裂缝形态多种多样,原因错综复杂,只有分清产生裂缝的原因,对症下药,才能标本根治,否则,裂缝反复出现,最后只是做无用功。在工程中裂缝分为:承载受力裂缝、温度-收缩裂缝、强迫位移裂缝、结构构造裂缝,施工裂缝、预应力裂缝、装配式裂缝、耐久性裂缝以及偶然作用裂缝等。
承载受力裂缝
一、受压裂缝
竖向的混凝土柱、墙、基础主要承受以压力为主的垂直荷载﹔其余如桁架上弦、双肢柱的压肢等构件也是受压构件。当作用效应引起的压应力达到混凝土的抗压强度时,受压变形超过极限而破坏。
从最初断续、平行、短小的裂缝,发展到表层混凝土鼓出、剥落,最后混凝土压碎、酥裂,裂缝迅速发展并最终导致压溃,具有脆性破坏的性质;受压破坏后往往还伴有纵筋屈曲、箍筋崩坏、芯部混凝土破碎、散落等次生破坏现象;产生受压裂缝的原因多为荷载超出、压力过大、混凝土强度不足、混凝土局部缺陷、围箍约束不足等;受压裂缝是混凝土受压构件(柱、墙、筒壁等)脆性破坏的前兆,是抗压承载力即将耗尽的预兆;
一、受拉裂缝
混凝土结构中单纯受拉的构件不多,但桁架的下弦杆,双肢柱的受拉肢或某些悬吊荷载作用处的锚固区域,也可能受到拉力的作用。由于混凝土抗拉强度极低,混凝土都会开裂,其方向垂直于主拉应力迹线且为通透性裂缝。构件截面上的拉力则全部由配置在该区域的受拉钢筋承担,设计计算时不考虑混凝土的抗拉作用。
受拉裂缝发生在受拉杆件或承受集中拉力的结构局部区域;多为贯通性裂缝;拉力全部由钢筋承担,混凝土不承载,且裂缝宽度取决于配筋量及钢筋应力的丰满程度;一般的受拉裂缝不影响承载力,裂缝过宽时应检查、复核有关的配筋计算及构造要求是否符合要求。
三、受剪裂缝
混凝土构件受剪后发生的剪切斜裂缝与剪跨比(两个剪力之间的距离)及配筋(箍筋、纵筋等)状态有关。
(1)梁的弯剪斜裂缝
受弯构件梁往往同时承受弯矩、剪力的共同作用。如果在距支座不远的剪跨段内产生了受弯裂缝,则在受拉边缘发生的垂直裂缝,由于剪力的影响会弯曲斜向发展而成斜裂缝。正弯矩引起的弯剪斜裂缝,始自梁底部而中止于顶部受压区。
(2)柱子的弯剪裂缝
受压构件柱在受到水平荷载或水平方向强迫位移(例如地震作用)时,由于弯矩和剪力的共同作用,也会发生弯剪斜裂缝。裂缝一般均发生在弯矩、剪力最大的柱脚或柱头区域,45°斜向发展。如果作用是反复进行的(地震作用),则会在柱头或柱脚形成交叉状的斜裂缝。
(3)牛腿的斜裂缝
牛腿作为短悬臂的受弯构件,由于承受较大集中力,剪力的影响有时可能比弯矩还要大,因此比较容易产生斜裂缝。同样地,由于荷载所处位置(剪跨比)、混凝土截面尺寸、混凝土强度以及纵筋、箍筋配置比例的不同,产生的斜裂缝还可能有不同的形态。当混凝土强度较低且配箍较少时,容易发生斜拉裂缝;配箍较多时容易发生斜压裂缝;一般情况下则多为腹剪裂缝。
(4)冲切斜裂缝
当承受剪力的构件不是杆件(梁、柱〉而是平面构件(板、筏基等)时,斜向的剪切面不再是简单的平面而呈矩形锥状(覆斗形),这就是冲切的受力状态。发生的冲切面及相应裂缝形态为斜锥覆斗状,并随后发生状如锥体脱落的破坏形态。
(5)销栓剪切裂缝
在梁、柱中发生弯剪斜裂缝的同时,由于斜裂缝两侧纵向钢筋的横向销栓剪切作用,往往还引起一侧保护层混凝土的斜向撕裂。在配箍不足或混凝强度较低的情况下,这种裂缝更容易发生,并引起保护层混凝土的剥落。
受剪裂缝尽管形态各异,但均斜向发展,与构件轴线或荷载作用方向约呈45°的角度;
所有受剪裂缝均垂直于主拉应力迹线,且沿主压应力迹线方向发展;
剪切裂缝-般均非表面裂缝而为横贯截面的贯通性裂缝;剪切裂缝-般均非表面裂缝而为横贯截面的贯通性裂缝;剪切裂缝-般均非表面裂缝而为横贯截面的贯通性裂缝;
产生裂缝的原因多为截面薄弱、混凝土强度不足、混凝土施工缺陷、抗剪钢筋(箍筋、弯筋等)配置不足、混凝土缺乏有效的约束(围箍)等;
有些剪切裂缝(如冲切裂缝、柱头柱脚交叉破碎裂缝、斜拉裂缝、斜压裂缝等)可能迅速发展而引起严重后果,故一经发现就应及时处理;
三、受扭裂缝
受扭构件上作用的实际是剪应力r,其在截面上呈扇形分布,周边大而芯部小,侧边大而角点小。这就决定了受扭裂缝必然斜向发展,沿周边呈螺旋状分布,且多为表层裂缝而不会深人截面内部。
四、局压裂缝
混凝土墙、梁较单薄;当其混凝土强度不足﹔或有施工缺陷时,往往在较大的集中荷载作用下发生局部承压裂缝。这种情况多在梁、柱下面的墙体中发生。支承在混凝土结构上的设备,也往往通过锚板向其施加巨大的压力,从而发生局部承压裂缝。
局部受压裂缝多发生在混凝土结构中承受较大集中荷载作用的局部区域,并由于混凝土抗力不足和缺乏足够的围箍约束而开裂。局部承压裂缝沿主压应力迹线方向延伸,且只限于局部区域。随着局部压力扩散以后应力的衰减,裂缝即自行消失。引起裂缝的原因多为承压底面积(A)过小,或局部承压面积(A,)相对较大,混凝土强度较低,混凝土施工缺陷,围箍约束钢筋不足,局部压力太大或预压应力过大,先张法构件预应力骤然放张的冲击作用等。