1、第九章 變形和裂縫寬度的計算9.4 產生裂縫的原因 混凝土結構中存在拉應力是產生裂縫的必要條件。混凝土結構中存在拉應力是產生裂縫的必要條件。除荷載作用外，結構的除荷載作用外，結構的不均勻沉降不均勻沉降、收縮收縮、溫度變溫度變化化，以及在混凝土，以及在混凝土凝結凝結、硬化階段等都會引起拉應、硬化階段等都會引起拉應力，從而產生裂縫。力，從而產生裂縫。 結構中主拉應力達到混凝土（當時）的抗拉強度時，結構中主拉應力達到混凝土（當時）的抗拉強度時，并不立即產生裂縫，而是當拉應變達到并不立即產生裂縫，而是當拉應變達到極限拉應變極限拉應變e etu時才出現裂縫。時才出現裂縫。9.4 產生裂縫的其他原因產生裂

2、縫的其他原因第九章 變形和裂縫寬度的計算9.4 產生裂縫的原因 硬化后的混凝土極限拉應變硬化后的混凝土極限拉應變e etu約為約為15010-6，即，即10m長的構長的構件，產生件，產生1.5mm的很小受拉變形即會產生裂縫。的很小受拉變形即會產生裂縫。 由于混凝土材料的不均勻性，由于混凝土材料的不均勻性，裂縫首先在強度最小的位置發裂縫首先在強度最小的位置發生生。裂縫發生前瞬間的應變分布會產生應變集中。裂縫發生前瞬間的應變分布會產生應變集中。 不同齡期的混凝土，其裂縫斷面狀況有較大差別。齡期很短不同齡期的混凝土，其裂縫斷面狀況有較大差別。齡期很短的混凝土，裂縫斷面較為光滑，兩裂縫不能完全閉合。而

3、充的混凝土，裂縫斷面較為光滑，兩裂縫不能完全閉合。而充分硬化后的混凝土，裂縫斷面則呈不規則較為鋒銳狀態，兩分硬化后的混凝土，裂縫斷面則呈不規則較為鋒銳狀態，兩斷面可以閉合。斷面可以閉合。第九章 變形和裂縫寬度的計算9.4 產生裂縫的原因開裂位置抗拉強度分布 ft,min開裂前瞬間應變開裂前應變分布彈性受拉應變分布短齡期混凝土完全硬化混凝土(a) 軸向抗拉強度分布(b) 開裂前應變分布(c) 混凝土開裂斷面狀況第九章 變形和裂縫寬度的計算9.4 產生裂縫的原因一、材料原因一、材料原因水泥異常凝結引起的裂縫水泥異常凝結引起的裂縫受風化的水泥，其品質很受風化的水泥，其品質很不安定不安定。混凝土澆筑后

4、達到一定強混凝土澆筑后達到一定強度前，在凝結硬化階段會度前，在凝結硬化階段會產生如圖所示的短小的不產生如圖所示的短小的不規則裂縫。規則裂縫。隨著水泥品質的改善，這隨著水泥品質的改善，這種裂縫目前較少見到。種裂縫目前較少見到。1、水泥方面、水泥方面第九章 變形和裂縫寬度的計算9.4 產生裂縫的原因水泥水化熱水泥水化熱水泥用量在水泥用量在300kg/m3左右時，溫度上升為左右時，溫度上升為3040左右。左右。混凝土在絕熱情況下的溫度上升早強水泥超早強水泥普通水泥單位水泥用量 280kg/m3坍落度 10cm骨料最大粒徑 25mm齡期（日）絕熱溫度上升（）第九章 變形和裂縫寬度的計算9.4 產生裂縫

5、的原因水化熱引起構件內部的溫度變化板在實際結構中，內部因水化熱產生蓄熱的同時，構件表面還在實際結構中，內部因水化熱產生蓄熱的同時，構件表面還產生放熱，使得構件溫度經上升后再下降。產生放熱，使得構件溫度經上升后再下降。第十一章 變形和裂縫寬度的計算11.4 產生裂縫的原因第九章 變形和裂縫寬度的計算9.4 產生裂縫的原因變形自由變形實際變形拉應變溫度分布應力分布拉壓大體積混凝土的溫度、應力分布和裂縫構件的最小尺寸大于構件的最小尺寸大于800mm時，通常可認為是大體積混凝土。時，通常可認為是大體積混凝土。對于大體積混凝土，對于大體積混凝土，內部溫度較大內部溫度較大，構件外周溫度較低構件外周溫度較低

6、，內，內外溫差很大，引起內外混凝土膨脹變形差異。內部混凝土膨外溫差很大，引起內外混凝土膨脹變形差異。內部混凝土膨脹受到外部混凝土的變形約束，而使構件表面產生裂縫。這脹受到外部混凝土的變形約束，而使構件表面產生裂縫。這種裂縫在構件表面通常呈直交狀況。種裂縫在構件表面通常呈直交狀況。T約 1mm/每 l=10m、每溫升 10，但澆筑后 23 天恢復（T0）水化熱對框架結構的影響第十一章 變形和裂縫寬度的計算11.4 產生裂縫的原因第九章 變形和裂縫寬度的計算9.4 產生裂縫的原因大型構件與小尺寸構件共同組成的結構（如基礎梁與薄墻板、大型構件與小尺寸構件共同組成的結構（如基礎梁與薄墻板、大尺寸梁與薄

7、樓板等），以及梁柱框架結構中均可能因溫差的大尺寸梁與薄樓板等），以及梁柱框架結構中均可能因溫差的影響產生裂縫。影響產生裂縫。第十一章 變形和裂縫寬度的計算11.4 產生裂縫的原因第九章 變形和裂縫寬度的計算9.4 產生裂縫的原因2、 骨料方面骨料方面骨料中泥份引起的裂縫堿骨料反應引起的裂縫第九章 變形和裂縫寬度的計算9.4 產生裂縫的原因混凝土下沉和泌水混凝土下沉和泌水混凝土澆筑后，在凝結過程中會產生下沉和泌水，下沉量約為混凝土澆筑后，在凝結過程中會產生下沉和泌水，下沉量約為澆筑高度的澆筑高度的1%。當下沉受到鋼筋或周圍混凝土的約束也會產。當下沉受到鋼筋或周圍混凝土的約束也會產生裂縫。生裂縫。

8、鋼筋裂縫水平鋼筋縫隙裂縫12mm/1m 高梁墻柱沿高度方向沉降分布混凝土下沉引起的裂縫第九章 變形和裂縫寬度的計算9.4 產生裂縫的原因3、施工原因、施工原因(a) 材料混合不均勻(b) 長時間攪拌(c) 快速澆筑(d) 先后澆筑時差過長混合材料不均勻混合材料不均勻：由于攪拌不均勻，材料的膨脹性和收縮：由于攪拌不均勻，材料的膨脹性和收縮的差異，引起局部的一些裂縫。的差異，引起局部的一些裂縫。長時間攪拌長時間攪拌：混凝土運輸時間過長，長時間攪拌突然停止：混凝土運輸時間過長，長時間攪拌突然停止后很快硬化產生的異常凝結，引起網狀裂縫。后很快硬化產生的異常凝結，引起網狀裂縫。第九章 變形和裂縫寬度的計

9、算1.4 產生裂縫的原因3、施工原因、施工原因(a) 材料混合不均勻(b) 長時間攪拌(c) 快速澆筑(d) 先后澆筑時差過長澆筑速度過快澆筑速度過快：當構件高度較大，如一次快速澆筑混凝土，：當構件高度較大，如一次快速澆筑混凝土，因下部混凝土尚未充分硬化，產生下沉，引起裂縫。因下部混凝土尚未充分硬化，產生下沉，引起裂縫。交接縫交接縫：澆筑先后時差過長，先澆筑的混凝土已硬化，導致：澆筑先后時差過長，先澆筑的混凝土已硬化，導致交接縫混凝土不連續，這是結構產生裂縫的起始位置，將成交接縫混凝土不連續，這是結構產生裂縫的起始位置，將成為結構承載力和耐久性的缺陷。為結構承載力和耐久性的缺陷。第九章 變形和

10、裂縫寬度的計算9.4 產生裂縫的原因(e) 模板變形(f) 支撐下沉(g) 支撐下沉第九章 變形和裂縫寬度的計算9.4 產生裂縫的原因三、荷載產生的裂縫三、荷載產生的裂縫(a) 豎向荷載下的裂縫彎曲裂縫剪切裂縫剪切裂縫(b) 地震作用下的裂縫(c) 板在豎向荷載下的裂縫板底裂縫(d) 剪力墻在地震作用下的裂縫第九章 變形和裂縫寬度的計算9.4 產生裂縫的原因四、收縮裂縫四、收縮裂縫結構干燥收縮變形溫度裂縫(a) 墻板干燥收縮裂縫與邊框架的變形(b) 結構干燥收縮變形與墻板裂縫五、溫度裂縫五、溫度裂縫第九章 變形和裂縫寬度的計算9.4 產生裂縫的原因混凝土澆筑季節和溫度、干燥收縮使構件產生變形第

11、九章 變形和裂縫寬度的計算9.4 產生裂縫的原因六、不均勻沉降產生裂縫六、不均勻沉降產生裂縫不均勻沉降產生的裂縫不均勻沉降產生的裂縫ABDCABDCA沉降量AC 節點間的伸長2AA （=裂縫總寬度）(a) 墻板的開裂(b) 裂縫寬度(a) 混凝土開裂混凝土開裂第九章 變形和裂縫寬度的計算9.4 產生裂縫的原因七、鋼筋銹蝕產生的裂縫(b) 水、水、CO2侵入侵入第九章 變形和裂縫寬度的計算9.4 產生裂縫的原因七、鋼筋銹蝕產生的裂縫使鋼筋產生銹蝕的原因有：使鋼筋產生銹蝕的原因有：骨骨料中含氯化鹽；外部進入氯化料中含氯化鹽；外部進入氯化鹽；混凝土碳化；保護層不足；鹽；混凝土碳化；保護層不足；過大的裂縫寬度過大的裂縫寬度。鋼筋銹蝕產生鋼筋銹蝕產生體積膨脹體積膨脹可達原可達原體積的數倍，使鋼筋位置處的體積的數倍，使鋼筋位置處的混凝土受到內壓力而產生裂縫，混凝土受到內壓力而產生裂縫，并隨之剝落。并隨之剝落。這種裂縫沿鋼筋