建筑結構損傷機理與危害

建筑結構檢測、鑒定與加固Inspection、appraisalandstrengthingofbuildingstructures周小龍講師TelQ：80777113第2章建筑結構損傷機理與危害主要內(nèi)容

2.1.1混凝土中鋼筋的銹蝕；

2.1.2混凝土的碳化；

2.1.3混凝土的腐蝕；

2.1.4混凝土的凍融破壞；2.1混凝土結構損傷機理及其危害最終影響的是鋼筋的銹蝕2.1.1混凝土中的鋼筋腐蝕世界一些國家的腐蝕損失,平均可占國民經(jīng)濟總產(chǎn)值的2%～4%;其中,被認為與鋼筋腐蝕有關者可占40%（至今我國尚無確切統(tǒng)計數(shù)據(jù))。美國1984年報道，僅就橋梁而言,57.5萬座鋼筋混凝土橋,一半以上出現(xiàn)鋼筋腐蝕破壞,40%承載力不足和必須修復與加固處理,當年的修復費為54億美元;1998年報道鋼筋混凝土腐蝕破壞的修復費,一年要2500億美元,其中橋梁修復費為1550億美元(是這些橋初建費用的4倍);還有報道說,到本世紀末,美國要花4000億美元用于修復和重建鋼筋腐蝕破壞的工程。2.1.1混凝土中鋼筋的銹蝕電化學腐蝕化學腐蝕應力腐蝕混凝土中鋼筋銹蝕種類（1）鋼筋電化學腐蝕機理鋼筋電化學銹蝕陽極陰極混凝土鋼筋陽極表面陰極表面鋼筋金相組織和表面不均存在電位差水分和氧氣進入混凝土形成堿性溶液（1）鋼筋電化學腐蝕機理

普通硅酸鹽水泥密實未碳化混凝土的PH值為13，無CI-存在，形成鈍化膜(Fe2O3.nH2O或Fe3O4.nH2O),阻止鋼筋銹蝕。如鈍化膜破壞(在PH<11.5將不能穩(wěn)定存在)，在有水和氧氣存在時，產(chǎn)生腐蝕電池反應陽極陰極（1）鋼筋電化學腐蝕機理紅鐵銹進一步氧化形成疏松易剝落的沉積物鐵銹Fe2O3.Fe3O4.H2O,鐵銹體積比鐵增加2－4倍，將保護層脹開造成鋼筋外露。褐銹（2）鋼筋電化學腐蝕的動力和速度腐蝕電池存在是腐蝕發(fā)生的必要條件，而腐蝕發(fā)展動力和速度與電極之間的電流速度有關。腐蝕電流陽極電位－陰極電位陽極與陰極的電阻

陽極控制：砼高堿度在鋼筋表面形成鈍化膜阻止鐵離子化陰極控制：氧氣不足或缺乏可阻止陰極反應電阻控制：干燥環(huán)境、砼密實，存在涂覆層，電阻大（3）影響鋼筋電化學腐蝕的主要因素－外在因素外在因素

周圍介質(zhì)腐蝕性

周期冷熱交替作用

凍融循環(huán)作用

干濕交替作用海水海鹽滲透作用（3）影響鋼筋電化學腐蝕的主要因素－內(nèi)在因素內(nèi)在因素

PH值影響(PH>10慢，PH<4快)氯離子含量(超過一定含量在不均勻砼中容易形成坑蝕)

砼密實度和保護層厚度裂縫影響(>0.2mm影響大)水泥品種及粉煤灰摻合料影響(降低砼堿性)知識點：氯氯離子銹蝕蝕機理綠銹褐銹混凝土鋼筋陽極表面陰極表面氯離子易滲滲入鈍化膜膜，形成易易溶綠銹，，綠銹向砼砼孔隙液中中遷徙，分分解為褐銹銹，褐銹沉沉積于陽極極區(qū)，同時時釋放氯離離子和氫離離子，回到到陽極區(qū)，，使陽極區(qū)區(qū)附近孔隙隙液局部酸酸化，帶出出更多鐵離離子。氯離離子不構成成最終銹蝕蝕產(chǎn)物，也也不消耗，，但促進銹銹蝕，起到到催化作用用。綠銹褐銹鋼筋的化學學銹蝕鋼筋與酸、、堿、鹽等等發(fā)生化學學反應，形形成銹蝕鋼筋在稀堿堿溶液中形形成鈍化膜膜，在高堿堿和高溫下下則產(chǎn)生堿堿裂或堿脆脆化的溶解解腐蝕鋼筋的應力力腐蝕是電電化學腐蝕蝕和高應力力復合作用用結果。當當鋼筋中存存在較高拉拉應力時電電化學方面面比低應力力時活躍得得多。如果果因氯離子子侵蝕形成成蝕坑，則則會形成明明顯應力集集中。對于于低韌性高高強度鋼筋筋而言，應應力集中很很難通過塑塑性變形消消除，從而而形成微裂裂縫，可能能突然斷裂裂而發(fā)生脆脆性破壞。。沒有任何何征兆，一一般發(fā)生在在預應力混混凝土構件件中，破壞壞后果很嚴嚴重。鋼筋銹蝕將將引起混凝凝土與鋼筋筋粘結性能能的退化鋼筋的應力力腐蝕鋼筋的銹蝕蝕由于混凝土土內(nèi)的強堿堿性使得鋼鋼筋表面形形成鈍化膜膜，從而鋼鋼筋在混凝凝土中不會會銹蝕。如果鋼筋表表面鈍化膜膜被破壞，，則鋼筋就就會發(fā)生電電化學腐蝕蝕——銹蝕破壞混凝土中鋼鋼筋銹蝕，，引起體積積膨脹2～7倍，導致混混凝土保護護層開裂破破壞混凝土中鋼鋼材的鈍化化會由于下下列原因被被破壞：混凝土中的的Ca(OH)2被空氣里的的SO2、NO2、CO2等酸性氧化化物中和而而失去堿性性；道路除冰鹽鹽或海水帶帶進來的氯氯離子的作作用。鋼筋銹蝕導導致混凝土土構件破壞壞的幾種形形式某立交墩柱柱鋼筋銹蝕蝕情況某立交橋欄欄桿破損、、露筋2.1.2混凝土的碳碳化砼結構周圍圍介質(zhì)存在在酸性物質(zhì)質(zhì)，滲入混混凝土內(nèi)與與水泥石中中的堿性物物質(zhì)發(fā)生反反應的過程程叫做中性化。混凝土碳碳化是中性性化最常見見的形式，，是CO2與混凝土中中堿性物質(zhì)質(zhì)相互作用用的一種復復雜物理化化學過程。?；炷撂继蓟瘜е轮禄炷翂A堿度降低，，破壞鋼筋筋鈍化膜，，同時加劇劇砼混凝土土的收縮，，導致收縮縮裂縫產(chǎn)生生和加大。?；炷撂蓟瘷C理混凝土碳化化的化學反反應(空氣中CO2含量低，碳碳化過程緩緩慢)混凝土碳化化速度取決決于化學反應速速度(取決于CO2含量和可碳碳化物的含含量)CO2向砼擴散速速度(取決于CO2和酸性物質(zhì)質(zhì)濃度、孔孔隙結構)Ca(OH)2擴散速度(取決于混凝凝土含水率率和Ca(OH)2濃度)上述三個過過程均與砼砼含水量、、周圍介質(zhì)質(zhì)相對濕度度、溫度有有關混凝土碳化化深度公式式混凝土碳化化后體積增增加17%，混凝土中中孔隙率和和透氣性降降低，表面面硬度增加加。由于混混凝土碳化化降低混凝凝土堿度，，特別是混混凝土保護護層堿度，，減弱對內(nèi)內(nèi)部鋼筋的的保護作用用，最終導導致鋼筋銹銹蝕。混凝土碳化化是導致混混凝土耐久久性降低的的主要原因因?；炷撂继蓟瘜е驴卓紫恫糠直槐欢氯?，此此外隨著齡齡期增加，，混凝土水水化作用不不斷增強，，砼孔隙率率降低，混混凝土碳化化速度降低低。碳化深度(mm)碳化速度系數(shù)砼齡期(d)混凝土碳化化影響因素素水泥品種（（普通水泥泥比礦渣水水泥和火山山灰水泥等等好）混凝土碳化化影響因素素水泥用量（（大好－改改善和易性性、提高密密實性、增增加堿性））粉煤灰（小小好－與Ca(OH)2結合，降低低堿度）水灰比（小小好－降低低孔隙率和和滲透性、、增加密實實性）集料品種影影響(普通集料如如火成巖等等和人造集集料如粉煤煤灰陶粒等等比天然集集料如浮石石及火山渣渣好)養(yǎng)護方法影影響(標養(yǎng)和蒸養(yǎng)養(yǎng)比普通養(yǎng)養(yǎng)護差）混凝土碳化化深度合格格性指標級別使用條件允許碳化深度(mm)輕集料混凝土普通混凝土Ⅰ正常濕度，室內(nèi)4035Ⅱ正常濕度，室外3530Ⅲ潮濕，室外3025Ⅳ水位變化2520目前無統(tǒng)一一標準，普普遍觀點：：混凝土碳碳化深度到到達保護層層厚度定為為安全使用用期，即在在正常大氣氣條件下，，50年內(nèi)混凝土土碳化深度度不允許超超過混凝土土保護層厚厚度?；炷撂蓟疃扔嬎闼恪镀胀ɑ炷镣灵L期性能能和耐久性性能試驗方方法》（GBJ83－85），首次提出出混凝土在在CO2體積分數(shù)為為20％、標準養(yǎng)養(yǎng)護28天時快速碳碳化的多系系數(shù)方程如如下：－水泥用量影響系數(shù)－水灰比影響系數(shù)－粉煤灰取代量影響系數(shù)－水泥品種影響系數(shù)－集料品種影響系數(shù)－養(yǎng)護方法影響系數(shù)－碳化速度系數(shù)，普通砼K=3.32，輕骨料砼K=4.18（1）水泥用量量影響系數(shù)數(shù)水泥用量影影響系數(shù)輕集料混凝凝土普通混凝土土－每立方米米混凝土的的水泥用量量（kg）

與水泥用量成反比，水泥用量越大，則越小，混凝土的抗裂性能越好。水泥用量的增加可以改善混凝土的和易性，提高混凝土的密實性，增加混凝土的堿性儲備量，使其抗碳化性能得以增強。（2）水水灰比比影響系數(shù)數(shù)水灰比影響響系數(shù)輕集料混凝凝土普通混凝土土水灰比對混混凝土碳化化影響呈明明顯的線性性關系。水水灰比越大大，則水水灰比影響響系數(shù)越大大，混凝土土內(nèi)部孔隙隙率越大，，密實性越越差，滲透透性越差，，碳化速度度越快。為為了配制抗抗碳化性能能較好的混混凝土，應應盡可能降降低混凝土土的水灰比比。（3）粉煤灰取取代影響系系數(shù)粉煤灰影響響系數(shù)輕集料混凝凝土普通混凝土土－粉煤灰等量取代水泥的質(zhì)量分數(shù)（％），例如取代水泥的質(zhì)量分數(shù)為10％，則F=10。粉煤灰具有一定的活性，摻用一定的粉煤灰，可節(jié)約水泥、降低大體積砼水化熱、改善泵送砼性能。但它和水泥水化后的氫氧化鈣相結合，使水泥堿度降低，從而削弱混凝土的抗碳化性能。在一般工藝條件下，其最大取代量不宜超過水泥質(zhì)量的20％，否則增加太快。（4）水泥品種種影響系數(shù)數(shù)集料品種425號普通硅酸鹽水泥425號礦渣或火山灰水泥325號礦渣水泥輕集料砼11.201.25普通砼11.351.50水泥品種影影響系數(shù)普通硅酸鹽鹽水泥配制制的砼比混混合材含量量較高的同同標號礦渣渣水泥和火火山灰是你你配制的同同有較好的的抗碳化性性能。水泥泥中活性混混合材含量量越高，越越易與水泥泥水化產(chǎn)物物氫氧化鈣鈣反應，降降低堿度，，影響碳化化性能。為為提高抗碳碳化性能，，應選用不不含混合材材的硅酸鹽鹽水泥或少少含混合材材的普通硅硅酸鹽水泥泥。（5）集料品種種影響系數(shù)數(shù)集料品種粗骨料細骨料

天然輕集料

人造輕集料普通集料普通砂破碎輕砂珍珠巖砂輕集料砼1.000.60－1.001.402.00普通砼－－0.561.00－－集料品種影影響系數(shù)普通集料結結構致密，，吸水率小小。天然集集料結構多多孔，吸水水率較大。。人造輕集集料孔隙率率較小，且且多為圓形形封閉孔，，吸水率較較小。注：影響系系數(shù)為表中中粗細集料料的乘積（6）養(yǎng)護方法法影響系數(shù)數(shù)集料品種標準養(yǎng)護方法蒸汽養(yǎng)護方法輕集料砼11.50普通砼11.80養(yǎng)護方法影影響系數(shù)標準養(yǎng)護：：溫度20±3℃℃，相對濕度度不小于90％蒸汽養(yǎng)護：：靜庭4h，升溫3h，恒溫最高高溫90℃，恒溫6－8h，降溫2h碳化深度小小結公式建立在在快速碳化化的基礎上上，按照我我國標準，，快速碳化化試驗是在在溫度20±3℃℃，CO2體積分數(shù)為為20±3％條件下進進行的?？炜焖偬蓟?8天的碳化深深度約相當當于在正常常大氣條件件下（CO2體積分數(shù)為為0.03％）條件件下混凝土土存放齡期期為50年的自然碳碳化深度。。通過CO2體積分數(shù)對對混凝土碳碳化深度的的影響對比比，可以用用下式表示示－不同環(huán)境條件下CO2相對體積分數(shù)－不同碳化深度（mm）－碳化齡期（天或年）我國作為擁擁有混凝土土結構最多多的國家，，近年來關關于混凝土土碳化深度度預測模型型的研究也也很多，理論模型與與經(jīng)驗模型型兩類：碳化深度與與碳化時間間的平方根根成正比。。雖然這些模模型對預測測混凝土碳碳化深度有有借鑒作用用，但由于于一般大氣氣環(huán)境下，，影響混凝凝土碳化深深度的因素素很多，隨隨機性也很很大。這些些模型都不能反映映實際工程程中各種影影響因素具具有時變性性的特點。所以：碳化深度預預測模型需需要改進！如：貝葉葉斯理論等等混凝土碳化化深度預測測方法上圖可見，，貝葉斯更更新能夠提提高碳化深深度的預測測精度！事實上，混混凝土碳化化在一定程程度上對混混凝土構件件的強度提提高是有益益的！但其其受壓應力力-應變曲線上上升和下降降段變陡，，混凝土脆脆性變大。。碳化前后混混凝土應力力應變曲線線關系在混凝土結結構耐久性性研究中，，一個極為為關鍵的問問題就是混混凝土碳化化速度的準準確評定，，不同的碳化深度預預測模型指導著著不同國家家的耐久性性設計規(guī)范范。影響混凝土土碳化深度度的因素很很多，隨機機性也很大大！問題提出：：1994年，英國學學者Parrott試驗發(fā)現(xiàn)：：當用酚酞酞試劑測定定的碳化深度發(fā)發(fā)展到距離離鋼筋表面面一定深度度而并未到到達鋼筋表表面時，鋼鋼筋便開始始銹蝕，而且隨著著碳化深度度的增加，，鋼筋誘蝕蝕速度加快快，直到碳碳化深度發(fā)發(fā)展到超過過鋼筋位置置某個長度度時，銹蝕蝕速度才穩(wěn)穩(wěn)定下來？問題答案：混凝土碳化化過程中部分碳化區(qū)區(qū)的存在是鋼筋銹銹蝕速度隨碳化化深度加深而增增大的根本原因因?；炷撂蓟瘜︿撲摻钿P蝕的影響響事實上，混凝土土碳化的最大危危害就是促使鋼鋼筋的銹蝕！鋼筋銹蝕的速度度在PH＝9~11.5的區(qū)段內(nèi)隨pH值下降而增大，，pH值在9以下時銹蝕速度度保持穩(wěn)定不變變．pH值在11.5以上時鋼筋處于于鈍化狀態(tài)；受碳化混凝土試試件中，pH值由外到內(nèi)是逐逐漸升高的，特特別是當環(huán)境濕濕度較低時更加加明顯。碳化深度檢測方方法對于整個構件或或結構應在有代代表性的地方布布置測區(qū)，每一一個測區(qū)應測三三個點，以其平平均值作為該測測區(qū)的代表值。。對舊混凝土結構構進行檢測時常常常需要實測混混凝土碳化深度度。常用方法就是用用質(zhì)量分數(shù)為1％的酚酞酒精試試劑噴在混凝土土新破損面上（（鉆孔或鑿開混混凝土形成測試試面），已經(jīng)碳化的混凝凝土不會變色，，未碳化部分為為紫紅色，用卡尺精確量量測混凝土表面面到變色分界處處的深度，即為為混凝土碳化深深度。碳化處理方法（1）碳化深度過大大，鋼筋銹蝕明明顯，危及結構構安全構件應拆拆除重建；（2）對碳化深度較較小并小于鋼筋筋保護層厚度，，碳化層比較堅堅硬的，可用優(yōu)優(yōu)質(zhì)涂料封閉；；（3）對碳化深度大大于鋼筋保護層層厚度或碳化深深度雖較小但碳碳化層疏松剝落落的，應鑿除碳碳化層，粉刷高高強砂漿或澆筑筑高強混凝土；；（4）對鋼筋銹蝕嚴嚴重的，應在修修補前除銹，并并根據(jù)銹蝕情況況和結構需要加加補鋼筋，防碳碳化后的結果，，要達到阻止或或盡可能減慢外外界有害氣體進進入混凝土內(nèi)侵侵蝕，使其內(nèi)部部和鋼筋一直處處在高堿性環(huán)境境中。2.1.3混凝土的腐蝕混凝土碳化混凝土化學腐蝕堿－骨料反應混凝土腐蝕酸腐蝕強堿腐蝕硫酸鹽腐蝕混凝土化學腐蝕蝕（1）硫酸鹽腐蝕在化工建筑中最最常見，污水處處理、化纖、制制鹽、制皂等建建筑混凝土構件件常因硫酸鹽腐腐蝕破壞。常見見的有硫酸鈉、、硫酸鎂、硫酸酸鉀、硫酸鈣等等，基本都溶于于水，其與水泥泥石中的氫氧化化鈣及水化鋁酸酸鈣發(fā)生化學反反應，生成石膏膏和硫鋁酸鈣，，產(chǎn)生體積膨脹脹，導致混凝土土破壞。硫酸鹽侵蝕混凝凝土，表面發(fā)白白，損害從棱角角處開始，裂縫縫展開并剝落，，混凝土形成一一種易碎的松散散狀態(tài)（橋梁上上也比較常見））。（1）硫酸鹽腐蝕硫酸鈉、硫酸鎂鎂、硫酸氨等，，有兩個反應過過程：石膏腐蝕過程硫鋁酸鹽腐蝕過過程單硫型鋁酸鹽水化硅酸鈣鈣礬石伴隨體積的明顯顯膨脹，導致混混凝土開裂！防止方法：用瀝瀝青、橡膠、瀝瀝青漆等處理混混凝土表面，形形成耐蝕的保護護層?；炷粱瘜W腐蝕蝕（1）硫酸鹽腐蝕－－影響因素水泥品種（熟料中氧化鈣含量高）硫酸鹽腐蝕影響因素硫酸鹽濃度（高）混凝土滲透性（大）水灰比（大）地下水位高低變化（頻繁）水的流動（頻繁）土壤的孔隙率（大）地下室、擋土墻、涵洞比基礎和樁基更容易受到硫酸鹽腐蝕的原因?；炷了崆治g硫酸、鹽酸、硝硝酸、醋酸、甲甲酸、乳酸、磷磷酸等影響因素：混凝凝土本身的特性性，包括混凝土土的滲透性、孔孔隙率、裂縫狀狀況等，以及混混凝土結構所處處的酸環(huán)境，包包括酸的種類、、濃度和狀態(tài)等等。防止方法：：用瀝青、橡膠膠、瀝青漆等處處理混凝土表面面，形成耐蝕的的保護層。堿－骨料反應水泥和混凝土的的有關添加劑中中堿性氧化物質(zhì)質(zhì)（K2O和Na2O）與混凝土骨料料中的活性物質(zhì)質(zhì)（活性氧化硅硅）在常溫常壓壓下緩慢反應形形成堿硅膠后，，吸水膨脹導致致混凝土破壞的的現(xiàn)象。生成物物體積膨脹（3－4倍）。堿骨料反反應速度較慢，，破壞現(xiàn)象多年年才能發(fā)現(xiàn)。堿－骨料反應的的必要條件是水水泥中堿量較高高（混凝土總堿堿量達到3kg/m3）；骨料中存在活性性硅（活性、粒粒徑、數(shù)量）；；堿－骨料反應的的充分條件是存存在水分；堿－骨料反應堿－骨料反應的的特點混凝土表面產(chǎn)生生雜亂的網(wǎng)狀裂裂縫，或在骨料料周圍出現(xiàn)反應應環(huán)；在破壞區(qū)的試樣樣中可測定堿－－硅酸鹽凝膠；；在構件裂縫中，，可以發(fā)現(xiàn)堿－－硅酸鹽凝膠失失水硬化形成的的白色粉狀物；；掃描電鏡下的堿性反應凝膠常見的堿—骨料反應破壞形式海水侵蝕海水中含有大量量可溶性鹽類NaCI2，MgCl2，CaSO4，MgSO4等構筑物與海水不不直接接觸部位位(潮濕空氣中氯鹽鹽侵蝕)海水浪濺區(qū)(干濕循環(huán)作用，，鹽類膨脹銹蝕蝕)潮汛漲落區(qū)(最嚴重，海水沖沖蝕、干濕循環(huán)環(huán)、凍融循環(huán))長期在海水中部部位混凝土腐蝕防治治措施選用合適的水泥泥品種提高混凝土的密密實性和抗?jié)B性性增加混凝土保護護層厚度摻用火山灰質(zhì)的的活性摻合料對混凝土表面進進行處理使用超耐久性混混凝土2.1.4混凝土凍融破壞壞破壞機理：混凝土中游離離水和孔隙水結結冰體積膨脹（（毛細孔中存在在游離水是導致致混凝土凍融破破壞的主要因素素）影響因素：混凝土抗凍性性與內(nèi)部孔隙結結構、水飽和程程度、受凍齡期期、砼抗拉強度度有關砼抗凍性隨齡期增長而提高砼抗凍性與水泥品種有關，水泥活性性越大，流動性性能越好。普通通硅酸鹽水泥優(yōu)優(yōu)于礦渣水泥和和火山灰水泥現(xiàn)象：砼表面部分砂砂漿粉化剝落，，粗骨料外露，，一般發(fā)生在構構件端部、混凝凝土路面板接頭頭、水工構筑物物水面線處、橋橋面板端部等處處（東北、西北北等地區(qū)嚴重））。什么是混凝土結結構的耐久性能能？混凝土結構或構構件在正常使用用和維護條件下下，隨時間的延延續(xù)仍能滿足預預定功能的能力力。個人定義顯然，混凝土用用于結構才具有有耐久性要求；；混凝土結構耐耐久性能通過混混凝土耐久性體體現(xiàn)。正像新拌混凝土土工作性一樣，，混凝土耐久性性也是一個綜合合性指標。優(yōu)點：取材廣泛、造價價低廉、施工簡簡單等；缺點：開裂、滲漏及基基礎沉降。2.2砌體結構云南大理千尋塔塔，建于南詔時時期，距今千年年，為聚乙烯醇醇水泥壓力灌漿漿法加固磚塔。。荷載裂縫有：受受壓裂縫、受彎彎裂縫、局部受受壓裂縫、受拉拉裂縫以及受剪剪裂縫。荷載裂裂縫的出現(xiàn)，表表明砌體承載力力安全度不夠，，應及時進行加加固。2.2.1砌體裂縫的種類類和原因分析種類：一是由荷載引起起，反應了砌體體的承載力不足足或穩(wěn)定性不夠夠；二是由于溫度變變化或地基不均均勻沉降引起。后者引起的砌砌體開裂約占90%左右。3.1.1砌體的荷載裂縫縫受壓裂縫裂縫順軸向力方方向，砌體中有有斷磚現(xiàn)象，當當豎向裂縫連續(xù)續(xù)長度超過4皮皮轉時，砌體接接近破壞。受彎裂縫偏心受壓構件，，裂縫垂直于荷載載作用方向；磚磚砌平拱抗彎強強度不足產(chǎn)生豎豎向或斜向裂縫縫。受拉裂縫水池池壁、筒倉倉等結構，裂縫縫與拉力方向垂垂直或呈馬牙狀狀。受剪裂縫擋土墻或拱座處處，裂縫呈水平平或階梯狀態(tài)。。局部受壓裂縫大梁或梁墊下的的斜向或豎向裂裂縫。砌體的溫度裂縫縫溫度變化所引起起的裂縫，在砌砌體裂縫中所占占的比例是最大的。溫度裂縫的特點點：一般對稱分布；；溫度裂縫始自房房屋的頂層，偶偶爾才向下發(fā)展展；溫度裂縫經(jīng)一年年后即可穩(wěn)定，，不再擴展。溫度裂縫頂層斜裂縫因日照及氣溫變變化，材料的線線膨脹系數(shù)不同同，并存在較強強的約束，造成成屋蓋與磚墻變變形不一致所產(chǎn)產(chǎn)生的裂縫。呈呈正八字或倒八八字形態(tài)。頂層水平裂縫砂漿強度較低時時，在屋頂頂層層圈梁下四角出出現(xiàn)水平裂縫，，是由屋蓋的熱熱脹或冷縮作用用所致。砌體的沉降裂縫縫因地基不均勻沉沉降引起。一般般呈450的斜裂縫。沉降裂縫的特點點：1、多層房屋中中、下部的裂縫縫較上部的裂縫縫大，有時甚至至僅在底層出現(xiàn)現(xiàn)裂縫；2、沉降縫向上上指向哪里，那那里下部的沉降降量必然是較大大的。長高比較大的磚磚混結構房屋,中部地基沉沉降大于兩端時時產(chǎn)生八字裂縫縫。地基兩端沉降大大于中部時,產(chǎn)產(chǎn)生倒八字裂裂縫。房屋一端處在軟軟土地基上或較較差地基上，該該端產(chǎn)生較大沉沉降而產(chǎn)生裂縫縫.地基突變,一一端沉降較大時時,產(chǎn)生豎向向裂縫。地震引起的裂縫凍脹引起的裂縫。由鋼板、熱軋型鋼或冷加工成型的薄薄壁型鋼以及鋼索為主材建建造的工程結構，，如房屋、橋梁等等，稱為鋼結構。什么是鋼結構?鋼結構是土木工程程的主要結構形式式之一。鋼結構與鋼筋混凝凝土結構、砌體結結構等都屬于按材材料劃分的工程結結構的不同分支。。結構：基本構件組成的受力體系，建筑物(構筑物)的骨架2.2鋼結構損傷機理及及其危害鋼結構的發(fā)展簡史史鋼(steel)是鐵碳合金，人類類采用鋼結構的歷歷史和煉鐵、煉鋼技術的發(fā)展是密密不可分的。早在公元前2000年左右，在人類古古代文明的發(fā)祥地地之一的美索不達米亞平原原（位于現(xiàn)代伊拉拉克境內(nèi)的幼發(fā)拉拉底河和底格里斯斯河之間）就出現(xiàn)現(xiàn)了早期的煉鐵術術。早在戰(zhàn)國時期，我我國的煉鐵技術已已很盛行。我國是最早用鋼鐵鐵建造承重結構的的國家1.鐵橋墩(始皇)2.鐵鏈橋3.鐵塔公元65年，漢明帝時代建造了鐵鏈懸橋——云南“蘭津橋”1705年建成的四川瀘定大渡河橋，橋寬2.8m，跨長100m，由9根橋面鐵鏈和4根橋欄鐵鏈構成，兩端系于直徑20cm、長4m的生鐵鑄成的錨樁上。公元1061年（宋代）在湖北荊州玉泉寺建成的13層鐵塔建國以來鋼結構50年代,為初盛時期（156項援建工程大部分分為重型鋼結構））。60-70年代,為限制使用時期，當時中國鋼產(chǎn)量僅僅1～2千萬噸，主要用于于國防.機械業(yè)。當時國家家政策建筑業(yè)中“凡是可用其它材料料代替的，均不用用鋼結構建造”。由于受到鋼產(chǎn)量量的制約，鋼結構僅在重型廠房、大跨度度公共建筑、鐵路路橋梁以及塔桅結結構中采用。二十世紀鋼筋混凝凝土結構成為中國國主導結構。80-90年代后,出現(xiàn)了新的發(fā)展時期（鋼產(chǎn)量自1996年起連續(xù)多年超億億噸),國家鼓勵建筑用鋼。中國鋼結構應用發(fā)發(fā)展的三個時期剛解放時鋼產(chǎn)量幾幾乎是零1949十幾萬噸1990 5000萬噸1995 7000萬噸1996 1億噸20001.285億噸20042.72億20064.62億噸20074.89億噸2003年中國鋼鐵行業(yè)產(chǎn)產(chǎn)量、消費量均占世界第一。歷史上鋼產(chǎn)過億噸噸國家僅有前蘇聯(lián)、美國和日日本，過2億噸由中國開創(chuàng)。鋼產(chǎn)量每年以15%-20%的水平遞增億噸我國鋼結構應用現(xiàn)現(xiàn)狀，與發(fā)達國家家比較自1996年鋼產(chǎn)量超過1億噸，連續(xù)10年居世界第一。建筑用鋼占各國鋼鋼材消費的比例都都很高。中國最高占53.3％(房屋40%,土木13.3%);中國用于鋼結構房房屋建筑僅占3%左右;2010年預計達到6%。歐盟15國占41%;美國占21%;日本占43.2%(房屋29%,土木14.2%)。中外建筑鋼結構應應用比較國家中國韓國日本美國鋼結構建筑總量/建筑總量1％20％50％68％耐熱性較好，耐火性差鋼材雖為非燃燒體體，但裸露鋼結構構耐火極限一般為為15～20分鐘2007年8月14日正在建設中的上上海環(huán)球金融中心心發(fā)生火災鋼結構防火保護措措施71鋼材的強度較混凝凝土、砌體及其他他常見的結構強度度高，在通常的建建筑結構中，按允允許應力求得的鋼鋼結構所需的斷面面較小，因此在多多數(shù)情況下，鋼結結構構件的截面尺尺寸是由穩(wěn)定控制的。鋼結構的失穩(wěn)穩(wěn)主要發(fā)生在其最最基本的軸心受壓壓構件、壓彎構件件和受彎構件。失失穩(wěn)分為整體失穩(wěn)穩(wěn)和局部失穩(wěn)。影響結構構件整體穩(wěn)定性的主要原因因（1）構件設計的整體穩(wěn)定性不足足。長細比是影響響整體穩(wěn)定最主要要的因素。（2）構件的各類初始缺陷。包括初彎曲，初初偏心，加工過程程產(chǎn)生的殘余應力力和殘余變形、焊焊接應力和殘余變變形等。（3）構件受力條件的改變。結構使用用荷載和使用條件件發(fā)生變化，如超超載、節(jié)點的破壞壞、溫度的變化、、基礎不均勻沉降降、以外沖擊荷載載、結構加固過程程中計算簡圖的改改變。（4）施工臨時支撐體系不夠2.3.1鋼結構的穩(wěn)定問題題72導致鋼結構局部失穩(wěn)的主要原因（1）構件的局部穩(wěn)定定的不滿足。例如如工形、槽形等截截面的翼緣的寬厚比和腹板的寬寬厚比大于限值，，易發(fā)生局部失穩(wěn)穩(wěn)。（2）局部受力部位加加勁構造措施不合合理。（3）吊裝時吊點位置置選擇不當。1.鋼材的疲勞問題鋼材在持續(xù)反復荷載下會發(fā)生疲勞破壞壞。在疲勞破壞之之前，鋼材內(nèi)部并不出現(xiàn)現(xiàn)明顯的變形或局局部的頸縮，鋼材材的疲勞破壞是脆性破壞。破壞機理是：鋼鋼材內(nèi)部及其外表表面有雜質(zhì)和損傷的存在，在反復荷荷載作用下，在這這些薄弱點附近形形成應力集中，使鋼材在很小的的區(qū)域內(nèi)發(fā)生較大大的應變，于是在在該處首先發(fā)生微裂，在反復荷荷載作用下，微裂裂擴展，前裂口發(fā)發(fā)展到一定程度，應力超過鋼材材晶格間的結合力力，于是發(fā)生脆斷斷。鋼材斷裂時，相應應的最大應力稱為為鋼材的疲勞強度，疲勞強度與荷載循環(huán)次數(shù)數(shù)等因素有關，結結構工程中是以二百萬次循環(huán)時產(chǎn)生疲勞斷裂的最最大應力作為疲勞勞極限。2.3.2鋼材的疲勞問題742.工程中常見的疲勞勞問題工程中常出現(xiàn)疲勞勞問題的鋼結構構構件是吊車梁，特別是在重級工作制作用下的的吊車梁問題更為為突出。主要原因：（1）鋼軌偏心（2）應力集中的問題題（3）工字梁變截面處處裂縫大多從受拉拉翼緣開展到腹板板上。（4）銹蝕問題。（5）材料問題。（6）使用問題。3.疲勞問題的防治鋼結構的疲勞問題題應從預防入手。。把好材料關，注注意制作過程，精心使用。2.3.3鋼材的脆性破壞問問題1.概述鋼結構的一個顯著著特點是變形性能能好，特別是當構構件使用低碳鋼時，有明明顯的屈服臺階，，有破壞征兆。但但是在一定條件下，鋼材會會發(fā)生脆性斷裂，，構成毫無征兆的破壞。鋼結構的脆性斷裂裂可分為以下幾個個類別：低溫脆斷斷、應力腐蝕、氫脆、疲疲勞破壞和斷裂破破壞等。外因：低溫、腐蝕、反反復荷載等外部內(nèi)因：鋼材本身缺陷，，設計不合理及施施工質(zhì)量問題等。。2.低溫脆斷（冷脆））在常溫下鋼材本是是韌性材料，隨著著溫度的下降，鋼鋼材的強度略有提高而而塑性和沖擊韌性有所下降（變脆）），當溫度下降到某一數(shù)數(shù)值（冷脆臨界溫溫度）時，鋼材的的沖擊韌性突然急劇下降，，試件斷口發(fā)生脆脆性破壞，這種現(xiàn)現(xiàn)象叫低溫冷脆現(xiàn)象。氮、磷含量超標會降低鋼鋼材的沖擊韌性，，對冷脆有不利影響。3.應力腐蝕斷裂和氫氫脆所謂應力腐蝕裂縫是指在長期高高應力作用鋼材中中，陽極腐蝕區(qū)極小時造造成的斷裂。氫脆是由陰極腐蝕造成成的。在某些特定定條件下，原子氫氫隨著陰極腐蝕過過程而生成，并進進入鋼材與鋼材內(nèi)內(nèi)部的氫分子結合合產(chǎn)生較大的內(nèi)應應力，最終導致鋼鋼材局部開裂產(chǎn)生生脆性破壞。單純的應力腐蝕和和氫脆是比較少見見的，多數(shù)情況下下，這種破壞伴隨隨有低溫或反復荷載。4.脆性破壞的預防關鍵是選擇合適的的材料，精心施工工，定期檢查和及及時采取有效措施施。（1）選擇合適的鋼材材，檢查鋼材中各各元素的含量，成為質(zhì)檢檢和驗收的一項重重要指標。（2）對鋼材的缺陷進進行外觀檢查，如發(fā)裂、夾層、、縮孔、白點、斑斑痕和劃痕等。若若對內(nèi)部存在懷疑疑，則需進行專門門的探傷檢查。2.4地基基礎損傷機理理及其危害1.基本概念地基：支承建筑物物上部結構荷載的的土體或巖體。基礎：建筑物向地地基傳遞荷載的下部結構。天然地基：地基不加處理就能夠滿足建筑物物對地基要求的。。人工地基：需進行行地基處理（例如換土墊層、、機械夯實、土樁樁擠密、堆載預壓壓等方法）才能滿滿足建筑物對地基基要求的。分類方法：按埋置深度分為淺淺埋基礎和深埋基基礎。按變形特征分為柔柔性基礎和剛性基基礎。按基礎形式分為獨獨立基礎、聯(lián)合基基礎、條形基礎、、筏形基礎、箱型基礎、樁基礎礎、地下連續(xù)墻基基礎等。2.4.1概述2.地基基礎設計必須須滿足的基本要求求（1）工程結構在各類類荷載的組合作用用下，作用于地基基上的設計荷載不超過地基承載力設計值值，土體應滿足整整體穩(wěn)定要求，不產(chǎn)生滑動破壞。（2）建筑物基礎沉降降不超過地基變形允許值，，保證建筑物不因地基變形發(fā)生損壞或或影響正常使用。。3.常見地基或基礎工工程事故多由以下下原因造成：（1）地基失穩(wěn)工程事事故（2）土坡滑動工程事事故（3）軟弱地基工程事事故（4）濕陷性黃土地基基工程事故（5）膨脹土地基工程程事故（6）季節(jié)性凍土地基基工程事故1.地基失穩(wěn)特征整體剪切破壞:對于壓縮性較小的的密實沙土和堅硬硬黏土，在地基中從基礎的一側到到另一側形成連續(xù)續(xù)滑動面，基礎四四周的地面明顯隆起，基礎傾斜，甚至至倒塌。沖切剪切破壞:對于壓縮性較大的的松砂和軟黏土，，基礎下面軟弱土變形使基礎連續(xù)續(xù)下沉，產(chǎn)生過量量沉降，破壞時基基礎“切入”土中，地基中沒有滑滑動面，基礎四周周也不隆起，基礎礎不發(fā)生很大的傾斜更不會倒塌塌。2.4.2地基失穩(wěn)對工程結結構的危害局部剪切破壞:介于整體剪切破壞壞和沖切剪切破壞壞之間，類似于整體剪切，滑動面面從基礎一邊開始始，終止于地基中中的某點，只有當基礎發(fā)生相當當大的豎向位移時時，滑動面才會發(fā)發(fā)展到地面，破壞時基礎四周地地面略有隆起，但但基礎不會明顯傾傾斜或倒塌。土中滑動面并不延延伸到地面，基礎礎兩側地面微微隆隆起，沒有出現(xiàn)明明顯的裂縫。地基破壞形式與地地基土層分布、基基礎埋深、加荷速速率等因素有關，，當基礎埋深較淺淺，荷載為緩慢施施加的恒載時，將將趨于形成整體剪剪切破壞；當基礎礎埋置較深，荷載載施加速率較快或或受沖擊荷載作用用時，則趨于形成成沖切剪切破壞和和局部剪切破壞。。2.地基失穩(wěn)穩(wěn)對工程程結構的的危害地基失穩(wěn)穩(wěn)造成的的工程事事故在建建筑工程程中較為為少見，，在道路路工程和和堤壩工工程中相相對多，，這與工工程設計計中安全全度控制制有關。。建筑工程程對地基變變形要求求嚴，地地基穩(wěn)定