變形失調(diào)裂損機(jī)理課件

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變形失調(diào)裂損機(jī)理傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法與異常的結(jié)構(gòu)裂縫現(xiàn)象自19世紀(jì)英國(guó)皇家土木工程學(xué)會(huì)的第一部土木建筑設(shè)計(jì)規(guī)范問(wèn)世以來(lái)，人們?cè)诠こ淘O(shè)計(jì)中莫不以經(jīng)典的材料力學(xué)和結(jié)構(gòu)力學(xué)理論為基礎(chǔ)，嚴(yán)格遵守力學(xué)平衡的準(zhǔn)則進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。不論是早年的磚木結(jié)構(gòu)、后來(lái)的磚混結(jié)構(gòu)、近期的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)，還是時(shí)尚的塑纖結(jié)構(gòu)與薄膜結(jié)構(gòu)，都無(wú)例外。長(zhǎng)期的工程實(shí)踐已經(jīng)證明，只要嚴(yán)格遵守了力學(xué)平衡條件，就已足夠確保結(jié)構(gòu)安全。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)達(dá)，技術(shù)的進(jìn)步，結(jié)構(gòu)計(jì)算技術(shù)從手工作業(yè)到電子計(jì)算機(jī)的高速運(yùn)算，電算程序精且專，控制理論高且深，計(jì)算結(jié)果準(zhǔn)而全。加上建筑材料品質(zhì)的不斷改進(jìn)，施工技術(shù)水平的不斷提高，工程質(zhì)量水平也理應(yīng)與時(shí)俱進(jìn)，步步高升。可是實(shí)際情況竟與之相反，暴露的問(wèn)題越來(lái)越多。尤其是在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中，裂縫現(xiàn)象還異常嚴(yán)重。傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法與異常的結(jié)構(gòu)裂縫現(xiàn)象一.國(guó)外情況據(jù)報(bào)導(dǎo)，自從波特蘭水泥問(wèn)世、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)盛行以來(lái)，直至第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束的一個(gè)多世紀(jì)中，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的服務(wù)質(zhì)量一直是令人滿意的。除了地基因素引起的坍塌事故外，可以說(shuō)在全世界范圍內(nèi)并沒(méi)有報(bào)導(dǎo)過(guò)什么特大的結(jié)構(gòu)裂損事故。自第二次世界大戰(zhàn)摧毀了大半個(gè)世界，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在全世界范圍內(nèi)鋪天蓋地興起后，不僅水泥品種增多、質(zhì)量有了大幅度提高，設(shè)計(jì)技術(shù)和施工水平都在突飛猛進(jìn)，向前發(fā)展。可是結(jié)構(gòu)裂縫現(xiàn)象也在以驚人的速度向前發(fā)展。值得關(guān)注的是在美國(guó)，由于沒(méi)有受到戰(zhàn)爭(zhēng)摧毀，至今尚保存大量的戰(zhàn)前土木、水利、建筑工程。人們竟發(fā)現(xiàn)，當(dāng)這些“老年工程”尚在安全服役時(shí)，卻有大量新建工程裂損嚴(yán)重。國(guó)家大量建設(shè)資金都被迫為維修加固工作所占用。新建項(xiàng)目投資一般只占國(guó)家工程費(fèi)用總支出的1/3左右，而維修加固費(fèi)用幾乎要耗費(fèi)國(guó)家工程費(fèi)用總支出的2/3，說(shuō)明了問(wèn)題的嚴(yán)重性。歐洲的英、法、德等國(guó)的情況也大致如此。傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法與異常的結(jié)構(gòu)裂縫現(xiàn)象二.國(guó)內(nèi)情況國(guó)內(nèi)情況也并不例外，上了年紀(jì)的人都有一個(gè)深刻的印象：新中國(guó)成立初期，如果在新建工程上發(fā)現(xiàn)了幾條裸眼能夠辨認(rèn)的裂縫，必然引起震驚，要被嚴(yán)肅查處。隨著時(shí)代的推進(jìn)，經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，技術(shù)的進(jìn)步，結(jié)構(gòu)裂縫現(xiàn)象倒已成了常有的事。號(hào)稱一類建筑、重要工程的大會(huì)堂、大教學(xué)樓也不例外。某一棟教學(xué)樓竟出現(xiàn)800條以上裂縫，某一個(gè)小學(xué)校的校區(qū)工程建筑物竟有裂縫9000條以上，不能不說(shuō)已到了相當(dāng)嚴(yán)重的程度。問(wèn)題是隨著規(guī)范的修訂，設(shè)計(jì)安全水準(zhǔn)的提高，結(jié)構(gòu)裂縫現(xiàn)象并未得到遏制，反而有逆向嚴(yán)重發(fā)展的趨勢(shì)，不能不令人深思。本構(gòu)關(guān)系的合理化與結(jié)構(gòu)裂縫現(xiàn)象的嚴(yán)重性

促使組成結(jié)構(gòu)體系的建筑材料、結(jié)構(gòu)構(gòu)件的內(nèi)在本構(gòu)關(guān)系合理化，應(yīng)該是提高結(jié)構(gòu)質(zhì)量水平的基本保證。隨著高強(qiáng)度、高質(zhì)量鋼材的生產(chǎn)與供應(yīng)，高強(qiáng)度高性能混凝土的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用，可以說(shuō)，在結(jié)構(gòu)體系本構(gòu)關(guān)系合理化方面已經(jīng)有了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。高強(qiáng)高質(zhì)鋼筋和高強(qiáng)高性能混凝土的微觀構(gòu)造和細(xì)部結(jié)構(gòu)組配合理，材質(zhì)均勻，比如鋼材的晶體結(jié)構(gòu)，混凝土的顆粒級(jí)配，鋼筋與混凝土之間的粗細(xì)、稀密搭配，都是結(jié)構(gòu)體系本構(gòu)關(guān)系合理化的前提條件。再加上構(gòu)件之間的合理搭配，節(jié)點(diǎn)上的合理構(gòu)造，就構(gòu)成了完整的合理的本構(gòu)關(guān)系。在這些方面，近年來(lái)人們已作了很大的努力，對(duì)減少結(jié)構(gòu)構(gòu)件裂縫的產(chǎn)生，本應(yīng)該起到成效?？墒鞘屡c愿違，結(jié)構(gòu)裂縫現(xiàn)象卻越來(lái)越嚴(yán)重，越普遍。甚至有人對(duì)高強(qiáng)鋼筋、高性能混凝土的推廣應(yīng)用產(chǎn)生了疑慮，究竟原因何在？值得深入研究。醫(yī)學(xué)上的富貴病與工程上的多裂縫癥

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們生活水平的提高，醫(yī)學(xué)上由于營(yíng)養(yǎng)不良引起的瘦弱病已逐漸被營(yíng)養(yǎng)過(guò)剩所引起的富貴病所代替。工程上出現(xiàn)的多裂癥也與此有些類似。一.醫(yī)學(xué)上的富貴病高血糖、高血脂、高血壓、心臟病、糖尿病、肥胖癥都屬于營(yíng)養(yǎng)過(guò)剩所引起的富貴病。相對(duì)說(shuō)來(lái)，富貴病比瘦弱癥更危險(xiǎn)、更可怕，治愈難度更大。已引起了社會(huì)的普遍關(guān)注，成為人類生存的一大威脅，不可掉以輕心。醫(yī)學(xué)上的富貴病與工程上的多裂縫癥

二.工程上的多裂癥在物資短缺、經(jīng)濟(jì)困難、一切實(shí)行低標(biāo)準(zhǔn)的日子里，建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)偏低、設(shè)計(jì)安全水準(zhǔn)偏低、結(jié)構(gòu)構(gòu)件的斷面偏細(xì)、剛度偏小、相互約束的程度偏低，因而結(jié)構(gòu)體系內(nèi)部不會(huì)產(chǎn)生那么多次應(yīng)力，結(jié)構(gòu)構(gòu)件之間變形容易協(xié)調(diào)，結(jié)構(gòu)裂縫也就自然少了。隨著人們生活水平的提高，安全意識(shí)的提高，工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)也在迅速提高。肥梁、胖柱、厚墻厚板現(xiàn)象越來(lái)越多，結(jié)構(gòu)體系剛度被盲目增大，從而使體系內(nèi)部構(gòu)件之間大量的變形失調(diào)現(xiàn)象出現(xiàn)，進(jìn)而引發(fā)了大量的結(jié)構(gòu)裂縫，這就是工程上的多裂癥。其危害性很大，應(yīng)予關(guān)注。醫(yī)學(xué)上的富貴病與工程上的多裂縫癥

從結(jié)構(gòu)裂縫機(jī)理來(lái)考查結(jié)構(gòu)裂縫原因，基本上可以綜合劃分為以下兩大類：一.非變形失調(diào)原因引起的結(jié)構(gòu)裂縫(1)荷載超限裂縫。已如前面第4章所述，真正由于荷載超限引起的結(jié)構(gòu)裂縫現(xiàn)象并不多見(jiàn)。(2)早期自生裂縫。混凝土的早期自生裂縫實(shí)際上屬于無(wú)害裂縫，將在下面第8章中作進(jìn)一步介紹。(3)其他反應(yīng)裂損。其他反應(yīng)裂損原因都較特殊，情況比較復(fù)雜，但問(wèn)題也較明顯，將在第9章中討論。(4)偶然原因裂損?；炷猎谑┕ぁB(yǎng)護(hù)過(guò)程或在裝修、使用階段由于某種偶然原因遭遇機(jī)械碰撞造成的損傷，情況比較明朗，多屬于外傷，一般威脅不會(huì)大。醫(yī)學(xué)上的富貴病與工程上的多裂縫癥

二.變形失調(diào)原因引起的結(jié)構(gòu)裂縫1.地基變形失調(diào)引起的結(jié)構(gòu)裂縫由于地基變形失調(diào)引起的結(jié)構(gòu)裂縫現(xiàn)象比較普遍而且嚴(yán)重，其原因也比較明顯，已經(jīng)在第5章單獨(dú)進(jìn)行了論述。2.構(gòu)件內(nèi)部或構(gòu)件之間溫濕脹縮變形失調(diào)引起的結(jié)構(gòu)裂縫由于溫濕脹縮原因而引起的結(jié)構(gòu)裂縫現(xiàn)象是一種最常見(jiàn)的現(xiàn)象，同時(shí)也是一種最難防治，最不容易控制的裂縫現(xiàn)象，已在前面第6章中作了探討。但是溫濕脹縮只是導(dǎo)火線，構(gòu)件之間變形失調(diào)才是根本原因，因此還必須作較全面的研究。醫(yī)學(xué)上的富貴病與工程上的多裂縫癥

3.體系內(nèi)部整體變形失調(diào)引起的結(jié)構(gòu)裂縫隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，技術(shù)的進(jìn)步，房屋越建越高，工程規(guī)模越來(lái)越大，結(jié)構(gòu)體系越來(lái)越復(fù)雜。除了經(jīng)典的框架體系，剪力墻體系之外，又有了衍生的框剪體系、框筒體系、筒筒體系、群筒體系。結(jié)構(gòu)構(gòu)造復(fù)雜了，就難免剛度失衡，變形失調(diào)，引起裂縫。隨著生活水平的提高，安全意識(shí)的增強(qiáng)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全水準(zhǔn)一再提高，梁、柱等主體構(gòu)架的剛度偏大，而墻、板等構(gòu)件的剛度應(yīng)如何合理確定，卻往往被忽視，因而引起了較普遍而且嚴(yán)重的變形失調(diào)結(jié)構(gòu)裂縫?？傊?dāng)前的結(jié)構(gòu)裂縫現(xiàn)象之所以越來(lái)越普遍，越來(lái)越嚴(yán)重，實(shí)際上是一種富貴病。它的危害性與瘦弱病相比較，只有過(guò)之，而無(wú)不及，這就是要對(duì)變形失調(diào)裂損機(jī)理單獨(dú)進(jìn)行討論的原因。結(jié)構(gòu)變形協(xié)調(diào)原理

所謂結(jié)構(gòu)變形，是指結(jié)構(gòu)的形狀尺寸在受力后有所改變。改變結(jié)構(gòu)形狀尺寸的外因是力(含溫濕脹縮應(yīng)力)，內(nèi)因是結(jié)構(gòu)材料本身的彈性模量、構(gòu)件剛度等物理特性。常見(jiàn)的結(jié)構(gòu)變形現(xiàn)象有壓縮、拉伸、彎曲、熱脹冷縮、濕脹干縮等力學(xué)作用和物理現(xiàn)象。單個(gè)構(gòu)件的伸縮變形對(duì)于其本身來(lái)說(shuō)，應(yīng)該有其充分自由。可是對(duì)于結(jié)構(gòu)體系來(lái)說(shuō)，每個(gè)構(gòu)件的變形必然要受到其他相鄰構(gòu)件嚴(yán)格的制約，變形要相互協(xié)調(diào)。比如一個(gè)三角形屋架，它是由上下弦與多數(shù)腹桿組成的多個(gè)小三角形的幾何圖形組合而成的整體結(jié)構(gòu)，每一構(gòu)件有自己的崗位、自己的規(guī)格，承受一定的內(nèi)力，各自會(huì)產(chǎn)生一定的變形，形成共同的整體變形，這就是屋架的撓度。屋架撓度只有在一定限度的范圍內(nèi)才能維持正常工作。一旦超過(guò)這個(gè)限度，屋架的幾何圖形就不能繼續(xù)維持，構(gòu)件內(nèi)力的正常比例關(guān)系就會(huì)改變，屋架節(jié)點(diǎn)就會(huì)產(chǎn)生次應(yīng)力。最終結(jié)果是屋架遭到徹底損壞。這就是結(jié)構(gòu)變形失調(diào)問(wèn)題。結(jié)構(gòu)變形協(xié)調(diào)原理

鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的變形失調(diào)現(xiàn)象比鋼結(jié)構(gòu)中的變形失調(diào)現(xiàn)象更多。為了盡量減少變形失調(diào)現(xiàn)象，首先是斷面設(shè)計(jì)必須滿足變形協(xié)調(diào)要求。受彎斷面彎曲變形以后仍須滿足平斷面假定。根據(jù)平衡設(shè)計(jì)原則，受壓側(cè)混凝土的最大壓屈變形量不能大于0.0033，然后據(jù)此配置受彎鋼筋的數(shù)量。配筋超量，或配筋不足，均有可能導(dǎo)致斷面變形不協(xié)調(diào)現(xiàn)象，引起裂縫，或過(guò)早破壞。梁板構(gòu)件之間，在受力條件下或在溫濕度變化的脹縮變形條件下，其變形都必須取得協(xié)調(diào)，否則就將產(chǎn)生梁、板之間的次應(yīng)力或溫度應(yīng)力，導(dǎo)致梁、板開(kāi)裂。梁柱之間的變形協(xié)調(diào)問(wèn)題就更加重要。但是要真正做到梁柱之間的變形完全協(xié)調(diào)是極不容易的。為了保證結(jié)構(gòu)的整體安全不受威脅，也就是為了保全主帥，守住抗震設(shè)計(jì)三準(zhǔn)則中“大震條件下裂而不倒”這一道最后防線，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中才有強(qiáng)柱弱梁理論的出現(xiàn)，寧可讓裂縫或塑性鉸首先出現(xiàn)在梁上而不要向柱上發(fā)展。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中最重要的一個(gè)環(huán)節(jié)是基礎(chǔ)設(shè)計(jì)，地基與基礎(chǔ)之間必須共同工作，而且必須變形協(xié)調(diào)。可是樁基礎(chǔ)就沒(méi)有這個(gè)優(yōu)勢(shì)，尤其是剛性的樁與柔性的地基土之間的變形是很難協(xié)調(diào)的，這是它的最大弱點(diǎn)，這個(gè)問(wèn)題尤其值得深入探討。現(xiàn)行規(guī)范對(duì)設(shè)計(jì)安全水準(zhǔn)的設(shè)置和結(jié)構(gòu)變形的限制

規(guī)范要求設(shè)計(jì)必須滿足承載力極限狀態(tài)要求和正常使用極限狀態(tài)要求的兩個(gè)基本條件。要滿足承載力條件，就必須有標(biāo)準(zhǔn)荷載和各項(xiàng)承載力超載系數(shù)的設(shè)置，要滿足變形協(xié)調(diào)條件，就必須對(duì)各種結(jié)構(gòu)變形進(jìn)行控制?，F(xiàn)將我國(guó)有關(guān)規(guī)范對(duì)結(jié)構(gòu)變形的控制水準(zhǔn)采列于下，并加以討論(見(jiàn)表7-1、表7-2、表7-3、表7-4、表7-5)。結(jié)構(gòu)變形協(xié)調(diào)原理

一.對(duì)受彎構(gòu)件允許撓度的控制結(jié)構(gòu)變形協(xié)調(diào)原理

二.對(duì)鋼筋混凝土構(gòu)件裂縫寬度的限制結(jié)構(gòu)變形協(xié)調(diào)原理

三.對(duì)高層建筑層間位移和頂點(diǎn)位移的控制結(jié)構(gòu)變形協(xié)調(diào)原理

結(jié)構(gòu)變形協(xié)調(diào)原理

四.對(duì)建筑物地基變形的控制結(jié)構(gòu)變形協(xié)調(diào)原理

五.結(jié)構(gòu)裂縫控制水準(zhǔn)偏低工程實(shí)踐證明，只對(duì)裂縫的寬度進(jìn)行控制，對(duì)裂縫的產(chǎn)狀、走向、長(zhǎng)度、深度不加控制，顯然是不夠的。何況受氣溫和濕度因素影響嚴(yán)重，在實(shí)際的檢測(cè)與鑒定工作中，對(duì)裂縫寬度也很難準(zhǔn)確認(rèn)定。而且很多嚴(yán)重的危險(xiǎn)裂縫，其寬度卻往往在規(guī)范控制的0.2mm～0.3mm以下。由于規(guī)范控制的水準(zhǔn)偏低，裂縫事故多發(fā)也就不足為奇了。結(jié)構(gòu)變形協(xié)調(diào)原理

六.梁的撓度控制水準(zhǔn)偏低現(xiàn)行規(guī)范對(duì)一般梁的撓度控制在L/200以內(nèi)。甚至對(duì)小梁(次梁)的撓度根本不加控制。在實(shí)際的設(shè)計(jì)工作中，有人竟把小梁的高跨比做到了1/20以下。過(guò)大的小梁撓度顯然將引起小梁的縱向延伸變形。而板的短向(垂直于梁的方向)跨度小，剛度大，是受力方向，長(zhǎng)向(順梁方向)則為非受力方向，因此板的長(zhǎng)向不會(huì)產(chǎn)生延伸變形。且板面積大而厚度薄，容易在降溫和干燥條件下產(chǎn)生較大的收縮效應(yīng)，與梁的延伸變形方向相反，會(huì)形成顯著的梁與板變形不協(xié)調(diào)，導(dǎo)致板面嚴(yán)重裂縫。結(jié)構(gòu)變形協(xié)調(diào)原理

七.高層或多層建筑的層間位移或頂點(diǎn)位移控制水準(zhǔn)偏低現(xiàn)按表7-3Δu/h限值，框架填充墻的允許層間位移取h/500來(lái)考察規(guī)范對(duì)變形控制水準(zhǔn)的高低。設(shè)建筑物層高為3000mm，則允許層間位移值Δu＝3000/500=6mm。再假定建筑物全長(zhǎng)為30m，計(jì)算溫差或季節(jié)性溫差為40℃，框架柱頂對(duì)框架梁的約束程度系數(shù)取0.5，則在溫差作用條件下，框架梁的脹縮變形量：計(jì)算表明，30m長(zhǎng)的正?？蚣芙Y(jié)構(gòu)建筑物，在40℃的正常溫差條件下，其脹縮變形量也只達(dá)到層間變形限值的50％，說(shuō)明其層間變形控制的水準(zhǔn)很低。在此溫差作用下，框架梁上顯然會(huì)出現(xiàn)棗核型裂縫。這足以說(shuō)明現(xiàn)行規(guī)范對(duì)層間位移或頂點(diǎn)位移的控制不足以防止裂縫的出現(xiàn)。結(jié)構(gòu)變形協(xié)調(diào)原理

八.地基變形控制的水準(zhǔn)偏低工程實(shí)踐證明，對(duì)于基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)剛度較小、整體性較差的低層框架來(lái)說(shuō)，允許出現(xiàn)0.002～0.003的沉降差。以常見(jiàn)的全長(zhǎng)30.0m左右的建筑物來(lái)說(shuō)，若絕對(duì)沉降差量達(dá)60.0mm～90.0mm，就很難避免墻上裂縫的出現(xiàn)。對(duì)于基礎(chǔ)與上部結(jié)構(gòu)整體性較好，剛度較高的高層建筑來(lái)說(shuō)，出現(xiàn)2‰～3‰的傾斜，已足以引起人們視覺(jué)和觀感上的異常，會(huì)帶來(lái)心理上的壓力。因此認(rèn)為從加強(qiáng)工程的安全性與耐久性角度出發(fā)，提高變形控制的水準(zhǔn)很有必要。結(jié)構(gòu)變形協(xié)調(diào)原理

九.從三代規(guī)范的對(duì)比分析中可以認(rèn)定現(xiàn)行規(guī)范的變形控制水準(zhǔn)偏低只要對(duì)“74規(guī)范”、“89規(guī)范”與“02規(guī)范”三代規(guī)范有關(guān)結(jié)構(gòu)變形控制的章節(jié)內(nèi)容與表格數(shù)據(jù)進(jìn)行一番對(duì)比分析，就不難發(fā)現(xiàn)：在變形控制方面，三代規(guī)范實(shí)際上是一個(gè)面孔，基本上沒(méi)有什么改變；在承載力安全水準(zhǔn)的方面，顯然是在步步提高的。經(jīng)過(guò)對(duì)比分析，“02規(guī)范”的實(shí)際結(jié)構(gòu)可靠度指標(biāo)值比“89規(guī)范”提高了約7.8％～14％。居住辦公建筑的樓面活荷載提高了33％(從1.5kN/m2提高到2.0kN/m2)，荷載分項(xiàng)系數(shù)、材料分項(xiàng)系數(shù)、抗風(fēng)險(xiǎn)能力、抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)都有相應(yīng)的提高，綜合安全水準(zhǔn)提高幅度在20％以上。而在變形控制方面卻沒(méi)有作相應(yīng)的提高，因而大大加劇了變形失調(diào)現(xiàn)象，這就是近年來(lái)結(jié)構(gòu)裂縫現(xiàn)象嚴(yán)重與普遍的主要原因。地基沉降、溫濕脹縮、荷載應(yīng)力等綜合原因

引起的結(jié)構(gòu)變形失調(diào)裂縫

下面列舉的12種結(jié)構(gòu)裂縫情況是工程中常見(jiàn)的比較典型的裂縫案例。其致裂原因往往不是單一的，而是由于地基沉降、溫濕脹縮、荷載應(yīng)力等多種原因綜合形成。但其共同的特點(diǎn)則是結(jié)構(gòu)變形失調(diào)。現(xiàn)試作概要的綜合分析如下。(1)地基與基礎(chǔ)的變形失調(diào)裂縫。如圖7.1所示。遇到軟硬不均勻的地基時(shí)，如果基礎(chǔ)設(shè)計(jì)采用柔性筏板或殼板、或拱板、或折板，則通過(guò)底板的約束作用與擴(kuò)散作用，可以對(duì)地基的變形起著有效的協(xié)調(diào)作用，以調(diào)整基底壓力和沉降量，既不會(huì)出現(xiàn)建筑物傾斜，也不致引起結(jié)構(gòu)裂縫，如圖7.1(a)所示。如果基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)的整體性很好，剛度極大，則不均勻沉降現(xiàn)象將導(dǎo)致建筑物整體傾斜，如圖7.1(b)所示。如果采用的是剛性和整體性較差的帶形基礎(chǔ)或獨(dú)立基礎(chǔ)，則導(dǎo)致的將是不均勻的局部下沉和墻面裂縫，如圖7.1(c)所示。地基沉降、溫濕脹縮、荷載應(yīng)力等綜合原因

引起的結(jié)構(gòu)變形失調(diào)裂縫

地基沉降、溫濕脹縮、荷載應(yīng)力等綜合原因

引起的結(jié)構(gòu)變形失調(diào)裂縫

(2)外廊梁板變形失調(diào)裂縫。如圖7.2所示。外廊板面裂縫在裂縫調(diào)查中隨處可見(jiàn)，是由外廊板所處的特殊環(huán)境條件所致。因?yàn)榘迕姹《冶┞队谑彝猓瑢?duì)溫濕度的變化比梁要敏感得多，冷縮與干縮量大，而邊梁的剛度不足，荷載引起的撓度大，與板的變形相反，梁與板的變形互不協(xié)調(diào)導(dǎo)致了規(guī)律而且密集的橫向板面裂縫。地基沉降、溫濕脹縮、荷載應(yīng)力等綜合原因

引起的結(jié)構(gòu)變形失調(diào)裂縫

(3)內(nèi)廊板面變形失調(diào)裂縫。如圖7.3所示。內(nèi)廊板面出現(xiàn)大量橫向規(guī)律性很強(qiáng)的裂縫，顯然與承載力無(wú)關(guān)，而與變形失調(diào)有關(guān)。變形失調(diào)的原因是縱梁剛度大、體量大、溫濕變形影響小，而薄板的溫濕脹縮變形影響大，開(kāi)裂機(jī)理與外廊板面裂縫相似。致裂的直接原因也是干縮與冷縮。在夏天的廊道里采用機(jī)械通風(fēng)、空調(diào)降溫，或在冬天，室內(nèi)采用空調(diào)保溫，而廊內(nèi)保持自然通風(fēng)時(shí)，裂縫最容易猝發(fā)。地基沉降、溫濕脹縮、荷載應(yīng)力等綜合原因

引起的結(jié)構(gòu)變形失調(diào)裂縫

(4)屋面板板面或板底變形失調(diào)裂縫。如圖7.4所示。屋面板的板面和板底都會(huì)出現(xiàn)縱橫兩個(gè)方向的裂縫，裂縫原因雖然與荷載應(yīng)力有一定的關(guān)系，但荷載應(yīng)力絕不是決定因素。決定因素是板的溫濕脹縮變形不協(xié)調(diào)。在南方的夏季，屋頂板板面在陽(yáng)光直接輻射下，溫度可達(dá)70℃，而板底溫度一般在30℃以下，當(dāng)室內(nèi)使用空調(diào)時(shí)，溫度就更低。所以屋頂板的板底裂縫，最容易在屋面保溫隔熱工程沒(méi)有及時(shí)完成的南方工地上出現(xiàn)。相反，在北方，嚴(yán)冬的室外溫度在零下若干度，而室內(nèi)溫度則在零上20℃左右。如果北方工程在入冬之前不及時(shí)做好屋面保溫隔熱工程，則必然導(dǎo)致屋頂板的板面裂縫。因?yàn)槲蓓敯宓乃亩酥ёs束條件相同，板面和板底的溫差幅度基本均勻。因此縱橫兩個(gè)方向的裂縫機(jī)會(huì)是均等的，所以縱橫兩個(gè)方向均會(huì)出現(xiàn)裂縫。應(yīng)該指出的是在實(shí)際工程中，不論是屋頂板的板面裂縫還是板底裂縫，其出現(xiàn)機(jī)理與按荷載應(yīng)力與溫度應(yīng)力疊加的結(jié)果并不很吻合，說(shuō)明溫度應(yīng)力與荷載應(yīng)力并不是簡(jiǎn)單的裂縫原因。事實(shí)上，框架的整體剛度明顯偏大，而板的厚度(剛度)明顯偏小，板與框架的變形明顯失調(diào)，這才是近年來(lái)屋面板裂縫，滲漏現(xiàn)象明顯增多的原因。地基沉降、溫濕脹縮、荷載應(yīng)力等綜合原因

引起的結(jié)構(gòu)變形失調(diào)裂縫

地基沉降、溫濕脹縮、荷載應(yīng)力等綜合原因

引起的結(jié)構(gòu)變形失調(diào)裂縫

(5)樓面板板底荷載應(yīng)力與冷縮應(yīng)力疊加裂縫。如圖7.5所示。樓面板處于室內(nèi)環(huán)境，溫濕度較穩(wěn)定，板面荷載一般不會(huì)超限，實(shí)際上由于荷載應(yīng)力與溫度冷縮應(yīng)力疊加而產(chǎn)生的板底裂縫不會(huì)多。只因這類裂縫處在人們的眼皮底下，抬頭即見(jiàn)，而且要影響使用，還要產(chǎn)生心理上的不安全感，因此備受人們關(guān)注。實(shí)際上，這類板底裂縫只是因?yàn)橛蓽囟壤淇s應(yīng)力與荷載應(yīng)力疊加引起，裂縫出現(xiàn)以后，應(yīng)力松弛，裂縫不會(huì)有大發(fā)展，倒并不屬于危險(xiǎn)性的變形失調(diào)裂縫。地基沉降、溫濕脹縮、荷載應(yīng)力等綜合原因

引起的結(jié)構(gòu)變形失調(diào)裂縫

(6)樓板板面縱向裂縫和順支座橫向裂縫。如圖7.6所示。樓板面的縱向規(guī)律裂縫完全是因冷縮和干縮引起，多出現(xiàn)在工程竣工驗(yàn)收進(jìn)住階段遇到寒流襲擊的情況下，最讓施工單位尷尬，但裂縫深度不會(huì)大，不致引起滲漏。順板支座出現(xiàn)的板面裂縫則與荷載應(yīng)力和支座負(fù)筋配置的長(zhǎng)度與數(shù)量有關(guān)。冷縮應(yīng)力只是導(dǎo)火線。問(wèn)題是板面裂縫過(guò)多，會(huì)削弱板的平面內(nèi)剛度，惡性循環(huán)，引發(fā)更多的裂縫，導(dǎo)致變形失調(diào)，結(jié)構(gòu)平面內(nèi)失穩(wěn)。地基沉降、溫濕脹縮、荷載應(yīng)力等綜合原因

引起的結(jié)構(gòu)變形失調(diào)裂縫

(7)板面切角裂縫和板中通長(zhǎng)貫穿裂縫。如圖7.7所示。由于板和框架梁的體量與剛度相差懸殊，外框架直接受太陽(yáng)曝曬升溫?zé)崦洉r(shí)，板則因低溫干縮作用，使梁板之間出現(xiàn)變形不協(xié)調(diào)現(xiàn)象，在梁與板之間的接觸界面上產(chǎn)生了一組阻止脹縮的剪應(yīng)力，這組剪應(yīng)力從梁、板的中部對(duì)稱點(diǎn)(不動(dòng)點(diǎn))逐漸向兩端積累，到端部發(fā)展到最大，將板角剪切撕裂，形成一條條切角裂縫。板內(nèi)存在的冷縮與干縮張拉力，則將隨之在板的中間一帶形成通長(zhǎng)、貫穿的軸向張拉裂縫。地基沉降、溫濕脹縮、荷載應(yīng)力等綜合原因

引起的結(jié)構(gòu)變形失調(diào)裂縫

(9)大廳板面跨次梁斜向或?qū)墙徊媪芽p。如圖7.9所示。發(fā)生在教室或大會(huì)議室板面上的斜向裂縫，跨次梁伸展，長(zhǎng)度達(dá)數(shù)公尺，嚴(yán)重時(shí)大廳板面四個(gè)角上都會(huì)產(chǎn)生呈×形交叉型裂縫，與雙向板面的裂縫模式相同。這是由于次梁剛度不夠，撓度太大，使板內(nèi)應(yīng)力過(guò)大，形成板面整體裂損。地基沉降、溫濕脹縮、荷載應(yīng)力等綜合原因

引起的結(jié)構(gòu)變形失調(diào)裂縫

(10)強(qiáng)梁弱柱框架、柱身出現(xiàn)的水平裂縫。梁的剛度偏大時(shí)，梁的熱脹冷縮作用力加大，將導(dǎo)致抗彎能力偏弱的柱身出現(xiàn)水平裂縫。(11)強(qiáng)柱弱梁框架、梁支座附近出現(xiàn)的主拉或剪拉裂縫。一般框架均為強(qiáng)柱弱梁框架，在荷載超限時(shí)，塑性鉸