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混凝土梁裂縫種類及原因

梁側(cè)面豎向裂縫

1)力裂縫

裂縫特征:裂縫位于混凝土梁中段,一般跨中裂縫寬度最大,豎向裂縫下寬上窄,沿梁兩側(cè)面通透。見附圖1。

原因分析:在混凝土承受荷載時(shí),下部受拉區(qū)鋼筋與混凝土共同受力,受拉區(qū)邊緣纖維應(yīng)變大于混凝土受彎極限拉應(yīng)變時(shí),出現(xiàn)受拉區(qū)混凝土開裂。該類裂縫由承載力引起,裂縫一旦出現(xiàn),即具有一定的開展寬度,并沿梁高上延至一定高度,所以多為下寬上窄。開裂后鋼筋應(yīng)力較裂前突然增加,會(huì)在跨中區(qū)段出現(xiàn)幾條裂縫。

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2)溫度裂縫

裂縫特征:裂縫在梁長范圍內(nèi)基本呈等間距分布,各縫寬相似,豎向裂縫上寬下窄,沿梁兩側(cè)面通透。見附圖2。

原因分析:該類裂縫多出現(xiàn)在頂層上表面隔熱不當(dāng),或施工時(shí)暴曬造成梁板上下表面溫差大的部位。梁板上表面溫度高,混凝土膨脹變形大,下表面溫度低,混凝土膨脹變形小,形成變形差。當(dāng)變形產(chǎn)生的拉應(yīng)力大于混凝土抗拉強(qiáng)度時(shí),在應(yīng)力集中的梁上部區(qū)域出現(xiàn)豎向裂縫,以釋放變形能。

3)混凝土收縮裂縫

裂縫特征:裂縫位于混凝土梁跨中或三分之一處,如為連續(xù)梁則裂縫沿全長基本呈等間距分布,間距因梁截面大小及養(yǎng)護(hù)條件而異,各裂縫寬度只與混凝土該位置自身材料差異有關(guān),當(dāng)混凝土質(zhì)量穩(wěn)定時(shí)裂縫基本同寬。單條豎向裂縫上下基本同寬,部分裂縫為中間寬兩端窄,沿梁兩側(cè)面通透。見附圖3。

原因分析:混凝土澆注后收縮變形主要集中在塑性收縮階段,此時(shí)對(duì)水分的要求也較大,養(yǎng)護(hù)不當(dāng)易造成混凝土塑性收縮裂縫,裂縫位置受自身材料及連續(xù)梁長度影響?;炷亮喝孛媸湛s變形,隔一段會(huì)出現(xiàn)一個(gè)應(yīng)力釋放面,即開裂面,裂縫貫通全截面。

4)箍筋表面混凝土收縮裂縫

裂縫特征:多為混凝土梁側(cè)面及底面周圈裂縫,裂縫位置與梁內(nèi)箍筋位置相對(duì)應(yīng),打開檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)裂縫僅存在于箍筋混凝土保護(hù)層范圍,各裂縫寬度基本相同。見附圖4。

原因分析:箍筋表面混凝土厚度較其它部位薄,當(dāng)混凝土收縮時(shí),易在該處應(yīng)力集中,后期養(yǎng)護(hù)不當(dāng)時(shí)在此薄弱面出現(xiàn)沿箍筋位置的裂縫。該類裂縫僅存在于箍筋混凝土保護(hù)層范圍,箍筋內(nèi)部混凝土不受影響。

2、梁側(cè)面根部斜向受力裂縫

裂縫特征:裂縫位于混凝土梁根部受剪區(qū)或彎起筋外端部,為一條或多條梁根低、梁中方向高約45o角走向的斜裂縫。見附圖5。

原因分析:該類裂縫是由于混凝土梁受剪應(yīng)力與壓應(yīng)力共同作用時(shí),斜截面承載力不足造成的。首先在梁底出現(xiàn)垂直裂縫,頂部變斜(斜向荷載作用點(diǎn))形成斜裂縫,當(dāng)荷載增加至一定程度時(shí),在幾條斜裂縫中形成一條主要斜裂縫,即“臨界斜裂縫”。當(dāng)混凝土梁截面偏小,或抗剪筋配置不足時(shí)易發(fā)生該類損傷。同時(shí)要注意混凝土梁上有墻體時(shí)是否形成墻梁構(gòu)件,避免計(jì)算中將墻荷只傳至本層梁,而實(shí)際底層混凝土墻梁承載上部多層荷載的受力模型錯(cuò)誤引起的損傷。

3、沿鋼筋方向的裂縫

裂縫特征:裂縫對(duì)應(yīng)混凝土梁主筋位置,或?qū)?yīng)箍筋位置,開裂較大處伴隨混凝土保護(hù)層脫落、鋼筋出現(xiàn)銹皮。見附圖6。

原因分析:混凝土梁內(nèi)鋼筋銹蝕后體積膨脹,造成混凝土保護(hù)層脹裂損傷,鋼筋銹蝕與環(huán)境溫濕度及干濕交替情況、環(huán)境存在侵蝕性物質(zhì)(氣、液、固體)、及混凝土中氯離子含量有關(guān)。