建筑结构裂缝分析PPT课件
图1 简支梁受力裂缝
图2 轴压柱受力缝
图3 大偏压柱受力缝
图4 牛腿受力缝
图5 框架结构现浇楼盖裂 缝
图6 预应力板张拉裂 缝
图7 阳角挑檐板受力裂 缝
对于无筋砌体结构,裂缝后因无钢筋约束,裂缝宽度一般都较大。
3.3.2 地震裂缝 地震对建筑物的作用,分水平作用和竖向作用。一般建筑,
只考虑水平地震作用;对于8度和9度时的大跨度结构、长悬臂结构、 烟囱和类似的高耸结构,及9度时的高层建筑,尚应考虑竖向地震作 用。多层砖混结构在水平地震作用下的典型裂缝如图8,主要发生在 窗间墙,表现为斜向剪切破坏,双向,故呈x型。多层框架结构在水 平地震作用下的裂缝如图9,主要发生在梁柱交界部位的柱端和梁端, 亦呈x形。
建筑结构裂缝分析
1、建筑物裂缝基本概念 结构试验表明,裂缝的出现和开展是结构破坏的先兆。建筑物中
裂缝的存在预示着结构承载力可能不足,过大的裂缝会促使钢筋锈蚀 而降低结构耐久性,会造成房屋渗漏,影响建筑物美观。所以,一般 人很难接受建筑物裂缝。但客观现实,建筑物裂缝很难完全避免,就 经济及科学观点,一定程度的裂缝是可以接受的。裂缝成因比较复杂, 危害程度不仅与裂缝大小有关,而且与裂缝性质、产生原因及结构功 能要求的不同各不相同,不同类型的裂缝处理方法各异。 2、裂缝调查 2.1 外观检测
裂缝外观检测是裂缝原因分析和危害性评定必不可少的最基本调 查,主要包括裂缝的形式、裂缝部位、裂缝走向、裂缝宽度、裂缝深 度、裂缝长度、裂缝发生及开展的时间过程,裂缝是否稳定,裂缝内 有无盐析、锈水等渗出物,裂缝表面的干湿度,裂缝周围材料的风化 剥离情况,等等。裂缝外观检测常用的仪器有刻度放大镜、裂缝对比
板方面,如模板变形,模板支撑下沉,模板漏浆,过早拆模。 设计错误造成的结构裂缝,主要表现为结构方案及布置不合
理,结构计算错误,结构抗裂性过低,以及结构构造不合理等方面。 内力分析常见的错误是,计算简图与实际不符,荷载取值偏小或漏 项,未考虑温度收缩应力及地基差异沉降所产生的内力;承载力计 算常见的错误是,安全度取值偏低,配筋量不足,只算抗弯,不计 算抗剪、抗扭;结构抗裂验算常易被忽视,尤其是手算;结构构造 不合理,主要是伸缩缝及施工缝设置不当,配筋不合理,只配受力 钢筋,忽略构造钢筋的作用和配置,如简支梁板入墙不配负筋,现 浇连续板只配受力钢筋,不设收缩温度筋,高梁不设腰筋等。
使用不当及环境的不良影响,多表现为荷载超过设计规定, 周围存在酸、盐及氯化物等有害介质作用,环境温、湿度急剧变化, 构件各部位温、湿度差过大,表面受热过度或火灾,建筑物处于反 复冻融和干湿交替状态等。
3.2裂缝产生的时间过程分析 建筑物裂缝可以出现在施工阶段,也可能出现在使用阶段,
可以是混凝土浇筑后的数小时至一天或数天,也可以是数十天后。 施工阶段产生的裂缝主要应从施工方法、施工质量及原材料选用上 找原因。当然,有的裂缝虽发生在施工阶段,但责任却与设计也有 关,如原材料限定,施工缝设置,施工荷载验算等。使用阶段出现 的裂缝则较为复杂,分早期与晚期,设计错误,施工质量低劣,原 材料选用不合理,以及使用不当及环境因素均可能存在,应逐项分 析。 3.3裂缝形态分析 3.3.1荷载裂缝
3、裂缝原因分析 3.1宏观责任分析
致使建筑物裂缝的因素很多,宏观上可分为原材料质量低劣或 选用不当,施工质量不合格,设计错误,使用不当或环境的不良影响等 四个方面。
原材料对混凝土结构裂缝影响最大的是水泥品种及质量,单就 裂缝而言,硅酸盐水泥及普通硅酸盐水泥水化热较高,大体量现浇混凝 土结构易于裂缝;火山灰水泥及快硬水泥干缩性大,大面积混凝土结构 易于裂缝;矿渣水泥、火山灰水泥及粉煤灰水泥抗冻性较差,干湿交替 工程易于裂缝。矿渣水泥易发生沉缩和泌水现象。水泥含量越高,混凝 土收缩越大,产生裂缝的可能性就越大。砂石含泥量过大,存在反应性 骨料,外加剂不当或过量等,均容易造成混凝土结构裂缝。
荷载裂缝又称受力裂缝,是外荷载作用下产生的结构裂缝。 如图1~7所示,这种裂缝规律性极强,一般通过计算分析可以得出 确切的结论。典型的简支梁受力裂缝应如图1,跨中为正截面受弯裂 缝,垂直于梁轴,下大上小;端部为斜截面受剪裂缝,起始于支座, 指向梁顶集中荷载。砖柱、钢混凝土柱在轴心受压荷载下的裂缝如
缝集中在最大弯矩部位,受拉面裂缝为水平走向,外大内小,垂直于 柱轴;临近极限状态,受压面混凝土有压碎现象。牛腿受力裂缝如图 4,受剪裂缝起始于集中荷载作用点,斜向牛腿外斜面与下柱面交汇 点延伸;受弯裂缝起始于牛腿支承面与上柱面交汇点,斜向柱内延伸。 框架结构现浇楼盖。预应力大型屋面板张拉裂缝如 图6,裂缝分布于板面,垂直于长轴,由板面向下延伸;有的纵肋预 应力筋端部还存在局压裂缝。转角阳台或挑檐板裂缝如图7所示,位 于板面,起始于墙板交界,以角点为中心成米字形向外延伸。
卡等;裂缝深度主要是采用超声法探测或局部凿开检查。对于活动 性裂缝判定,应进行定期观测,专用仪器有接触式引申仪、振弦式 应变仪等,最简单的办法是骑缝涂抹石膏饼观察。 2.2裂缝成因调查
裂缝成因调查是为裂缝原因分析提供依据,包括材质、施 工质量、设计计算与构造,使用环境与荷载。材质主要是水泥品种 及安全性,砂石质量,是否存在碱性骨料,外加剂性能及用量。施 工质量,主要是混凝土的强度、密实性、养护情况,钢筋位置及数 量,模板刚度及支撑情况。材质与施工质量调查方法,主要是核查 保证资料,有针对性地辅以现场检测核对。设计计算与构造,重点 是查结构方案及布置,荷载项目及取值,计算简图及分析方法(包 括温度收缩应力),结构差异沉降,结构抗裂计算结果,配筋,以 及构造措施等是否满足规范,是否合理。使用环境与荷载,主要是 分析结构在使用中的温度、湿度变化,是否存在有害介质作用,以 及实际荷载是否超标等。
施工质量不合格对建筑物裂缝形成最为直接,分混凝土、钢筋 及模板三方面。混凝土方面,如混凝土配合比不当或泵送时改变了配合 比,混凝土掺合料拌合不匀,混凝土搅拌时间不够或过长,混凝土浇筑 顺序或接打处理不当,混凝土振捣不充分,混凝土硬化前受震动或受力, 混凝土养护不及时或不充分或受冻。混凝土强度过低会直接降低结构的 抗裂性。钢筋方面,如混凝土在结硬期钢筋被扰动,钢筋保护层过小。