淺談房屋安全鑒定中常見裂縫

淺談房屋安全鑒定中常見裂縫【摘要】本文主要針對房屋安全鑒定工作中有關(guān)結(jié)構(gòu)構(gòu)件常見裂縫進行闡述，為房屋安全鑒定提供依據(jù)。【關(guān)鍵字】裂縫；房屋安全鑒定；荷載裂縫；變形裂縫引言裂縫是固體材料某種不連續(xù)現(xiàn)象，大量工程實踐所提供的經(jīng)驗都說明，建筑物的裂縫是不可避免的，而房屋的破壞往往始于裂縫，因此在房屋安全鑒定中，鑒別和分析裂縫是重要內(nèi)容之一。一、主要結(jié)構(gòu)裂縫類別房屋在實際使用過程中承受兩類荷載或作用：第一類荷載，包括靜荷載、動荷載和其他荷載；第二類荷載，即變形荷載（因溫度變化、材料收縮和膨脹、地基基礎的不均勻沉降等）。因此，可將裂縫分為荷載裂縫和變形裂縫。1、 砌體結(jié)構(gòu)裂縫荷載裂縫是指墻體因受第一類荷載而產(chǎn)生的裂縫。墻體承受自重以及樓蓋、屋蓋傳來的豎向荷載，墻體還可能承受水平地震作用，當墻體因荷載作用產(chǎn)生的應力超過其抗壓、抗剪、抗拉強度時，即產(chǎn)生受力裂縫。變形裂縫是指由結(jié)構(gòu)變形引起的裂縫。外界溫度、濕度變化、地基基礎變形和不均勻沉降、材料本身的收縮等因素作用，可能導致房屋結(jié)構(gòu)變形，使磚砌墻體內(nèi)產(chǎn)生較大的附加應力，當該應力超過材料強度時，就會造成墻體的開裂，即產(chǎn)生變形裂縫。常見的變形裂縫有沉降裂縫、溫度裂縫、收縮裂縫等。國內(nèi)外調(diào)查結(jié)果表明，砌體結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的裂縫，屬于變形和以變形作用為主引起的約占90%；荷載作用或以荷載作用為主引起的約占10%。2、 混凝土結(jié)構(gòu)裂縫荷載裂縫：由第一類荷載直接作用產(chǎn)生的應力所引起的裂縫，稱為荷載裂縫。當結(jié)構(gòu)自重、使用荷載等因素超過設計初始設定值時，造成結(jié)構(gòu)承載能力小于荷載作用，導致結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫。在由外荷載直接引起結(jié)構(gòu)裂縫的工程，普通鋼筋混凝土構(gòu)件當內(nèi)力達到30%極限荷載時（混凝土應力達到抗拉強度）便已出現(xiàn)裂縫，裂縫寬度在0.05?0.10mm，這種裂縫對結(jié)構(gòu)的安全度一般沒有影響，還可承受70%?80%的極限荷載。所以，混凝土結(jié)構(gòu)允許帶裂縫工作，只要在一定程度或規(guī)范允許寬度范圍內(nèi)即是安全的。變形裂縫：由第二類荷載(變形荷載)引起的裂縫。當結(jié)構(gòu)受第二類荷載作用產(chǎn)生變形，變形受到約束得不到自由伸展時，會引起結(jié)構(gòu)內(nèi)部產(chǎn)生應力，應力超過一定數(shù)值時會引起構(gòu)件裂縫。在變形作用下，結(jié)構(gòu)的抗力與抗裂性取決于混凝土的抗拉性能，即抗拉強度和抗拉變形。在由變形變化引起裂縫的工程中，超靜定結(jié)構(gòu)占多數(shù)，由于這類結(jié)構(gòu)的承載能力有較大的安全度，有較好的韌性，能適應較大的變形，有時盡管裂縫較嚴重，房屋也不至于出現(xiàn)倒塌破壞。據(jù)統(tǒng)計，混凝土結(jié)構(gòu)的這種裂縫占全部裂縫的80%以上，其中又以溫度、收縮裂縫居多，地基變形裂縫次之。二、常見構(gòu)件的裂縫1、磚墻的裂縫“八”字形裂縫：主要出現(xiàn)在橫墻與縱墻兩端。一種屬地基不均勻沉降裂縫，當房屋兩端沉降小，中間沉降大時，形成反向彎曲變形，縱墻上出現(xiàn)斜裂縫，多數(shù)裂縫通過窗口的兩個對角，在墻面上呈“八”字形分布。另一種裂縫屬溫度收縮裂縫，一般位于房屋頂層兩端，有時可能發(fā)展至房屋長度的1/3,嚴重時亦可能發(fā)展至頂層以下1?2層。此裂縫形成的主要原因是氣溫升高后，屋面板溫度變形大于砌體，產(chǎn)生一定的溫度應力，屋面板的作用力傳給墻體，使頂層墻體受到拉力和剪力，拉應力和剪應力兩端大中間小，當拉應力超過砌體抗拉極限時，兩端墻體即出現(xiàn)“八”字形開裂。倒“八”字形裂縫：當房屋兩端沉降大，中間沉降小時，形成反向彎曲變形，縱墻上出現(xiàn)斜裂縫，多數(shù)裂縫通過窗口的兩個對角，在墻面上呈倒“八”字形分布。水平裂縫：多位于頂層縱橫墻、女兒墻及山墻處。當屋面保溫隔熱較差，屋面板受熱膨脹，對墻體產(chǎn)生水平力，而墻體在端部收縮大于中部且砌體抗剪能力較低，使墻體與屋面板間產(chǎn)生水平裂縫。另外，當房屋產(chǎn)生局部不均勻沉降時，由于中間下部開裂區(qū)的墻體有自重作用，造成垂直拉應力，使墻體產(chǎn)生水平裂縫。豎向裂縫：主要出現(xiàn)在窗臺墻處、過梁端部及樓層錯層處。產(chǎn)生裂縫的原因是，當氣溫和環(huán)境溫度溫差太大時，導致磚砌體和混凝土構(gòu)件之間的變形差異加大，且相互約束，因而在墻體上產(chǎn)生較大的拉應力，使墻體開裂。豎向裂縫一般只在墻體局部發(fā)生，底層比上層嚴重，靠近樓板處裂縫較寬。此外，當?shù)鼗蛔?，一端沉降較大時，地基突變處上部墻體會出現(xiàn)豎向裂縫。（5） X形裂縫：多數(shù)沿砌體灰縫開裂，主要受房屋熱脹冷縮的反復作用形成，而底層墻體產(chǎn)生的X形裂縫則是由于基礎不平整或不均勻沉降引起。另外，在地震作用下也會產(chǎn)生X形裂縫。2、 混凝土柱的裂縫柱的受力裂縫根據(jù)受力方式不同而有所區(qū)別：（1） 軸心受壓：當軸向壓力超過柱的承載能力，柱的四個側(cè)面均出現(xiàn)豎向間斷裂縫。（2） 大偏心受壓：在遠離縱向作用力的柱一側(cè)首先出現(xiàn)水平裂縫，爾后在靠近縱向作用力的柱一側(cè)出現(xiàn)多條豎向間斷裂縫。（3） 小偏心受壓：在靠近縱向作用力的柱一側(cè)出現(xiàn)多條豎向間斷裂縫。柱的變形裂縫（非受力裂縫）多是因基礎不均勻沉降或拆模過早，在柱的上下端等施工縫部位出現(xiàn)水平環(huán)向裂縫。柱的X形裂縫多屬地震作用下的剪切裂縫。3、 混凝土梁的裂縫出現(xiàn)在梁的跨中底部的受力裂縫，裂縫與梁垂直，下寬上窄，由跨中向兩側(cè)，逐漸傾斜，系正彎矩所致；出現(xiàn)在梁的支座邊緣頂部的受力裂縫，上寬下窄，系支座負彎矩所致；出現(xiàn)在梁底部支座邊緣外的受力裂縫，呈45°斜向，系彎矩和剪力所致。梁的非受力裂縫，一般發(fā)生在梁的兩側(cè)，裂縫呈直線形，大致等距、平行于箍筋，裂縫上寬下窄，大多為混凝土收縮和溫差影響所致。4、 預應力混凝土空心板的裂縫橫向裂縫：一般多在板底跨中或支座處，裂縫垂直于板跨，前者由于超載、質(zhì)量低劣、運輸不當?shù)仍蛩?，后者由于負彎矩所致。豎向裂縫：可出現(xiàn)于板底或是板面，前者由于空心板板縫灌縫質(zhì)量不佳所致，后者為施工不當或是混凝土收縮所致。5、 現(xiàn)澆混凝土板的裂縫現(xiàn)澆混凝土單向板：受力裂縫可能出現(xiàn)在板底跨中位置、平行于板的長邊，系板的跨中正彎矩在板底產(chǎn)生的拉應力超過混凝土的抗拉強度所致；也可能出現(xiàn)在板面位于次梁邊緣，系板的支座負彎矩作用所致?，F(xiàn)澆混凝土雙向板：受力裂縫首先出現(xiàn)在板底的中部且平行于長邊，然后逐漸沿45°斜線向板的四角擴展，這與板面荷載呈梯形分布相對應有關(guān)，現(xiàn)澆混凝土板面四角常出現(xiàn)45°切角裂縫，因樓板受荷載作用后，中間產(chǎn)生撓度，四角有蹺起的趨勢，但由于受到墻體或梁的約束，產(chǎn)生了負彎矩，因而產(chǎn)生了與對角線近乎垂直的45°斜裂縫。現(xiàn)澆鋼筋混凝土梁的變形裂縫不少都是貫穿性裂縫，板面與板底的形態(tài)大致相同，板面與板底的位置大致相近但不完全吻合。當板的收縮大于梁時，必然引起板內(nèi)拉應力，梁內(nèi)壓應力，即梁對板的收縮進行約束，容易導致板開裂。現(xiàn)澆鋼筋混凝土板的收縮裂縫方向取決于約束和抗拉能力，因此裂縫方向一般垂直于約束較大的方向和垂直于抗拉能力較弱的方向，即垂直于長邊、平行于短邊。三、 裂縫分析1、 判明是結(jié)構(gòu)性裂縫還是非結(jié)構(gòu)性裂縫。結(jié)構(gòu)性裂縫多由于結(jié)構(gòu)應力達到限值，造成承載力不足引起的，是結(jié)構(gòu)破壞開始的特征，或是結(jié)構(gòu)強度不足的征兆，必須進一步對裂縫進行分析。根據(jù)受力性質(zhì)和破壞形式分為脆性破壞和塑性破壞。脆性破壞的特點是事先沒有明顯的預兆而突然發(fā)生，一旦出現(xiàn)裂縫，對結(jié)構(gòu)強度影響很大，必須采取加固措施。塑性破壞特點是事先有明顯的變形和裂縫預兆，可以采取措施予以補救，危險性相對較小。非結(jié)構(gòu)性裂縫往往是自身應力形成的，如溫度裂縫、收縮裂縫，對結(jié)構(gòu)承載力的影響不大，可根據(jù)結(jié)構(gòu)耐久性、抗?jié)B、抗震、使用等方面要求采取修補措施。2、 查明裂縫的寬度、長度、深度、形態(tài)等數(shù)據(jù)。當裂縫超過規(guī)范的限值時，將嚴重影響構(gòu)件的整體性，應查明原因，根據(jù)危險性采取必要的加固措施。3、 判明裂縫是否穩(wěn)定以及發(fā)展趨勢。穩(wěn)定性裂縫只要不超過規(guī)范的