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建構(gòu)筑物裂縫產(chǎn)生的原因可歸納為兩大類:一是荷載引起的受力裂縫,二是約束變形引起的非受力裂縫。
根據(jù)大量工程裂縫問題統(tǒng)計,混凝土結(jié)構(gòu)荷載引起的裂縫約占20%,變形引起的裂縫約占80%。砌體結(jié)構(gòu)裂縫原因,屬于變形變化引起的約占90%,荷載引起的約占10%,90%中也包括變形變化與荷載共同作用,但以變形變化引起的為主,10%中也包括兩者共同作用,但以荷載變化引起的為主。
一、荷載引起的受力裂縫
荷載引起的裂縫有受彎裂縫、受剪裂縫、受壓裂縫、受扭裂縫等,裂縫的位置和走向極有規(guī)律,與荷載大小、方向和構(gòu)件材料強度、截面尺寸配筋多少等有關(guān),大多數(shù)是豎向裂縫和水平裂縫,只有少量的斜裂縫和不規(guī)則裂縫。
根據(jù)作用效應與結(jié)構(gòu)抗力的關(guān)系,一般通過內(nèi)力和承載力的計算分析可以得出確切的結(jié)論。
二、變形引起的裂縫
變形引起的裂縫主要與材料種類、環(huán)境溫度、濕度、約束等因素有關(guān),變形裂縫包括:收縮裂縫、溫度裂縫、不均勻沉降裂縫、應力集中裂縫、凍融裂縫、鋼筋銹蝕裂縫、堿集料反應裂縫、構(gòu)造裂縫等。
非受力裂縫指的是由結(jié)構(gòu)約束變形引起的裂縫,由于外界溫度變化、地基變形、基礎不均勻沉降、材料本身的收縮、漸變等因素作用,結(jié)構(gòu)首先要求變形,當變形得不到滿足或變形受到約束、限制時,構(gòu)件內(nèi)也將產(chǎn)生較大的應力,這種應力大小主要與結(jié)構(gòu)剛度有關(guān),當剛度較大時,應力也大;應力超過材料強度就會引起結(jié)構(gòu)和構(gòu)件開裂。變形引起的裂縫形式大多數(shù)是斜裂縫和不規(guī)則裂縫,只有少量的豎向裂縫和水平裂縫。
非受力裂縫的特點是裂縫出現(xiàn)后,變形得到滿足或部分滿足,應力就得到釋放,某些結(jié)構(gòu)雖然材料強度不高,但如果有良好的韌性,也可適應變形的要求,可能不會開裂;相反,某些結(jié)構(gòu)雖然材料強度很髙,但剛度較大或約束較強,抗變形能力差,也比較容易開裂,這是區(qū)別于受力裂縫的主要特點。
另—個特點是變形裂縫的產(chǎn)生有—個時間過程,受力裂縫從荷載作用,內(nèi)力形成,直到裂縫出現(xiàn)與擴展是—次完成;而變形裂縫從環(huán)境變化,變形產(chǎn)生,到約束應力形成,裂縫出現(xiàn)與擴展等都不是同一時間瞬間完成的,而是通過傳遞過程完成,是一個多次產(chǎn)生和發(fā)展的過程,這是區(qū)別于受力裂縫的第二個特點,特別是溫度裂縫,它是不穩(wěn)定裂縫,有反復過程。
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