房屋裂缝的特性、类型及成因

房屋裂缝的特性、类型及成因

        1.房屋裂缝的特性。房屋裂缝,主要表现在混凝土结构和砌体结构上,大多发生在施工或使用过程。房屋在正常使用中,由于旧城城改造过程中的各种原因,使房屋产生裂缝,房屋裂缝有以下特性:

        1.1裂缝易发性:工程实践说明,结构物的裂缝是不可避免的,房屋工程也是一样。因为微裂的存在,是材料本身固有的一种物理性质。在工程实践中,由于外力的作用,使房屋变形变化,引起的裂缝约占80%以上,由荷载引起的裂缝约占20%左右。裂缝有微观裂缝和宏观裂缝之分。微观裂缝是肉眼看不见的,肉眼可见裂缝范围一般以0.05mm为界(实际最佳视力可见0.02mm的裂缝)。小于0.05mm的裂缝,称为“微观裂缝”;大于或等于0.05mm的裂缝,称为“宏观裂缝”,宏观裂缝是微观裂缝扩展的结果。

        1.2裂缝安全性:现实生活中,人们一看到房屋裂缝,就认为房屋不安全,就会垮。工程质量投诉人,持这种观点的屡见不鲜。其实不然,并不是所有的裂缝都是房屋危险的征兆,只有那些影响结构承载能力、稳定性、刚度以及节点构造可靠性的裂缝,可能危及建筑物的安全使用。而大量常见的裂缝,如温度、收缩、约束裂缝等,并不危及建筑结构安全。试验表明:普通混凝土构件内力不到极限荷载的30%(混凝土应力达到抗拉强度,钢筋应力达50~60Mpa左右),便出现裂缝,裂缝宽度在0.05~0.1mm左右,这种裂缝对结构的安全度没有影响,还可承受70%~80%的极限荷载。

        1.3裂缝特状性:裂缝的形状有表面的、贯穿的、纵向的、横向的、上宽下窄的、“枣”核形的、对角线式的、垂直的、斜向的、外宽内窄的、纵深的(深度达1/2厚度)等。裂缝形状与结构受力状态有直接关系,一般裂缝的方向同主拉应力方向垂直,但在砌块结构中和结构物的变截面处,剪应力可能同裂缝平行(纯剪裂缝)。同一条裂缝的宽度是不均匀的。裂缝宽度是指较宽区段的平均宽度。较宽区段,是指该裂缝长度10%~15%的较宽范围,此段的平均裂缝宽度为该裂缝的最大宽度,以δmax表示。在裂缝长度的10%~15%较窄区段内,确定的平均宽度为该裂缝的最小裂缝宽度,以δmin表示。在最大与最小之间取平均裂缝宽度,以δ表示(为最大与最小的平均值)。对裂缝状态的客观描述,起码应能给出有关裂缝间距及裂缝宽度的最大、最小及平均值,即使是一条裂缝,其宽度也应有最大、最小及平均值,这会更加接近实际工程状况。

        1.4裂缝运动性:裂缝运动性有两种意思:一是裂缝宽度的扩展与缩小;二是裂缝长度的延伸及裂缝数量的增加。裂缝的稳定运动是正常的。裂缝的不稳定运动,是不正常的,要防止。结构物建成后的最初二、三年内,裂缝的运动较为显着,随着时间的推移,裂缝的波动幅度逐渐衰减,最后趋于稳定状态,只在微小的变动幅度内运动。结构上任何裂缝及变形缝,在周期性温差或周期性反复荷载作用下,产生周期性的扩展或闭合,这就是裂缝的运动。例如,许多防水工程冬季渗漏,夏季停止,就是这种道理。有些裂缝产生不稳定性的扩展,应考虑加固措施。

        1.5裂缝渗漏性:裂缝引起的各种不利后果中,渗漏水占60%。水分子的直径约0.3×10-6mm,可穿过任何肉眼可见的裂缝(以0.05mm为界)。但实际情况不是这样的,如上述试验资料。裂缝在0.1~0.2mm,虽然不能完全胶合,但可逐渐自愈。

        1.6裂缝危害性:房屋裂缝的危害,不言而喻,众所周知。荷载裂缝、膨胀裂缝及不均匀沉降裂缝,达到严重程度时,会导致地基基础、主体结构的破坏,从而造成房屋垮塌和人员伤亡。有防水要求的屋面、楼面、外墙面,发生裂缝,会产生渗漏。渗漏发生,影响正常使用,导致腐烂,造成不必要损失。

        2.房屋裂缝的类型及成因。房屋裂缝,可以说是因“力”而生。这有几种情况:一是由外荷载(如静、动荷载)作用,直接应力(即常规计算的主要应力)引起的裂缝。二是由外荷载作用,结构次应力引起的裂缝。许多结构物的实际工作状态同常规计算模型有出入,例如屋架按铰接节点计算,实际混凝土屋架节点却有显着的弯矩和切力,这里所称的弯矩和切力即为次应力,它们时常引起节点裂缝。三是变形变化作用,发生应力引起的裂缝。因温度、收缩、膨胀及不均匀沉陷等因素,引起变形变化。当变形得不到满足才引起应力,应力超过一定数值才引起裂缝。裂缝出现后,变形得到满足或部分满足,同时刚度下降,应力就发生松弛、消失。

        概而言之,裂缝分为两大类:即荷载裂缝和变形裂缝。有关资料表明,变形变化(温度、收缩、不均匀沉陷)引起的裂缝占80%以上,由荷载引起的裂缝约占20%左右。在前述80%的裂缝中,也包括变形与荷载共同作用,但是以变形变化为主所引起的裂缝。同样,在20%的裂缝中,也包括变形变化与荷载共同作用,但是以荷载为主所引起的裂缝。