剪力墙竖直裂缝分析

剪力墙竖直裂缝分析

剪力墙竖直裂缝分析

一、工程概况

13#楼地下室长62.75m，宽51m,层高3.95m。地下室柱间距为3.9m至6.3m，地下室外剪力墙厚300mm。结构采用的是连续剪力墙，采用C40P6的商品砼。施工工艺上采用剪力墙、底板和顶板分开浇筑，地下室外剪力墙砼浇筑量约200m3，混凝土于2010年11月

二、地下室外剪力墙裂缝的特征和性质

外模于11月开始拆模，于第三天切割止水螺栓头的木工发现裂缝，我们就出现的裂缝的部位、长度、宽度、裂缝的形式进行观察，通过观察：裂缝由上而下，走向与底板成垂直状态，裂缝到顶板暗梁底至，到底板暗梁顶至，裂缝宽度在0.2mm左右，分布比较有规律，三条均分布在柱边0.3~0.5m的位置，且是在4.8m 与6.3m跨间的柱边，而裂缝在较大跨一边。

分析：综合目前对裂缝的研究现状，钢筋混凝土剪力墙的裂缝一般可分为表面不规则裂缝、贯穿性裂缝。表面不规则裂缝一般出现在混凝土浇注后不久，分布于墙体表面，此种裂缝既宽又密，但深度一般不大，多因养护不足而产生，对结构构件影响一般不大，且易于治理。竖向贯穿性裂缝一般发生在混凝土浇注后若干天后（一般拆模后不久），由下而上，走向与楼面接近垂直，有的通至楼面板底但不穿过楼层，缝宽一般为0.1～0.3mm，个别可达0.4～0.5mm甚至更深，缝深一般较大，最深者可贯穿墙体。

由此分析可知13#楼裂缝属于竖向贯穿性裂缝。

三、裂缝产生的原因分析

一般情况下，工程中构件裂缝产生的主要原因可分为两大类：一是动、静荷载和其他各种外荷载引起的裂缝；二是由混凝土内外温差、收缩或地基不均匀沉降等变形荷载引起的裂缝。此外，设计体型和结构布置也是产生裂缝的一个重要原因。分析：根据力学原理来说，产生裂缝的原因不同，所产生裂缝的分布、裂缝的形状也不同。若由主应力与次应力的原因产生的裂缝大多与构件的长边方向是呈45°分布，也就是工程、力学上常提起的45°斜裂缝。通过我们拆除外模后所观察到的，还没有施加外荷载时，已经产生了早期裂缝，且裂缝几乎垂直于底板，分布比较有规律，大多分布在柱边的位置，这与大多数相似工程的地下室剪力墙产生的裂缝分布及形状一致。因此，不难分析，该剪力墙裂缝的成因不是由应力产生的，而是由变形变化引起的。

综上分析13#楼裂缝成因最有可能是：砼收缩裂缝；强约束裂缝，建筑体形引起裂缝；表层素混凝土厚度的影响的裂缝。

1、砼收缩的三种情况

1.1、干缩。砼在制备过程中，水泥和掺合料与水拌合后体积膨胀，但在入模成型后，随着砼水化作用的发生，砼中的部分水份被吸收部分水份被蒸发，体积有一定的缩小。干缩量与水泥用量、水灰比的大小有关。水泥用量多、水灰比小的砼其收缩亦大。同时砼收缩量与气候有关，夏季气温高，气候干燥，

砼中水份蒸发快，收缩也快。砼体积收缩，使砼产生内应力，当收缩快和收缩大时砼就会产生裂缝，干缩裂缝一般都是表面的，不规则和不连续的。干缩裂缝在施工中发生，也能在施工中处理好。外界温度的变化产生砼收缩。

1.2、砼内部温度变化产生收缩裂缝。根据实际测定，砼从搅拌机出斗就有水化热产生，温度由低到高，到砼成型以后第3-4天，水化热到达高峰，其温度较自然温度升高30-40℃，以后逐步下降，半个月以后接近自然界温度。与地下室墙连体的部分框架柱，断面边长都大于1m，属大体积砼，水化热高，表面暴露在空气中，散热快，内部砼热量散发不出来，内外温差大，若采取措施不当，表面砼就会产生裂缝。对于框架柱与外墙连体的节间来讲，大体积砼的框架柱可视为一个较大的热源体，而与之连体的墙体薄，且与外界空气接触面较大，散热快。当框架柱砼内大量发热膨胀时，墙体已开始降温收缩，由于连结在一起的两个构件之间产生温差，变形不同步协调，在柱子附近和墙中间出现裂缝是符合规律的。由此可知商品砼中水泥品种、水泥用量、骨料粗细及外加剂是导致裂缝的主要原因之一。

当然由于剪力墙养护不足，墙体表面积大水分散失快，体积收缩大，而内部湿度变化相对较小，体积收缩较小，表面收缩变形受到内部混凝土的约束而产生拉应力，引起混凝土表面开裂。墙体模板的拆除时间过早，混凝土表面温度急剧变化，产生较大的降温收缩，表面受到内部混凝土的约束，将产生很大的拉应力（内部混凝土温度变化相对较小，受自约束而产生压应力），而混凝土早期抗拉强度和弹性模量较低，因而出现墙体表面较浅范围内的裂缝。

2、强约束引起裂缝约束是对结构构件活动和变形的制约，约束分为内部约束和外部约束。①地下室属连续超静定结构，它的内部约束主要有：砼墙内配筋对砼收缩变形的约束；墙体内收缩变形小的部分对收缩变形大的部分的约束；墙体内暗柱、暗梁对墙板收缩变形的约束；长度大的砼墙，墙端与墙中收缩变形的相互约束。②外部约束主要是超静定结构的多余联系，如墙体以下的基础和底板，墙体顶上的楼板或梁，墙体两端的附墙柱或电梯井筒等。当墙体砼收缩变形产生内应力，若外约束很强，产生的内应力不能造成约束变形时，则墙体砼出现开裂，尤其是早期砼容易开裂，因为砼早期抗拉强度较低。墙体的最大外约束应力一般都产生在外约束的边缘，即墙体与柱、筒体、基础、底板、梁等交接处。但实际裂缝并非在墙与约束体的交接处，而是离开0.3～0.5m，其理由是裂缝由约束产生，反过来约束又能推迟裂缝的出现和限制裂缝的扩展，这就是人们常说的“模箍作用”。

3、建筑物的形体及结构构件断面对墙体裂缝的影响。①墙、柱连体的影响。地下室墙与部分框架柱连体，框架柱断面大，墙板厚度小，柱墙连接断面变化大，不利于防止墙体裂缝，其原因除了柱墙砼水化热产生温差收缩变化和大柱子给墙板增加约束造成墙体裂缝以外。②建筑物平面形状的影响。经观察，凡矩形、方形、梯形等直线段比较的平面形状，墙体产生裂缝的较多，而曲线、弧线和折线较多的建筑物墙体裂缝却极少。因为直线是两点的最短距离，直线墙收缩变形的内约束较大，直线方向无伸展的余地。而曲线、弧线、折线有一定的伸展余地，内约束力比直线墙小。③建筑物体形的影响。因为追求建筑艺术造型的美观，现代建筑造型越来越复杂，竖向高低错落，横向凸出凹进，大大增加了结构设计的难度，亦增加了结构出现裂缝的机会。有些是使用功能的要求，如高层建筑大都在负一层楼设车库，车道外墙与大楼地下室外墙相交处如若处理不好，亦较容易产生裂缝。为了达到在有限的土地