超长混凝土结构裂缝成因与温度作用效应分析

混凝土结构裂缝成因比较复杂,而主要结构裂缝可分为两大类：一类是结构裂缝,主要是由外荷载引起的。一类是材料型裂缝,主要是由变形引起的,主要是由温度和收缩应力引起的。荷载作用是一种直接作用,而变性作用则是一种间接作用,与约束有着密切的关系。工程实践中的许多裂缝现象无法用荷栽原因解释,而温度及收缩作用则是混凝土开裂的主要因素。

科技信息

。建筑与工程 O

S I N E&T C N OG F R T O CE C E H OL YI O MA I N N

21 0 1年

第 1期 1

超长混凝土结构裂缝成因与温度作用效应分析张建华 (夏人防设计院宁夏银川 7 0 0 )宁 5 0 1【摘要】混凝土结构裂缝成因比较复杂，而主要结构裂缝可分为两大类：一类是结构裂缝，主要是由外荷载引起的。一类是材料型裂缝，主

要是由变形引起的，主要是由温度和收缩应力引起的。载作用是一种直接作用，变性作用则是一种间接作用，约束有着密切的关系。程荷而与工实践中的许多裂缝现象无法用荷栽原因解释，而温度及收缩作用则是混凝土开裂的主要因素。

【键词】长混凝土结构；关超温度应力；久一；缩变形；拉强度；化收缩耐 l收# -抗硬

O

引言

月至数月以内产生，要发生的部位在应力较集中部位以及温度变化主较大的部位，般为底层和顶层数层梁板以及外墙、檐、板等外露一挑栏

近年来，国城市建设不断加快，适应新的城市功能，长混凝我为超构件。除了上述裂缝以外 .有一些裂缝是由于设计和施工不当造成也土应用越来越广泛，式也越来越复杂。类结构，形这由于外部荷载引起的。 结构裂缝的可能性很小。如前所述，长混凝土的开裂主要是由温度超及收缩应力引起的，混凝土内部产生的温度应力超过混凝土的极限 2温度作用效应 当抗拉强度的时候，凝土就会被拉断，混裂缝自然就产生了。温度及收缩 自然环境在不停的变化 .因此 .筑物从施工到正式使用阶段时建应力引起的裂缝约占 8%,些裂缝对结构耐久性和安全性带来了很 0这刻都受到各种自然环境条件变化的影响。自然环境的变化所引起的温多危害。 度作用可分为：日照温差、然温差、节温差三大类。骤季 21骤然温差：骤然温差主要是指建筑物在冷空气侵袭作用下和日 . 1超长混凝土裂缝成因I1温度应力引起的裂缝 .

热胀冷缩是物体受温度作用的一种自然现象 .而温度作用对建然 22日照温差：的是在同一

天 .阳照射在混凝土结构不同部位所 . 指太筑物影响不容忽视。筑物的环境温度由空气温度和太阳热辐射在建建引起的温差。其中主要考虑的是顶层太阳辐射作用以及夏 E太阳暴 l筑物表面产生的日照温度组成。当结构或构件变形受约束时将产生应晒、然大雨等最不利情况。骤由于混凝土传热能力低，气温度变化向大力。根据钢筋混凝土温度应力产生的原因，凝土温度应力可分为以混构件内部传播地很慢 .日平均温度变化只引起结构表面的局部效应，下两种：

落后夜间形成的内高外低温差。短时的强冷空气显著影响结构温度， 不容忽视 .过加强保温、热措施解决其产生的不利影响。通隔

23季节温差：季节温差是混凝土结构闭合阶段的施工期温度与使 .它主要是由于钢筋混凝土结构本身的约束而产生的，在整个断且用阶段温度之差，称结构中面温差，要是由长期缓慢的气温变化也只面上，产生的拉应力与压应力保持平衡。例如，混凝土冷却时 .外在内所致，结构的变形影响较大。于超长混凝土结构，对对主要考虑季节温存在温差，凝土表面的温度收缩变形收到内部的约束 .在表面产混则差的影响。季节温差引起的温度变化随龄期成周期性变化，大量统据生拉应力，内部出现压应力；者，凝土收缩时受到内部钢筋的制在或混计数据表明，气温度变化基本符合余弦函数的变化规律。其表达式大约等等。1I .J外约束应力。 2

111自生应力。 . .

所以可不必考虑。

钢筋混凝土结构的全部或部分受到外界约束 .度收缩变形时不温最高气温；是年最低气温；是计算时的龄期；是结构开始受温度 t t。能自由变形而引起的外约束应力。例如楼板受到梁柱的约束、架梁框影响时的龄期，般取水化热释放完毕时龄期，超长混凝土结构可一对的变形受到柱子的约束、架变形受到地基基础的约束、板受到基框墙取 7 t是结构开始受到温度作用影响时到第一年最高温度出现的时 d;

础的约束、础板受到梁和地基的约束等等。基 间间隔。 可见，究温度对结构变形影响时，束则是一个不可忽视的基本概研约温度应力计算时需要考虑的是结构内部的温度而不是大气温度， 念。当温度发生变化时，于超长混凝土结构无论是外约束还是内约对因此，要通过传热学方法计算在周围气温条件下得到的结构内部温束由于温差产生的温度变形无法自由释放，结构均会产生温度应力， 度。精确计算构件的季节温差并非易事，般设计时综合考虑各种因一当此应力大于混凝土抗拉强度时，即产生裂缝。 素，用估算值。一般情况下 .计时并不确定混凝土的浇筑时间，采设所 1 .混凝土收缩应力导致的裂缝 2以，进行季节温差计算时一般偏保守考虑。凝土的浇筑时间选为在混混凝土的重要组成部分是水泥和水，收缩主要是由干燥失水和其夏季。综合其它各种因素，西安地区的季节温差一般取 4℃。在 0 碳化作用引起的。混凝土在结硬过程中发生不同程度的体积收缩，这是一个物理一学过程。混凝土收缩受混凝土强度等级、泥品种、化水水 3超长混凝土结构楼板裂缝产生的危害灰比、落度、护 (温、湿)外界环境、捣方式及时间等各种因坍养保保、振如今，长混凝土结构在工业与民用建筑、梁隧道、速公路、超桥高 素的影响。混凝土收缩种类繁多，主要有干燥收缩、自生收缩、性收塑水工大坝、洋机场等工程项目中，渐得到了广泛应用。然而，实海逐在缩、化收缩。凝土干燥收缩就是指混凝土在硬化过程中 .碳混由于温度际工程中，缝问题不可避免。裂缝的存在一方面影响了结构的美观裂应力作用，凝土内部的水分不断向外散失产生的体积收缩容易产生混和正常使用；一方面削弱了结构的刚度和整体性，致很多工程事另导裂缝造成混凝土强度和耐久性下降。泥浆的化学结合水与水泥一起水故发生。 在早期结硬过程中产生少量的收缩，做“化收缩”也叫自生收缩。叫硬， 众所周知，凝土的抗

压强度和极限压缩变形能力较强，而抗混然自生收缩与干燥收缩一样，由于水分的迁移造成的。塑性收缩的量是拉强度和极限拉伸能力相对较弱。抗拉强度仅是抗压强度的 18 1 0/—/ 2级很大，达 1可%左右，混凝土终凝前的塑性阶段，凝土会发生泌在混左右；8天龄期 C 0号混凝土的极限拉伸值不超过 1 x 0。因此超 2 2 . l 0水和水分快速蒸发的现象。并且水泥活性大，凝土在浇筑后 4 1h混—5长混凝土楼板产生裂缝 .主要是由于拉应力值超过了混凝土抗拉强内混凝土温度较高，泥水化反应激烈，易在表面出现龟裂。化收水容碳度，者是拉伸应变超过了极限拉伸值。超长混凝土结构楼板一旦产或缩主要是由大气中的二氧化碳和水泥的水化物发生化学反应产生的。 生裂缝 .会对建筑结构产生安全上以及使用上的影响。若外部环境将该反应需特定的温度和环境，主要发生在混凝土面层。实际工程中较 的有害成分侵入，缝部分会持续扩大并碳化，而 (转第 2 8页 )裂从下 2 常见的温度收缩裂缝，般发生在混凝土浇筑后一年内 .大多在半一但

为：( ) Ot= CS2 r( t t)3 5] O[nr— -^/ 6 to式中：取一年为 35; ( 6d=>2;=‰一 )2;是年/￡ ( /目 ) l一

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/taum.html