結(jié)構(gòu)裂損(縫)機(jī)理課件

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結(jié)構(gòu)裂損(縫)機(jī)理結(jié)構(gòu)裂縫與工程事故之間的關(guān)係一.體溫失常和結(jié)構(gòu)裂縫人體的健康狀態(tài)，大多從體溫變化上反應(yīng)出來(lái)。體溫高低異常，一定是病的徵兆。同樣，工程結(jié)構(gòu)是否在正常情況之下運(yùn)行？結(jié)構(gòu)安全方面是否存在問(wèn)題？就必須先從結(jié)構(gòu)的變形和裂縫檢查開(kāi)始。結(jié)構(gòu)存在裂縫，就是工程有問(wèn)題，就是可能出現(xiàn)事故的預(yù)兆。因此，關(guān)注裂縫、研究裂縫，是一件十分重要的工作。結(jié)構(gòu)裂縫與工程事故之間的關(guān)係二.疾病診斷和裂縫檢測(cè)疾病診斷，貴在及時(shí)。不能及時(shí)提前把疾病診斷出來(lái)，把病情控制、消除在其早期初發(fā)階段，而是等病情爆發(fā)，治療難度就大了，需要付出的代價(jià)就高了。有經(jīng)驗(yàn)的醫(yī)師能從一個(gè)“健壯如牛”的人的表面特徵看出其是否已“病入膏肓”，還不需要作多少病理檢測(cè)工作，憑摸脈搏、量體溫、看舌苔、觀氣色就能知病情，作診斷。同樣，有素養(yǎng)的工程師，也應(yīng)該能從工程結(jié)構(gòu)中那些尚在早期孕育階段、被人們所忽視的細(xì)小裂縫，預(yù)見(jiàn)到其發(fā)展趨勢(shì)和安危狀態(tài)，並及時(shí)採(cǎi)取措施，將事故隱患消除於萌芽狀態(tài)。這就是研究結(jié)構(gòu)裂縫機(jī)理的目的。如果對(duì)結(jié)構(gòu)裂縫採(cǎi)取視而不見(jiàn)的態(tài)度，任其發(fā)展，則很可能在一夜之間，構(gòu)成工程倒塌事故，造成人們生命財(cái)產(chǎn)的巨大損失。結(jié)構(gòu)裂縫與工程事故之間的關(guān)係三.結(jié)構(gòu)裂縫與工程事故結(jié)構(gòu)裂縫從其孕育階段裸眼難辨的微裂現(xiàn)象開(kāi)始，逐漸發(fā)育拓展，引起構(gòu)件損傷、結(jié)構(gòu)變形、體系失穩(wěn)，最後發(fā)展到工程坍毀。從這一發(fā)生髮展的全過(guò)程看，有其必然性，也有規(guī)律。但從時(shí)間上看，則差異很大。有些裂縫發(fā)展緩慢，可以經(jīng)歷多少年，而結(jié)構(gòu)卻能堅(jiān)持不倒；而有些裂縫則發(fā)展迅猛，一夜之間，連鎖反應(yīng)，惡性循環(huán)，就可能發(fā)展成坍塌事故。總之，結(jié)構(gòu)裂縫機(jī)理涉及到很多物理力學(xué)因素和工程環(huán)境條件，是十分複雜的問(wèn)題，很值得深入研究。結(jié)構(gòu)裂縫定義及其研究範(fàn)圍

為了便於對(duì)結(jié)構(gòu)裂縫進(jìn)行研究，首先必須對(duì)結(jié)構(gòu)裂縫的定義和計(jì)畫(huà)研究的範(fàn)圍做出規(guī)定。一.定義凡是工程結(jié)構(gòu)都由具有一定材料強(qiáng)度的結(jié)構(gòu)構(gòu)件組成。所謂材料強(qiáng)度，實(shí)際上是指組成材料的分子結(jié)構(gòu)(微觀結(jié)構(gòu))之間具有足夠的黏附力、咬合力和內(nèi)聚力。由於某種外力或內(nèi)力的破壞作用，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)材料分子之間的黏附力、咬合力和內(nèi)聚力降低或消失，而使材料分子之間沿一定的介面線互相分離，這條分離線或分離介面即成為結(jié)構(gòu)裂縫。對(duì)這種內(nèi)在或外來(lái)的作用力產(chǎn)生的原因、性質(zhì)、及其後果進(jìn)行全過(guò)程研究，就是對(duì)結(jié)構(gòu)裂縫的研究。結(jié)構(gòu)裂縫定義及其研究範(fàn)圍

二.範(fàn)圍由於結(jié)構(gòu)類(lèi)型和結(jié)構(gòu)體系種類(lèi)繁多，各種不同類(lèi)型和體系的結(jié)構(gòu)裂縫的性質(zhì)和機(jī)理也截然不同。本書(shū)所指的結(jié)構(gòu)裂縫，僅限於磚混結(jié)構(gòu)裂縫和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)裂縫，尤其是以鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)為主體來(lái)進(jìn)行討論，暫不涉及鋼結(jié)構(gòu)裂縫、塑纖結(jié)構(gòu)裂縫和薄膜結(jié)構(gòu)裂縫等新內(nèi)容。結(jié)構(gòu)裂縫機(jī)理結(jié)構(gòu)裂縫機(jī)理與以下多種表徵著結(jié)構(gòu)裂縫特性的要素密切相關(guān)。一.裂縫部位隨著裂縫所在建築結(jié)構(gòu)上部位的不同，其開(kāi)裂機(jī)理的不同，產(chǎn)生的原因和後果也不同。因?yàn)椴煌慕Y(jié)構(gòu)部位有其不同的受力(荷載)條件和不同的抵抗(承載力)能力。因此也就有其不同的開(kāi)裂機(jī)理、發(fā)展趨勢(shì)和後果。根據(jù)部位不同，可以細(xì)分為以下幾種不同裂縫。(1)基礎(chǔ)裂縫。分佈在獨(dú)立基礎(chǔ)上、條形基礎(chǔ)上、筏板基礎(chǔ)上或箱型基礎(chǔ)上，多因地基沉降不均引起。以筏板上出現(xiàn)的貫通裂縫危險(xiǎn)性為最大。(2)牆面裂縫。分磚牆裂縫、剪力牆裂縫、填充牆裂縫等不同情況。結(jié)構(gòu)裂縫定義及其研究範(fàn)圍

(4)梁身裂縫。分梁底面裂縫、梁側(cè)面裂縫、梁端傾斜縫等幾種情況，以梁端傾斜裂縫危險(xiǎn)性為最大。梁底保護(hù)層裂縫較細(xì)微而密集，梁側(cè)立面棗核型裂縫最顯眼，容易引起關(guān)注。(5)節(jié)點(diǎn)裂縫。危險(xiǎn)性極大，加固處理難度最大。但出現(xiàn)幾率不高。(6)樓板裂縫。裂縫幾率最高，直接影響使用功能，最為用戶(hù)所關(guān)注，呼聲最高。(7)屋面板裂縫。機(jī)理複雜，原因多樣，涉及屋面防水功能，處理難度大。結(jié)構(gòu)裂縫定義及其研究範(fàn)圍

二.裂縫產(chǎn)狀裂縫產(chǎn)狀的不同，也表徵著裂縫原因、裂縫性質(zhì)、裂縫機(jī)理的不同。裂縫產(chǎn)狀可以分為以下幾種不同類(lèi)型，以便進(jìn)行研究。(1)平行密集型。這種裂縫表明作用力大，而且穩(wěn)定；力的傳遞直接而且均勻；構(gòu)件質(zhì)地均勻，抵抗力均衡。比如簡(jiǎn)支鋼筋混凝土梁跨中梁底所見(jiàn)平行密集型裂縫(如圖3.1所示)。又如壓力機(jī)下混凝土試塊上的密集型平行剪脹裂縫(如圖3.2所示)。結(jié)構(gòu)裂縫定義及其研究範(fàn)圍

(2)傾斜成組型。這種裂縫多出現(xiàn)在牆上，表明原因單一，有規(guī)律性，多因地基變形引起，或溫度應(yīng)力引起。比如磚混結(jié)構(gòu)房屋底層外縱牆兩端所見(jiàn)的成組傾斜裂縫和頂層外縱牆兩端所見(jiàn)的成組傾斜裂縫(如圖3.3所示)。結(jié)構(gòu)裂縫定義及其研究範(fàn)圍

(3)分散雜亂型。表明外力多樣或多變，結(jié)構(gòu)構(gòu)件內(nèi)部也同時(shí)存在病灶或質(zhì)地不均等毛病。比如膨脹土地基上的磚牆上裂縫(如圖3.4所示)。(4)樹(shù)枝狀展開(kāi)型。此種裂縫必有特殊原因，須作專(zhuān)門(mén)研究。以膨脹土地基上的框架填充牆裂縫為典型(如圖3.5所示)。結(jié)構(gòu)裂縫定義及其研究範(fàn)圍

三.裂縫走向裂縫走向指出現(xiàn)在牆面上裂縫的傾向而言，分以下幾種情況。(1)水準(zhǔn)裂縫：多見(jiàn)於梁底牆面上的水準(zhǔn)裂縫，門(mén)窗過(guò)梁端的牆面水準(zhǔn)裂縫，或牆勒腳處的水準(zhǔn)裂縫。(2)垂直裂縫：由於一般牆體，尤其是磚砌牆體的抗拉能力低，所以牆身上的垂直裂縫比較多見(jiàn)。(3)傾斜裂縫：根據(jù)裂縫偏離垂直位置的度數(shù)與方向的不同，可以按其不同的方位角來(lái)表示傾斜裂縫的特徵，傾斜方向與裂縫原因和裂縫機(jī)理有著密切的關(guān)係。結(jié)構(gòu)裂縫定義及其研究範(fàn)圍

四.裂縫傾角由於牆的方位角的不同和裂縫傾斜度的不同，裂縫原因、裂縫機(jī)理以及裂縫的嚴(yán)重程度也迥然不同。五.裂縫尺度裂縫尺度應(yīng)用寬度、深度與長(zhǎng)度三個(gè)尺寸來(lái)表示比較全面?，F(xiàn)行設(shè)計(jì)與施工規(guī)範(fàn)只關(guān)注裂縫寬度，而對(duì)裂縫深度與裂縫長(zhǎng)度不加限制，不予關(guān)注，是不全面的。結(jié)構(gòu)裂縫定義及其研究範(fàn)圍

六.裂縫年齡裂縫年齡是表徵裂縫特性的一個(gè)重要指標(biāo)，可以劃分為以下三個(gè)年齡段。(1)孕育期微裂縫：一般裸眼很難分辨，宜用放大鏡或顯微尺進(jìn)行檢測(cè)。(2)青壯期新裂縫：青壯期新裂縫指正在成長(zhǎng)發(fā)育中的結(jié)構(gòu)裂縫。因?yàn)檎诎l(fā)育期，所以其變化極大，檢測(cè)時(shí)應(yīng)特別標(biāo)明檢測(cè)時(shí)間和氣溫情況。(3)老年期舊裂縫：裂縫進(jìn)入老年期後，裂口已被塵垢和油漬污染，表明開(kāi)裂作用已趨穩(wěn)定，不再有發(fā)展，可進(jìn)行裂縫封閉和加固處理了。結(jié)構(gòu)裂縫分類(lèi)

為了表述方便，可將裂縫按其所在的結(jié)構(gòu)部位來(lái)劃分結(jié)構(gòu)裂縫種類(lèi)。為了理論分析工作的方便，也可按裂縫產(chǎn)生的原因進(jìn)行分類(lèi)。

一.按裂縫所在的結(jié)構(gòu)部位分類(lèi)如前述，可按裂縫所在部位的不同，分為基礎(chǔ)裂縫、牆、柱裂縫、梁、板裂縫等多種裂縫。從不同的裂縫類(lèi)型就可判斷和識(shí)別其不同的性質(zhì)。這也是在最初進(jìn)行裂縫檢測(cè)階段的裂縫分類(lèi)方法，為的是讓檢測(cè)報(bào)告的讀者先對(duì)裂縫分佈情況和事故嚴(yán)重程度知道個(gè)輪廓。結(jié)構(gòu)裂縫分類(lèi)

二.按裂縫成因分類(lèi)在進(jìn)行裂縫機(jī)理分析、尋找事故原因階段，最適於按裂縫成因分類(lèi)。這種分類(lèi)方法多出現(xiàn)於裂縫研究報(bào)告。但在裂縫處理與結(jié)構(gòu)加固階段，為了表述和操作方便，仍以按裂縫所在部位分類(lèi)比較直觀。1.荷載超限裂縫由於結(jié)構(gòu)所承受的荷載超過(guò)了允許限額——規(guī)範(fàn)和設(shè)計(jì)規(guī)定的極限荷載，使結(jié)構(gòu)構(gòu)件的內(nèi)應(yīng)力超過(guò)了其材料允許強(qiáng)度而產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)裂縫，稱(chēng)為荷載超限裂縫。隨著外部荷載條件的不同與內(nèi)部應(yīng)力狀態(tài)的不同，又可細(xì)劃分為下麵幾種不同的結(jié)構(gòu)裂縫類(lèi)型。細(xì)分裂縫類(lèi)型的目的，只是為了便於進(jìn)行結(jié)構(gòu)裂縫機(jī)理的研究。結(jié)構(gòu)裂縫分類(lèi)

(1)彎折裂縫——脆裂狀，∧字型，比如梁的變形(撓度)太大引起梁底混凝土保護(hù)層崩裂所呈現(xiàn)的裂縫。(2)彎拉裂縫——撕開(kāi)狀，刀口型，比如梁底受拉主筋屈伏之初所形成的梁底彎曲張拉裂縫。(3)軸拉裂縫——張拉狀，棗核型，比如梁側(cè)立面上由於冷縮變形引起的軸向張拉裂縫。(4)剪切裂縫——錯(cuò)口狀，滑移型，比如筏板或無(wú)梁樓板沖剪破壞所引起滑移錯(cuò)動(dòng)裂縫。(5)剪拉裂縫——錯(cuò)動(dòng)狀，分離型，比如鋼筋混凝土梁端節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)的張開(kāi)型剪切裂縫。(6)剪壓裂縫——錯(cuò)動(dòng)狀，閉合型，比如鋼筋混凝土梁端節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)的閉合型剪切裂縫。(7)剪脹裂縫——鬆散狀，崩裂型，比如橋樑支座下由於壓力集中引起的剪脹裂縫，呈鬆散狀，崩裂型。結(jié)構(gòu)裂縫分類(lèi)

(8)壓屈裂縫——碎損狀，雜亂型，比如壓力機(jī)下混凝土試塊最後屈伏階段所呈現(xiàn)的碎損裂縫。(9)扭剪裂縫——無(wú)規(guī)則，扭損型，比如地震條件下框架柱節(jié)點(diǎn)附近出現(xiàn)的無(wú)規(guī)則裂縫。荷載超限裂縫將在第4章專(zhuān)門(mén)討論。2.地基下沉裂縫地基下沉裂縫是建築物上的常見(jiàn)裂縫，也是機(jī)理比較複雜、危險(xiǎn)性比較大的一種裂縫。其特性是源於地基的不均勻下沉，因此裂縫必然首先出現(xiàn)在基礎(chǔ)面上，如地基梁、筏板基礎(chǔ)等敏感的部位；然後出現(xiàn)在建築物周?chē)睦漳_和散水坡上，並逐步反應(yīng)在底層牆的窗臺(tái)下和窗角上、底層框架柱的節(jié)點(diǎn)附近。只有發(fā)展到極嚴(yán)重階段，底層結(jié)構(gòu)剛度被極大削弱以後，才逐漸向上層擴(kuò)展。同樣，地基下沉裂縫也可細(xì)分為多類(lèi)，這些內(nèi)容將在後面第5章中專(zhuān)門(mén)討論。結(jié)構(gòu)裂縫分類(lèi)

3.變形失調(diào)裂縫長(zhǎng)期以來(lái)，人們?cè)诮Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作中，其精力基本上完全集中用在結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算工作上，並滿(mǎn)足於力學(xué)上的數(shù)字平衡，而對(duì)於變形協(xié)調(diào)條件的關(guān)注卻很不夠。其實(shí)，用仿生學(xué)的觀點(diǎn)來(lái)分析與研究工程事故，就不難悟出：變形協(xié)調(diào)條件往往比力學(xué)平衡條件更為重要。變形失調(diào)對(duì)結(jié)構(gòu)裂縫來(lái)說(shuō)要更為敏感，更容易發(fā)展成坍塌事故。在工程結(jié)構(gòu)中，變形失調(diào)現(xiàn)象主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。1)溫濕度變化引起的變形失調(diào)溫濕度變化是一種每時(shí)每刻都存在的無(wú)法規(guī)避的客觀規(guī)律。而熱脹、冷縮、濕脹、幹縮，又是所有建築材料的物理屬性。因此，溫濕度變化引起的結(jié)構(gòu)變形失調(diào)現(xiàn)象是一種最普遍也是最嚴(yán)峻的現(xiàn)象。由於變形失調(diào)，進(jìn)一步加劇了結(jié)構(gòu)裂縫的發(fā)生發(fā)展。結(jié)構(gòu)裂縫分類(lèi)

2)線脹係數(shù)(材料性能)不同引起的變形失調(diào)每一種材料都有其不同的線脹係數(shù)，就拿磚石、混凝土和鋼材這幾種最基本的建築材料來(lái)說(shuō)，其線脹係數(shù)也都有差別舉例如下。(1)磚石砌體的線脹係數(shù)。(2)素混凝土的線脹係數(shù)。(3)鋼筋混凝土的線脹係數(shù)。(4)鋼材的線脹係數(shù)。建築物所有結(jié)構(gòu)都是由多種建築材料組合而成，因此，即使在溫濕度條件相同的情況下各種材料也就是結(jié)構(gòu)的各個(gè)部位均有不同的脹縮變形現(xiàn)象存在，很難協(xié)調(diào)，裂縫現(xiàn)象也就很難避免。結(jié)構(gòu)裂縫分類(lèi)

3)構(gòu)件剛度分佈不均引起的變形失調(diào)結(jié)構(gòu)構(gòu)件的剛度是與構(gòu)件斷面的慣性矩和彈性模量密切相關(guān)的，結(jié)構(gòu)構(gòu)件變形則與結(jié)構(gòu)剛度成反比。結(jié)構(gòu)構(gòu)件之間如果各自擁有的剛度互不適應(yīng)，或結(jié)構(gòu)體系的剛度分佈不均勻，則必然引起結(jié)構(gòu)的變形失調(diào)，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)裂縫。4)構(gòu)件斷面內(nèi)的變形失調(diào)壓彎構(gòu)件的結(jié)構(gòu)計(jì)算是建立在平斷面假定和平衡設(shè)計(jì)假定基礎(chǔ)之上的。要維持這兩個(gè)假定的成立，就必須滿(mǎn)足構(gòu)件斷面內(nèi)的變形協(xié)調(diào)條件。也就是斷面中性軸不變，中性軸以上的壓縮變形和中性軸以下的拉伸變形，以及混凝土的極限壓縮變形和鋼筋的極限拉伸變形都必須滿(mǎn)足變形協(xié)調(diào)條件。否則，就將在斷面內(nèi)出現(xiàn)變形失調(diào)，引起結(jié)構(gòu)裂縫甚至坍毀。結(jié)構(gòu)裂縫分類(lèi)

5)梁板之間的變形失調(diào)梁與板是結(jié)構(gòu)體系中的兩個(gè)重要成員，梁板之間的變形不協(xié)調(diào)將導(dǎo)致抵抗力偏低的板面會(huì)出現(xiàn)裂縫現(xiàn)象。而較嚴(yán)重的板面裂縫會(huì)直接導(dǎo)致板的使用功能喪失，比如板面滲漏，地面磚碎裂、室內(nèi)裝修汙損，這些最為用戶(hù)所忌諱與關(guān)注。因此對(duì)梁板變形協(xié)調(diào)問(wèn)題給予高度關(guān)注是很有必要的。6)梁、柱之間的變形失調(diào)梁與柱是結(jié)構(gòu)體系中的中流砥柱，相當(dāng)於支撐人體的脊樑骨，來(lái)不得半點(diǎn)含糊。梁與柱之間的變形不協(xié)調(diào)，比如強(qiáng)梁弱柱，則必然在柱上出現(xiàn)裂縫，形成薄弱環(huán)節(jié)，導(dǎo)致坍塌危險(xiǎn)。與其走強(qiáng)梁弱柱路線，冒結(jié)構(gòu)坍塌之險(xiǎn)，倒不如走強(qiáng)柱弱梁之道，讓裂縫首先出現(xiàn)在梁上，形成塑性鉸，放鬆對(duì)柱的約束程度。雖然體系的整體剛度削弱了，承載能力衰減了，但尚能維持不倒?fàn)顟B(tài)，免於坍塌之險(xiǎn)。當(dāng)然最理想的路線是謀求梁柱之間的變形協(xié)調(diào)，只是由於影響梁柱變形協(xié)調(diào)的因素太多，這條路線難度極大。結(jié)構(gòu)裂縫分類(lèi)

7)框架與填充牆之間的變形失調(diào)填充牆本來(lái)並不承受荷載，填充牆上出現(xiàn)些許裂縫也無(wú)關(guān)緊要。但是如果框架與填充牆之間的變形嚴(yán)重失調(diào)，牆面裂縫現(xiàn)象特別嚴(yán)重，在當(dāng)前市場(chǎng)對(duì)居住環(huán)境高標(biāo)準(zhǔn)、高裝修、高質(zhì)量要求特別強(qiáng)烈的條件下，牆面裂縫嚴(yán)重?fù)p壞牆面裝飾，這是很難被人們接受的。因此，從設(shè)計(jì)與施工角度如何防止框架與填充牆的變形失調(diào)也成了重要課題。

8)結(jié)構(gòu)體系內(nèi)部的系統(tǒng)變形失調(diào)作為結(jié)構(gòu)體系，如框架體系、框剪體系，框筒體系、剪力牆體系……其體系內(nèi)的剛度分佈必須是協(xié)調(diào)的，系統(tǒng)內(nèi)部彼此之間的剛度必須是互相適應(yīng)的。否則，必然出現(xiàn)體系整體變形不協(xié)調(diào)的問(wèn)題。

9)上部結(jié)構(gòu)與基礎(chǔ)的剛度可以說(shuō)是無(wú)限大的，而地基的剛度，尤其是軟弱地基的剛度則極小，彼此之間必然存在變形不協(xié)調(diào)的問(wèn)題，最容易導(dǎo)致地基不均勻沉降，引起結(jié)構(gòu)裂縫甚至整體坍塌事故。關(guān)於變形失調(diào)裂縫問(wèn)題將在第7章再作進(jìn)一步深入探討。結(jié)構(gòu)裂縫分類(lèi)

4.溫濕脹縮裂縫溫濕脹縮裂縫是變形失調(diào)裂縫中的主體，所以在裂縫分類(lèi)中將它單獨(dú)列出，以便引起關(guān)注。溫濕脹縮裂縫是建築物上最常見(jiàn)的裂縫。有人宣稱(chēng)“世界上沒(méi)有不裂縫的建築物”，指的就是溫濕脹縮裂縫實(shí)在很難避免。因?yàn)闇貪穸仁强陀^環(huán)境賦予結(jié)構(gòu)構(gòu)件的一種物理屬性，它既無(wú)處不在，無(wú)時(shí)不在，又隨時(shí)在變化著，導(dǎo)致了結(jié)構(gòu)構(gòu)件內(nèi)部微結(jié)構(gòu)(分子)的脹縮變形，因而產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，引起裂縫。但是構(gòu)件在自由脹縮條件下並不產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，也不至於出現(xiàn)裂縫，只有在受約束條件下，其自由脹縮被限制了，才會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力和裂縫。因此，產(chǎn)生溫濕脹縮裂縫的前提條件有三個(gè)：結(jié)構(gòu)裂縫分類(lèi)

1)約束條件。約束條件隨約束程度而變，百分之百受約束時(shí)稱(chēng)全約束，可用約束係數(shù)1.0來(lái)表達(dá)；百分之百放鬆時(shí)為不約束，可用約束係數(shù)0來(lái)表達(dá)。多數(shù)結(jié)構(gòu)的受約束條件只是部分約束，隨約束程度的高低不同調(diào)整約束係數(shù)，變化幅度在0～1之間，用約束係數(shù)來(lái)表述。

2)線脹係數(shù)。由於建築材料的不同，其物理性能、線脹係數(shù)也完全不同。因此，即使在約束程度相同，溫濕度條件相同的情況下，不同材料組成的結(jié)構(gòu)構(gòu)件之間也會(huì)產(chǎn)生不同的脹縮量，形成脹縮應(yīng)力，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)裂縫。線脹係數(shù)用α表示。

3)溫(濕)差幅度。溫(濕)差幅度是隨環(huán)境氣候條件而變化的，即使像沿海地帶氣候比較溫和，溫(濕)差變化幅度比較小，但季節(jié)性溫差也在30℃以上，加上幹濕脹縮當(dāng)量溫差，計(jì)算溫差則在40℃以上。內(nèi)陸幹熱嚴(yán)寒地區(qū)，計(jì)算溫差一般都在60℃以上。最突出的地區(qū)比如格裏木盆地，其晝夜溫差就達(dá)30℃，季節(jié)性極限溫差在70℃以上，因此其溫(濕)脹縮變形的計(jì)算溫差應(yīng)當(dāng)在80℃以上。如此大的計(jì)算溫差，如此強(qiáng)烈的脹縮變形作用，再加上強(qiáng)大的脹縮應(yīng)力，導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)裂縫現(xiàn)象自然是很?chē)?yán)重的，也很難被控制的。關(guān)於溫度脹縮裂縫問(wèn)題將在第6章專(zhuān)門(mén)討論。結(jié)構(gòu)裂縫分類(lèi)

5.早期自生裂縫根據(jù)形成機(jī)理的不同，早期自生裂縫又可細(xì)分為以下三種類(lèi)型：1)早期自生微裂縫混凝土的早期自生微裂縫發(fā)生在水泥水化過(guò)程中，由於水泥水化形成的水泥石的收縮作用，混凝土?xí)纬陕阊垭y辨的微裂縫，出現(xiàn)在水泥石與粗細(xì)骨料接觸的介面上。這種微裂縫系水泥薄膜的化學(xué)作用收縮所致，並不會(huì)影響混凝土的後期強(qiáng)度，也與混凝土中、後期在環(huán)境條件變化和荷載應(yīng)力狀態(tài)下出現(xiàn)的危險(xiǎn)性結(jié)構(gòu)裂縫無(wú)關(guān)。但由於高強(qiáng)混凝土或高性能混凝土的水泥用量大，一般為普通混凝土水泥用量的2倍左右，因此所含的水泥石薄膜比普通混凝土要厚得多，所以高性能混凝土或高強(qiáng)混凝土的早期自生微裂縫也比普通混凝土要嚴(yán)重得多，因而有人對(duì)高強(qiáng)混凝土或高性能混凝土的推廣與應(yīng)用產(chǎn)生了疑慮，實(shí)際上是沒(méi)有必要的，因?yàn)楦邚?qiáng)混凝土的強(qiáng)度中包含了這種影響。結(jié)構(gòu)裂縫分類(lèi)

2)早期吸附分離裂縫含水量偏高的塑性混凝土在初凝前後的失水乾燥過(guò)程中，受周?chē)锕?fàn)本的吸附作用，在毛細(xì)吸附作用影響半徑範(fàn)圍內(nèi)的邊沿混凝土向範(fàn)本移動(dòng)。而在吸附半徑以外的混凝土則保持原地不動(dòng)，甚至由於內(nèi)聚力作用，還向中央地帶(相反方向)蠕動(dòng)聚集。因而在中間地帶形成了一條沿周邊走向的塑性混凝土裂縫，稱(chēng)之為塑性分離縫，如圖3.6所示。關(guān)於早期自生微裂縫的更深入分析參見(jiàn)第8章。結(jié)構(gòu)裂縫分類(lèi)

3)早期沉落阻滯裂縫高流動(dòng)性混凝土入模搗固成型以後，還有一個(gè)相當(dāng)長(zhǎng)的依靠自重作用沉落的過(guò)程。在其自動(dòng)沉落過(guò)程中，如果遇到貼近側(cè)範(fàn)本的水準(zhǔn)鋼筋或水準(zhǔn)預(yù)埋件的阻滯或遇到範(fàn)本水準(zhǔn)介面的阻滯作用，使沉落作用不能順利地連續(xù)地完成，就會(huì)在阻滯線以下形成一條水準(zhǔn)的阻滯裂縫。如圖3.7與圖3.8所示。結(jié)構(gòu)裂縫分類(lèi)

6.其他特殊反應(yīng)裂損以上五種裂縫是最常見(jiàn)的裂縫。但在很多情況下，裂縫形成的原因及其開(kāi)裂機(jī)理很特殊，並不屬於以上的常見(jiàn)裂縫，而是由於以下幾種特殊反應(yīng)所致。1)雜散電流腐蝕裂損鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部出現(xiàn)雜散電流的原因是由於結(jié)構(gòu)材料質(zhì)地不勻、組織多變，形成電位差；或因存在漏電現(xiàn)象和靜電感應(yīng)現(xiàn)象，形成雜散電流，構(gòu)成對(duì)鋼筋的電化學(xué)腐蝕，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)裂縫。2)堿骨料反應(yīng)裂損澆築混凝土用的碎石或卵石中如果含有較多的活性骨料，比如蛋白石、方石英、流紋巖、安山巖、白雲(yún)石等，會(huì)與水泥的高鹼度發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生體積膨脹的膠體，從內(nèi)部將混凝土脹裂、崩開(kāi)、剝落，這種裂損往往無(wú)法救治。3)氯離子腐蝕裂損氯離子對(duì)鋼筋混凝土有強(qiáng)烈的腐蝕作用。氯離子富集於沿海地區(qū)的潮濕空氣中，更富集於海水和海砂中，因此，受潮汐直接襲擊的海港碼頭堤岸工程，用海水和海砂代替自來(lái)水和河砂澆築混凝土的一切工程，受氯離子的腐蝕作用最嚴(yán)重。還有北方冬天直接撒氯鹽防凍的路面、橋樑工程，用氯化鈣防凍進(jìn)行冬季施工的工程，都受到氯離子直接腐蝕作用。結(jié)構(gòu)裂縫分類(lèi)

4)酸腐蝕裂損普通矽酸鹽水泥混凝土沒(méi)有耐酸腐蝕能力，在與各種酸類(lèi)及硫酸鹽接觸的環(huán)境中，自然有酸性腐蝕問(wèn)題，必須考慮。5)鹽漬土腐蝕碎損鹽漬土腐蝕混凝土的現(xiàn)象比氯離子腐蝕現(xiàn)象更可怕，這是一個(gè)新課題。我國(guó)內(nèi)陸新疆、青海、西藏、內(nèi)蒙等地區(qū)存在大量的鹹水內(nèi)湖，鹽漬土面積幾乎占了全國(guó)版圖的一半。這些飽含鹵