第六章温湿胀缩变形裂损.pptVIP

第六章 温湿胀缩变形裂损机理 温湿胀缩变形裂缝其实也属于变形失调裂缝,它在钢筋混凝上结构和砖混结构中出现几率最高的裂缝，因此有必要对其进行专门讨论。 第一节 温湿胀缩与自然环境 一、温度与湿度 温度和湿度的变化与不同地区的自然环境、季节、气候有密切的关系,热胀冷缩是任何物质的必然属性,对于工程结构来说，温度与湿度变化因素也是存在的和不可避免的,因此也会产生温度变形—温度应力,从而产生温度裂缝。 二、胀缩现象的危害性 热胀冷缩和湿胀干缩现象对于工程结构来说，其危害性 * 很大。导致工程结构裂损倒塌的重大事故，往往是从几条微不足道的温度裂缝开始。 第二节 干湿胀缩与当量温差 一、干湿胀缩现象的影响因素 影响工程结构或混凝土干缩、湿胀变化的因素很多，首先是时间、温度、风速等直接影响结构或混凝土湿度效果的因素(外因)：其次还有水泥品种、水泥细度、水泥用量、水灰比、用水量、砂石质量、砂石级配、浇捣质量、养护条件等众多复杂因素(内因)。 二、干缩当量温差 一般混凝土从浇筑终凝到全干燥这个时段发生的总干缩量，相当于混凝土在温度下降了15℃左右这个幅度范围内的冷缩量。为了计算上的方便，也就把这个15℃左右的温度作为估算混凝土干缩量的当量 温差，合并到温度应力和温度胀缩计算程序中去。 第三节 胀缩变形与结构裂缝 一、三个条件 混凝土及其结构构件在温度变化下要产生相应的热胀冷缩现象，并形成应力，出现裂缝是离不开以下三个条件: 1．温度变化条件 所谓胀、缩、变形，都是相对而言，如果温度永久保持在不变状态，就谈不上热胀冷缩，也谈不上温度应力和温度裂缝的问题。所以要研究分析温度应力和温度裂缝，必须有一个相对而言的基准温度T。T—砼终凝时的施工温度,在T的基础上,如气温升高了,混凝土的温度也升高了—产生热胀现象,温度降低了—产生冷缩现象。 没有温差，就不会有胀缩现象，也没有温度应力和温度裂缝问题。 2．结构约束条件 混凝土等结构构件在内的任何物体，在其不受任何约束的条件下，完全可以自由胀缩，并不会产生任何内应力，也不会出现裂缝。只有在其胀缩现象受到制约的条件下，才能产生应力和裂缝。约束程度越高，所产生的胀缩应力就越大，裂缝现象就可能越严重。γ—约束系数; γ=1.0—全约束;γ=0全放松,现浇钢砼结构γ=0.5以上。 3．线胀系数条件 线胀系数表征着各种材料在温度变化下热胀冷缩一个度量的指标,前面第三章已作介绍。 二、胀缩应变计算 计算公式为: 式中：ε——胀缩应变量： γ——约束程度系数； α——线胀系数： t——计算温度差。 当计算应变量ε之值大于混凝土的极限应变(抗拉极限) 时混凝土就会出现裂缝。 第四节 裂缝机理分类 一、冷缩裂缝 1．板面冷缩裂缝(如图6．1所示) 2．板角冷缩切角裂缝 由于板与梁之间存在收缩量差,这种收缩变形受到梁板接触界面上的制约(约束)而产生收缩剪应力,这个剪应力就是产生板面切角裂缝的原因。 3．大体积混凝上表面冷缩张拉裂缝 大体积混凝土在浇筑后3天～7天的时间内，体内释放了大量的水泥水化热，导致了混凝土升温、热胀，体积内部温度高，体积表面温度低，内外形成较大温差，如果就在这时候来一个寒潮，混凝土外表收缩更大，就会导致严重的表面裂缝问题。 4．框架梁轴向冷缩张拉裂缝 大量的框架梁，尤其是那些敞开通风，暴露于外的框架梁，一旦受到寒流袭击，梁端在框架节点的强劲约束下，会在梁身产生强大的冷缩应力。由于框架梁中性轴附近的腰筋配置量严重不足，抗冷缩变形能力低，就会在梁的中性轴附近产生两端细、中间粗、走向垂直的枣核型裂缝。 二、 热胀裂缝 混凝土结构在升温热胀的条件下，只产生膨胀效应和压应力，不会产生裂缝。长期限以来人们就是这样认为的。下列几种裂缝，归属于热胀裂缝，比较确切。 1．火灾中的煤仓外表裂缝 某煤仓在施工中因电焊引起模板着火，从而引起了火灾。灾后见到的是内壁面混凝土被烧焦，而外墙面有大量竖直胀裂裂缝存在。 2．烈日下的屋顶板板底裂缝 在烈日曝晒下的屋顶板，板面温度升高膨胀，在板断面内产生了偏心压应力，从而导致了板底面的偏心力矩，引起张拉裂缝。 3．烈日辐射下的地下室外墙板内立面上竖直裂缝 地下室外墙板内立面上的竖直裂缝出现在夏季，显然系因外侧遭晒烤膨胀引起的内壁张拉应力所致。 4．正常气温条件下的大体积混凝土表面的无方向性裂缝 大体积混凝土浇筑以后，尚在水泥水化热阶段，温度高、体积膨胀，如果是正常温度，则显然应理解为体内水化热升温膨胀引起的表面张拉裂缝。如果骤降气温,则是收缩裂缝,如果表