、垂直的、斜向的、贯通构件截面的、不贯通构件截面的等等。我们知道，结构或构件上有裂缝存在，在裂缝周围的结构物质或构件就有相应的变形存在，同时也就有广义力的存在。我们通过研究裂缝的形态，可以了解结构或构件的变形情况，进而了解结构或构件的受力性质、力的大小、方向和作用位置，为我们处理裂缝提供依据。1 裂缝的形态与变形之间的关系在我们工作实践中，裂缝的形态可以归结为三种平面形态：第一种是直裂缝，如图一所示。这种裂缝的边缘的，裂缝边缘两侧各质点的位移是相背的。第二种是棱形裂缝，如图二所
2、示。裂缝中间宽，两头窄井闭合。裂缝中段质点位移是相背的，而两端质点位移相向的，多数属于两端在约束存在，质点不产生相对变形。第三种是V形裂缝，如图三所示。裂缝开裂最大处位于结构或构件的边缘，裂缝边缘质点变形是相背的，裂缝向结构内部延深，质点相对变位逐渐减小，当到达某一部位时，裂缝两侧质点不再产生相背位移变形。一般来说这种裂缝在结构中的表现较多，由此推导出的广义力对结构的影响较大。2 裂缝的变形形态与变形力之间的关系裂缝的形态最基本的是前一节所述的三种类型，但裂缝在结构中的位置和裂缝与水平面形成的角度不同，因而产生这种变形的广义力不尽相同。但裂缝无论多么复杂，都有其规律可循。首先我们应该重申一点，
3、在我们探讨的建筑物上的荷载作用方向都是垂直向下的，结构构件要么是水平的，如梁、板，要么是垂直的，如柱、墙。及特殊情况非水平和非垂直构件不在本文中讨论。21 直裂缝上一节我们说过直裂缝边缘两侧各质点的变形是相背的，能够产生这种变形的力只能是与裂缝垂直，与变形方向一致的外力（或广义力）。这种裂缝在结构墙体和梁多表现为竖向的，在楼板上表现局部构件的短方向，和建筑物外墙角部位，如图四所示，这种裂缝与竖向重力荷载无关，是由某种水平力造成的，这种水平力主要来源于结构材料的湿胀干缩和温度引起的热胀冷缩，如图四所示，裂缝主要来源于温度热胀冷缩变化；如图四所示，裂缝主要来源于材料自身收缩，我们通称这些收缩力为广
4、义力。22 棱形裂缝校形裂缝在工程实践中也经常遇到，它与直裂缝表现的位置和方向相同时，其产生裂缝的原因与直裂缝基本相同，所不同之处是在裂缝两端结构上有约束，比如现浇板体系梁中段也常见这种裂缝，因为梁下缘有钢筋约束，梁上端有现浇板约束，如图五所示。当棱形裂缝在结构构件中是斜向或45”角时，通过质点受力分析，质点应力为剪切应力，构件发生剪切变形，能够引起剪切变形的外力一般为剪力。竖向荷载或某种水平荷载均可在构件局部产生剪力，如图六所示。2.3 V型裂缝V型裂缝在工程实践中遇到得最多，且这种裂缝根据所在结构或构件位置的不同、开口方向的不同及裂缝与水平面所成角度的不同，它所对应的应力、变形力也不尽相同
5、，我们将根据不同结构、裂缝的不同位置和方向来讨论裂缝十变形十变形力之间的关系。（1）混凝土结构常见的混凝土结构裂缝形式、受力状态如附表所示。V型裂缝在结构中处于斜向位置，可用叠加法来分析，如图七所示。（2）砖混结构常见的砖混结构裂缝形式、受力状态如附表所示。根据上面我们所研究的示例，根据裂缝形态可以清楚的了解结构或构件的变形特征和受力情况，从而为处理和研究避免结构开裂提供依据，并有利于估算引起开裂力值的大小。3 研究结构裂缝的主要目的研究结构裂缝的主要目的不外乎有三条：31 研究裂缝产生的原因，在设计上进行修改，提高局部刚度或增加构造措施，采取工程措施消除温度影响，避免结构开裂。32裂缝产生的
6、材料因素，选用好的材料或在结构和施工中采取必要的措施和先进的工艺，来减少材料因自身问题而出现的裂缝。33 研究裂缝的形态及产生裂缝的广义力，了解裂缝的危害程度，为裂缝的修复和稳定，提供科学依据。建筑结构工程中的裂缝是常见的，建筑工程中的裂缝有些对建筑结构安全影响不大，有些则危害结构安全，这就需要我们能正确加以区分。无论怎么说在建筑结构中出现的裂缝，宽度达到用肉眼就可以分辨的程度时，对居住者或使用者都会产生一种心理负担。研究裂缝的开展及结构变形情况，最重要的是在建筑设计、施工中减少裂缝，这是我们的宗旨。 现浇混凝土楼板裂缝成因及有关预防、处理措施 叶 斌（厦门市建筑科学研究院）【摘 要】本文通过
7、工程实例，对厦门地区现浇混凝土楼板裂缝的常见原因进行分析探讨，提出了防止裂缝产生的有关设计、施工措施，并且对已出现的楼板裂缝提出处理办法。【关社词】楼板裂缝原因 防止措施 裂缝处理1 概述近年来，厦门已竣工的工程中，有相当多住宅小区的多层建筑出现不同程度的楼板混凝土开裂现象。楼板裂缝的出现，给有关工程各方及住户造成了相当大的困扰。造成楼板裂缝的原因是多方面的，与建筑设计、建筑材料、施工质量都有很大的关系。下面就结合有关工程对楼板裂缝产生的常见原因及有关预防、处理措施，谈谈个人的浅见。2 楼板裂缝产生的原因分析2.l 受力产生的裂缝常见的楼板受力裂缝，主要是由建筑物不均匀沉降、混凝土强度及混凝土
8、板厚严重不足及灾害、事故等因素产生的。（1）地基不均匀沉降由地基基础不均匀沉降产生的楼板裂缝，同时伴随着有沿建筑物高度方向自下而上部分混凝土构件及内外墙体开裂等特征。如：某教学楼为砖混结构，基础采用沉管灌注桩，因桩基未打到持力层，建筑物严重不均匀沉降，造成墙体、地梁、部分梁柱节点及现浇混凝土楼板开裂。（2）混凝土强度、混凝土板厚严重不足某四层砖混结构办公楼，1988年竣工并交付使用，近期发现三、四楼板部分开间板面沿支承墙层体四周产生裂缝，板底有中间向四面延伸的斜裂缝（详见图1）。该裂缝形式与楼板的受力特征相一致，采用国弹法检测有裂缝的三层二个开间楼板混凝土强度推定值均小于10OMPa，四层2个
9、开间楼板的混凝土强度推定值分别为SMPa和7MPa，均小于设计强度C18的标准值；钻孔测量上述4个开间楼板的混凝土板厚实测值在5862nun之间，均小于设计值（80mm）。因此，可判定上述楼板裂缝为混凝土强度、混凝土板厚严重不足，使用（3）灾害和事故某大型商业中心有两层地下室，在施工过程中，因地下水浮力作用引起地下室及上部结构的楼板、梁、柱裂缝及上浮现象，部分楼板严重开裂。某会展中心在施工中因遇强台风正面袭击，主楼西侧一台400吨一米塔吊被强风刮倒，中心主楼西侧钢筋混凝土框架结构遭受重创，钢筋混凝土楼板及框架梁柱严重开裂，混凝土构件破损严重。22非受力产生的裂缝常见的非受力裂缝，主要是由温度、
10、收缩和膨胀及施工等因素产生。裂缝出现的时间有早有晚，早期的干缩裂缝在浇筑完成后约24个小时就出现，部分温度裂缝在竣工验收后3个月至半年内才出现。（1）早期收缩裂缝厦门岛内大部分地区已采用了商品混凝土，由于商品混凝土需经过二次运输，为确保混凝土的合易性，其塌落度均较大，且有时商品混凝土的粉煤灰掺量较大，使混凝土保水性降低，容易出现收缩裂缝。如：某住宅楼采用商品混凝土，二层楼板在混凝土浇筑完成后，即出现多处不规则贯穿性裂羹，有代表性的选择开裂较严重的1个开间，测量板面、板底的裂缝宽度在013154mm之间（详见图二）；经分析裂缝的产生为混凝土早期收缩引起的。某些工程在主体结构施工中，采用了收缩性较
11、大的矿渣水泥，或水泥用量过多、使用过量的粉砂，致使标准稠度的用水量较大，若养护不当，极易造成早期收缩裂缝。此外，若使用了安定性不合格的水泥，会直接导致混凝土内部结构普遍遭到破坏，混凝土楼板出现大面积龟裂现象。（2）温度裂缝目前，这种裂缝最为普遍。近年来，在厦门新建的住宅小区内均有不同程度的出现，主要形式有楼板角部45裂缝，有楼板中部裂缝，还有些为不规则裂缝。分析温度裂缝出现的原因为：厦门处于亚热带地区，日照时间长，日温差及室内外的温差均较大。由于温度应力的作用，容易造成楼板开裂。特别是已竣工后，在尚未交付使用这段时间内，住宅门窗均全关闭，没有良好的通风造成室内外的温差加剧，楼板极易产生温度裂缝
12、。温度裂缝主要集中出现在楼板角部45、PVC线管等应力集中和相对薄弱中位。通常，砖混结构较框架结构更易出现裂缝。这些裂缝多数为贯穿裂缝，且相同部位板面裂缝较板底的宽。经调查，空置住房关闭的时间越长，裂缝就越宽；空置关闭时间一年以上的住宅，楼板混凝土板面的裂缝宙度中达到0.51.0mm以上。（3）施工因素引起的裂缝 负筋保护层偏大某住宅楼为四层框架结构，1999年元月竣工验收时未发现裂缝，2001年8月，二楼住户人住时发现M层楼板在楼板角部45和板中线管部位，有贯穿性的裂缝，经测量开裂严重的1个开间板面负筋部位最大裂缝宽度为045nun，已严重影响使用功能。采用雷达波法对板面负筋位置进行探测发现
13、，该开间负筋混凝土保护层实测平均值为62mm，比设计值（15mm）多47mm。据此判定板面负筋范围内的角部45裂缝产生的原因为施工时踩踏钢筋严重，导致负筋保护层偏大，失去作用造成的。另外，某些工程施工时楼板混凝土板厚超厚，造成实际负筋保护层偏大，也容易造成板面负筋范围内角部 45裂缝。板底混凝土保护层不足及砂的氯盐含量超标某宿舍楼为七层砖混结构，于1996年初竣工并交付使用，由于在施工时使用的是海砂，且板底钢筋保护层不足，至2000年5月，该楼一层的住户就发现楼板板底的钢筋有锈蚀现象，并且沿板底钢筋部位因钢筋锈蚀已造成混凝土裂缝。可见，混凝土保护层不足及使用氯盐含量超标的海砂，是造成钢筋锈蚀从
14、而导致混凝土楼板裂缝的直接原因。另外，由于野蛮施工、模板变形、模板的支撑下沉及混凝土早期未采取严格的养护措施等因素，都会使混凝土早期已出现微小的裂缝，当温度变化时，由于温度应力的作用，使原先的微裂进一步开展，形成肉眼可见的较大宽度的裂缝。3 防止接板非受力裂缝产生的措施3L 设计措施因混凝土收缩、温度应力的理论计算非常复杂，在工程设计中主要从构造措施上考虑，以尽量减少混凝土楼板开裂。 （1）现浇混凝土楼板宜尽量选用设计强度等级不大于C30的混凝土；钢筋混凝土楼板最大裂缝宽度允许值按荷载短期效应组合并考虑长期效应组合的影响，不宜大于025mm。（2）楼板混凝土板厚设计值与跨度的最小比值（hLO）
15、控制：单向板130、双向板135，且混凝土板厚不应小于90mm（屋面不应小100mm）。（3）楼板钢筋间距不应大于200mm，配筋率不应小于 0.20，混凝土板厚设计值150mm时，应采用双层双向配筋。32 施工措施（贝）模板应保证有足够的强度、刚度；杉木支撑要求木梢直径80mm，纵横间距1000mm，钢管支撑纵横间距1200nun，且模板的上层支撑应垂直对准下层支撑，保证垂直；混凝土浇筑前，模板应充分湿润，浇筑完成后一般情况下，拆模时间为：夏季大于10d，冬季大于15d。（2）钢筋安装时应制作水泥砂浆垫块，保证钢筋位置的准确；施工中严禁踩踏负筋。（3）严格控制混凝土板厚，混凝土板厚控制点的间
16、距不宜超过Zm；楼板浇筑完成后终凝前，应采用人工压实抹平混凝土板面。（4）混凝土用砂宜选用含泥量较少的中粗砂，严禁使用海砂。混凝土浇筑完成后，应在12h内对楼板板面加以覆盖和浇水养护，以防止因混凝土水分过快蒸发而产生的混凝土早期干缩裂缝；楼板板底应用加压水喷洒湿润，已浇筑的混凝土强度未达到12MPa前，不得有踩踏、放样等行为。严禁在楼板上倾倒砖石材料等野蛮施工行为。（5）楼板内布设PVC管应固定，固定点间距S500mm；PVC管至多允许两层重叠，管外壁距楼板上表面的距离应不小于30mm，若不满足，应在PVC管上部增设钢筋网。此外，在工程竣工后至交付使用的这一段时间里，应保持房间内良好的通风条件，以防止楼板温度裂缝的产生及细微裂缝的
