混凝土结构裂缝分析及处理.pdfVIP

建设工程专业技术人员培训学习 混凝土结构裂缝分析与控制 华中科技大学土木工程学院 李惠强 主要内容 一、混凝土结构裂缝控制等级及要求 二、施工期混凝土结构裂缝影响因素分析 三、案例—某工程地下室墙面裂缝分析 四、混凝土收缩开裂控制措施 一、混凝土结构裂缝控制等级及要求 目前，混凝土结构的裂缝问题，是工程建设中存 在的一个普遍的问题，多年来随着超长、超大混凝 土结构的发展，高强及各种外加剂、外掺料混凝土 的广泛应用，使得混凝土裂缝控制变得更为复杂。 现代混凝土科学的研究及大量的工程实践表明， 混凝土结构裂缝是难以避免的，只要裂缝宽度在规 定限值以内，裂缝也应该是工程上可以接受的材料 特性。 硬化混凝土结构裂缝的出现，从机理上看应是裂 缝所在区域混凝土所遭受的荷载直接作用或结构的 不均匀沉降、收缩、温度变化等间接作用产生的拉 应力超出了混凝土当时的抗拉强度所致。 直接或间接作用导致混凝土开裂的类型可归纳为： 1、不当荷载作用引起的结构裂缝； 2、混凝土失水干缩引起的裂缝； 3、混凝土温度降低收缩引起的裂缝； 4、大体积混凝土水化热内外温差引起的裂缝； 5、碱-骨料反应引起的裂缝； 6、硫酸盐等侵蚀性物质产生膨胀反应的裂缝； 7、结构基础不均匀沉陷引起的裂缝； 8、钢筋锈蚀膨胀引起的裂缝； 9、混凝土遭受早期冻胀引起的裂缝； 10、混凝土遭受火灾后引起的裂缝。 《混凝土结构设计规范》GB50010-2010 中将裂缝 控制分为三级，并应进行以下验算： （1）一级裂缝控制等级构件，在荷载标准组合下 ，受拉边缘应力应符合下列规定： σ －σ ≤ 0 （开裂应力＜施加的预压应力） ck pc （2 ）二级裂缝控制等级构件，在荷载标准组合下 ，受拉边缘应力应符合下列规定： σck －σ pc ≤ f tk （开裂应力＜混凝土抗拉强度） （3 ）三级裂缝控制等级构件，构件的最大裂缝宽 度可按荷载准永久组合并考虑长期作用影响的效应计 算。最大裂缝宽度应符合下列规定： wmax ≤ wlim （最大开裂宽度小于规定的限值） 式中： σ ck — 荷载标准组合下抗裂验算边缘的混凝土法 向应力； σ — 扣除全部预应力损失后在抗裂验算边缘混 pc 凝土的预压应力； f tk —混凝土轴心抗拉强度标准值； wmax —按荷载标准组合计算的最大裂缝宽度； w lim —最大裂缝宽度限值。 （室内干燥环境取0.3mm，其它环境均取0.2mm） 二、施工期混凝土结构裂缝影响因素分析 国内外有关的调查资料表明，混凝土施工期裂缝 占裂缝起因的80%，其中由于各种收缩引起的裂缝又 约占80 ％左右。 混凝土失水干缩、温降收缩、大体积混凝土因内外 温差引起的表层收缩等是施工期裂缝的主要因素。 混凝土收缩表现在混凝土硬化过程的不同时段及不 同部位，也呈现出不同量值大小，如若这种收缩不受 任何约束，则混凝土不会开裂。但各种约束往往是客 观存在的，因而开裂也是难以避免的。 混凝土收缩裂缝的表观形式往往是多种多样，主要 是收缩量的大小和所受到的约束部位和约束程度不同 而异。 施工期混凝土结构裂缝影响因素 ①混凝土配 合比的影响 ③结构设计 ②原材选 不当的影响 用的影响 施工期混 凝土结构 开裂影响 因素