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建筑物表面裂缝展示系统的开发

建筑物表面裂缝展示系统的开发
建筑物表面裂缝展示系统的开发

中国计量学院

本科毕业设计(论文)

建筑物表面裂缝展示系统的开发Development of a Display System for Architecture Surface Cracks

学生姓名段青臣学号0600201324学生专业测控技术与仪器班级06测控3班二级学院计量测试工程学院指导教师郭天太副教授

中国计量学院

2010年6月

郑重声明

本人呈交的毕业设计论文,是在导师的指导下,独立进行研究工作所取得的成果,所有数据、图片资料真实可靠。尽我所知,除文中已经注明引用的内容外,本学位论文的研究成果不包含他人享有著作权的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体,均已在文中以明确的方式标明。本学位论文的知识产权归属于培养单位。

学生签名:日期:

分类号:TH7 密级:公开

UDC:62 学校代码:10356

中国计量学院

本科毕业设计(论文)

建筑物表面裂缝展示系统的开发Development of a Display System for Architecture Surface Cracks

作者段青臣学号0600201324

申请学位工学学士指导教师郭天太副教授

学科专业测控技术与仪器培养单位中国计量学院

答辩委员会主席郭天太评阅人

2010 年6 月

致谢

本次毕业设计完成了,在设计的过程中我得到了很多老师和同学的帮助,在这里我要对所有帮助我的老师和同学们表示衷心的感谢!

首先,我要感谢的是我的导师郭天太老师,我的论文自始至终都是在郭老师的关心和指导下完成的。郭老师一直以他渊博的学识指导我的学习和工作。同时,郭老师严谨的研究作风,谦虚的工作态度也深深地感染了本文,让本文有了战胜困难的决心和勇气,郭老师还通过电子邮件和小组讨论的形式对本文进行指导,使本文更好的进行论文的写作和具有更强的团队意识。在此,我要向郭老师表示衷心的感谢!

其次,还要感谢叶婷同学,在此次毕业设计的过程中,她给了我的帮助,还有本文寝室的兄弟们,在我遇到困难的时候是他们给了我巨大的支持,遇到问题一起解决。在做毕业设计的同时也增进了彼此之间的感情。

最后感谢我的父母,是他们默默地支持着我,可以说是我前进的动力和精神的基石。

这次设计可以说是对大学四年中所学知识的总结,特别是对专业知识的检验、提高和升华,因此在这里我要对大学四年中我所有的授业恩师表示衷心的谢意。

建筑物裂缝表面裂缝展示系统的开发

摘要:混凝土结构裂缝则是导致建筑物质量问题的主要因素之一,培养高素质的工程技术人员,高效、准确地对建筑面裂缝做出检测与评定有着非常重要的意义。

针对这一问题,本文进行了建筑物表面裂缝展示系统的开发。首先通过研究裂缝分类、成因、安全评级,提出了评定裂缝安全性的两项新指标。随后,通过利用3DS Max进行几何建模,建立三维虚拟场景——建筑物表面裂缝展示厅;然后以VRML语言为依托,实现裂缝展示厅的虚拟场景漫游。最终,以网站的形式实现了一个建筑物表面裂缝虚拟展示系统。

本文开发的建筑物裂缝展示系统,可以提供一个良好的学习与交流的平台,以文字、图片、虚拟现实等形式,将裂缝从基本知识到三维形貌展示给培训人员,达到更好的学习与培训效果。

关键词:混凝土;建筑物裂缝;展示系统;虚拟现实;3DS Max;VRML

中图分类号:TH7

Development of a Display System for

Architecture Surface Cracks

Abstrct:The quality of concrete directly affects the applicability, safety and durability of architecture structure,while the concrete structure cracks are a major factor that cause building quality problems.Therefore, training high quality engineering and technical personnel is very important that they can make efficient and accurate Building surface cracks detection and evaluation.

To solve this problem, the paper develops a display system for architecture surface cracks .First, by studying classification,origin and safety ratings of cracks, two new indicators are proposed for crack security assessment. Then, through the use of 3DS Max for geometric modeling, we set the establishment of three-dimensional virtual scene, the Exhibition Hall of the architecture surface cracks; Finally, a virtual display system of architexture surface cracks is achieved in the form of a site.

This display system can provide a good platform for learning and communication .By means of the text, pictures, virtual reality and other forms , for the training of personnel, it can achieve better learning and training effect, which presented contents from basic crack knowledge to three dimensional morphology.

Key words:Concrete;Virtual Reality;display system;3DS Max;VRML;architecture cracks

Classification:TH7

目次

摘要 ............................................................... I Abstrct ........................................................... I I 1绪论.. (1)

1.1课题背景与研究意义 (1)

1.2国内外研究现状 (2)

1.3本文的研究内容 (4)

2建筑物裂缝展示系统总体设计 (5)

2.1系统基本功能与要求 (5)

2.2系统功能模块划分 (5)

2.3展示系统开发的基本流程 (6)

3裂缝展示系统的有关理论基础 (8)

3.1混凝土的基本概念及性能 (8)

3.2混凝土裂缝的基本概念及检测 (9)

3.3裂缝鉴定分级标准 (12)

3.4裂缝分类与评定的新方法初探 (12)

3.4.1裂缝类平行度 (13)

3.4.2裂缝类圆度 (14)

4基于3DS Max的裂缝展示厅的三维建模 (17)

4.1三维建模工具选择 (17)

4.2三维建模相关技术及应用 (17)

4.2.1几何外形建模技术 (18)

4.2.2纹理贴图技术 (18)

4.3裂缝展示厅的三维建模 (18)

4.3.1模型单位的设置 (18)

4.3.2裂缝展示厅三维模型的布局 (19)

4.3.3三维模型中关键模型的设计 (20)

4.4展示厅的灯光 (23)

4.5模型材质的管理 (24)

4.6展示厅整体效果图 (24)

4.7三维模型优化 (25)

5基于VRML的虚拟漫游的实现 (27)

5.1 VRML及其虚拟场景中应用 (27)

5.1.1 VRML语言 (27)

5.1.2建筑场景的虚拟漫游 (29)

5.2裂缝展示厅虚拟空间的背景 (30)

5.3裂缝展示厅虚拟空间声音 (31)

5.4裂缝展示厅虚拟空间的事件与交互 (32)

5.5 wrl文件导入VRML浏览器后材质失效问题 (36)

6总结与展望 (39)

6.1总结 (39)

6.2展望 (39)

参考文献 (40)

1绪论

1.1课题背景与研究意义

裂缝是固体材料中某种不连续的现象,当这种现象出现在混凝土结构上时,由于结构的破坏和倒塌几乎都是裂缝的出现和开展的。同时,混凝土结构裂缝可能引起渗漏,削弱结构的整体性。对于混凝土结构,裂缝还将加速混凝土碳化、钢筋锈蚀。近代科学对混凝土材料的微观研究以及大量混凝土结构工程实践所提供的经验说明,钢筋混凝土结构出现某些裂缝是不可避免的,这种结构是可以带裂缝工作。一部分裂缝算是一种人们可以接受的材料特征。如果对混凝土结构裂缝要求太严,肯定付出很大的经济代价。反之,如果忽视裂缝的情况,则可能造成建筑物安全隐患。对于工程技术人员,掌握有关裂缝与其基本知识,如裂缝分类、裂缝判别方法等等,显得尤为重要。

与此同时,任何技术的发展,首先都需要对其拥有充分的认识。由于裂缝成因非常复杂,常见的裂缝如温度裂缝、干缩收缩裂缝、构造造成的裂缝、施工质量造成的裂缝。如何方便、客观地认识裂缝,便成为建筑物裂缝控制技术的第一步。

虚拟现实技术是由计算机产生视、听、触觉等作用,使用户产生身临其境感觉的交互式视景仿真,具有多感知性、存在感、交互性和自主性等特征。

虚拟现实(Virtual Reality,VR)是一种可以创建和体验虚拟世界(Virtual world)的计算机系统[1][2]。虚拟现实是多种技术的综合,是集先进的计算机技术、传感与测量技术、仿真技术、微电子技术等为一体的综合集成技术。在计算机技术中,虚拟现实技术依赖于人工智能、图形学、网络、面向对象、人机交互和高性能计算机技术[3]。虚拟现实的技术在生活许多方面得到应用,建筑行业更是利用VR高仿真、逼真感,进行对建筑的虚拟模拟,省时省力地变现所要的效果,方便研究者不用做出实物,就能进行实际的研究[4]。

3DS Max是Autodesk公司开发的基于PC系统的三维动画渲染和制作软件,广泛应用于广告、影视、工业设计、建筑设计、多媒体制作、游戏、辅助教学以及工程可视化等领域。而在国内发展的相对比较成熟的建筑效果图和建筑动画制作中,3DS Max的使用率更是占据了绝对的优势。根据不同行业的应用特点对3DS Max的掌握程度也有不同的要求,建筑方面的应用相对来说要局限性大一些,它只要求单帧的渲染效果和环境效果,只涉及到比较简单的动画;片头动画和视频游戏应用中动画占的比例很大,特别是视频游戏、影视特效对角色动画的要求要

高。

VRML(Virtual Reality Modeling Language)即虚拟现实建模语言,是一种用于建立真实世界的场景模型或人们虚构的三维世界的场景建模语言,也具有平台无关性,是目前Internet上基于WWW的三维互动网站制作的主流语言[5]。

本文提出,可以利用3DS Max对于建筑裂缝进行三维建模,结合VRML语言制作相关演示系统,方便地展示出不同裂缝不同的形貌特点,这将大大加速工程技术人员对裂缝的识别速度,快速找到相关检测与维护的方法。同时,提出自己的分类的方法,较简单的对成因复杂的裂缝进行,更直接展示出裂缝,在裂缝检测技术的发展上起到了一定积极的作用。

1.2国内外研究现状

本文的研究现状将从国外与国内两个方面进行介绍。

(1)国外研究现状

虚拟现实技术诞生于美国,最初是为了满足国防和航空与航天的需要,随着计算机技术,特别是图形显示技术的快速发展,虚拟现实技术在近年来得到了很大发展,大多数研究机构都在美国,是全球研究最早、研究范围最广的国家。美国虚拟现实研究技术的水平基本上代表了国际虚拟现实发展的水平,其研究内容几乎涉及到从新概念发展、单项关键技术到虚拟现实系统的实现及应用等有关虚拟现实技术的各个方面[6]。

美国国家航空航天局(NASA)于20世纪80年代初就开始研究虚拟现实技术,1981年开始研究空间信息显示,在1984年开始研究虚拟视觉环境显示,并研制出新型的头盔显示器,后来又开发了虚拟界面环境工作站(VIEW)。

北卡来罗大学是进行虚拟现实研究最早的著名大学,其主要研究方面是:分子建模、航空驾驶、外科手术、建筑仿真。

美国SRI研究中心建立了“视觉感知计划”,研究高级的虚拟现实技术。1991年后,SRI进行了基于虚拟现实技术在军用飞机或车辆驾驶训练方面的研究,试图通过仿真来减少飞行事故。另外,SRI还利用遥控技术进行外科手术仿真的研究。

在欧洲,虚拟现实技术研究主要由欧共体的许多计划支持,英国、德国、瑞典、荷兰、西班牙等国家都积极进行了虚拟现实技术的开发与应用。

英国航空公司Bae的Brough分部正在利用虚拟现实技术设计高级战斗机座舱,Bae开发的项目VECTA是一个高级测试平台.用于研究虚拟现实技术及考察用虚拟现实技术替代传统模拟器方法的潜力。VECTA的一个子项目RAVE是专门为训练飞行员而设计的。

在德国,以德国FHG-IGD图形研究所和德国计算机技术中心(GMD)为代表,主要从事虚拟世界的感知、虚拟环境的控制和显示、机器人远程控制、虚拟现实在空间领域的应用、宇航员的训练、分子结构的模拟研究等。

德国的计算机图形研究所(IGD)测试平台,主要用于评估虚拟现实对未来系统和界面的影响,向用户和生产者提供通向先进的可视化、模拟技术和虚拟现实技术的途径。

在亚洲,日本的虚拟现实研究发展十分迅速,同时在韩国、新加坡等国家也积极开展了虚拟现实技术方面的研究工作[7]。

(2)国内研究现状

虚拟现实技术是一项投资大,具有高难度的科技领域。我国虚拟现实技术研究始于20世纪90年代初,相对其他国家来说起步较晚,技术上有一定的差距,但已引起我国政府有关部门和科学家们的高度重视,并及时根据我国的国情,制定了开展虚拟现实技术的研究计划。例如,国家“九五”和“十五”规划、国家863计划、国家自然科学基金会、国防科工委等都把虚拟现实列入了重点资助范围,在国家“973”计划中虚拟现实技术的发展应用列为重中之重,而且支持研究开发的力度也越来越大。我国军方对虚拟现实技术的发展关注较早,支持研究开发的力度也非常大。同时,在国内一些重点高等院校和科研院所,也积极投入到了这一领域的研究工作,现在已经实现与正在研制的虚拟现实系统也很多。

2003年,由浙江大学CAD&CG国家重点实验室牵头,由浙江大学、中科院软件所、清华大学、北京航空航天大学等联合申报的2002年度《国家重点基础研究发展规划》(即973项目)项目“虚拟现实的基础理论、算法及其实现”获批准立项。对虚拟环境的建立、自然人机交互、增强式虚拟现实、分布式虚拟现实、虚拟现实在产品创新中的应用等技术进行联合攻关。

北京航空航天大学计算机学院是国内最早进行虚拟现实研究的单位之一,他们首先进行了一些基础知识方面的研究,并着重研究了虚拟世界中物体物理特性的表示与处理;在虚拟现实中的视觉接口方面开发出了部分硬件,并提出了有关算法及实现方法,实现了分布式虚拟世界网络设计,建立了网上虚拟现实研究论坛,可以提供实时三维动态数据库,提供虚拟现实演示世界,提供用于飞行员训练的虚拟现实系统,提供开发虚拟现实应用系统的开发平台,并将要实现与有关单位的远程连接。北京航空航天大学虚拟现实与可视化新技术教育部重点实验室在国家863计划支持下,作为集成单位,与国防科技大学、浙江大学、装甲兵工程学院、中科院软件所等单位一起建立了一个用于虚拟现实技术研究和应用的分布式虚拟世界基础信息平台DVENET。DVENET由一个专用广域计算机网络以及支持分布式虚拟世界研究与应用的各种标准、开发工具和基础信息数据(如3D逼真地形)组成。总体上说,DVENET的技术水平已接近美国的STOW。

此外,清华大学信息科学技术学院对虚拟现实和临场感的方面进行了研究,西安交通大学信息工程研究所对虚拟现实中的关键技术——立体显示技术——进行了研究,哈尔滨工业大学计算机学院成功地虚拟出了人的高级行为中特定人脸图像的合成、表情的合成和唇动的合成等技术问题,北京科技大学虚拟现实实验室成功开发出了纯交互式汽车模拟驾驶培训系统,浙江大学CAD&CG国家重点实验室开发了一套桌面型虚拟建筑世界实时漫游系统。这表明国内在虚拟现实技术的研究方面达到了比较高的水平[7]。

在城市规划、工程建筑设计领域,虚拟现实技术被作为辅助开发工具。由于城市规划的关联性和前瞻性要求较高,在城市规划中,虚拟现实系统正发挥着巨大作用。例如,许多城市都有自己的近期、中期和远景规划。在规划中需要考虑各个建筑同周围环境是否和谐相容,新建筑是否同周围的、原有的建筑协调,以免造成建筑物建成后,才发现它破坏了城市原有风格和合理布局。因而对全新的可视化技术需求是最为迫切的领域之一。

建筑设计是虚拟现实技术在德国应用最早的行业。从1991年开始,德国多家研究所和公司就探索将计算机辅助设计升级到具有交互效果的“虚拟设计”。例如,在全世界建筑设计软件领域居领先地位的慕尼黑内梅切克公司,研制出了由个人电脑、投影设备、立体眼镜和传感器组成的“虚拟设计”系统。它不仅可以让建筑师看到甚至“摸”到自己的设计成果,还能简化设计流程,缩短设计时间,而且方便随时修改。汉诺威世界博览会德国馆的建筑,就是用虚拟现实技术设计的。目前,德国科研机构和企业正力图进一步降低这类系统的成本,以适应中小建筑企业的需求[8]。

1.3本文的研究内容

本文的研究内容是建筑物表面裂缝展示系统的开发。具体内容包括:

1)阐述设计的背景意义;

2)目前国内外的现状;

3)研究混凝土结构裂逢的成因、分类、等级评定等;

4)掌握三维建模软件3DS Max,绘制展示厅三维可视化模型;

5)研究初级VRML程序编写,学会使用VRML浏览器,建立真实的虚拟漫游环境;

6)利用Frontpage软件,建立内容包括裂缝文献、图片、裂缝展示厅等的建筑物裂缝展示系统。

2建筑物裂缝展示系统总体设计

2.1系统基本功能与要求

本文拟开发的建筑物裂缝展示系统的主要功能包括:

1)提供一个了解混凝土结构裂缝的平台。利用裂缝展示厅,从声、光、影像等方面,将裂缝实物、图片、裂缝相关知识,充分、详实地提供给参观者,给相关技术人员的培训带来一定的帮助。作为一个认知混凝土结构裂缝的渠道,裂缝展示系统能够起到一个科普、教学的实践基地;

2)集合混凝土结构裂缝基本知识,为工程技术人员的培训,打好初步的理论基础;

3)利用高级图形建模软件,设计并建立裂缝展示厅、裂缝展台、裂缝模型、裂缝的展板等三维可视化模型;

4)利用VRML语言,添加背景、声音等程序,在感官方面,给用户带来身临其境的体验感。用户在控制场景演示过程的同时,与场景中的物体可以实现高度的交互功能,用户可以通过程序、数据、鼠标、键盘等多种方式进行相应的控制;

5)提供与浏览系统的工程技术人员的互动与沟通途径。

2.2系统功能模块划分

本系统根据培训的技术人员对混凝土结构裂缝的熟悉程度不同,对具体技术人员的目标与技术水平不同,将系统分为两类模块,四大功能,分别为:1)主页画面;2)文献阅读模块;3)虚拟场景漫游之裂缝展示厅体验模块;4)留言板。技术人员通过对以上系统的学习,了解裂缝的基础知识、熟悉建筑物表面裂缝的真实情况,感性、直观地了解其原理、评级、成因等情况。

由于建筑物表面裂缝展示系统主要面向教学或培训,所以在经过前面几大模块的分布式协同讲解以后,从感性和理性两个不同的方面,让技术人员了解裂缝的基本知识与实际情况。

系统功能模块如图2.1所示。

图2.1裂缝展示系统功能结构框图

2.3展示系统开发的基本流程

本系统采用专业三维建模软件3DS Max进行三维图形建模,并将建立好的三维模型导入VRML浏览器中进行实时渲染。

基本工作流程为:

1)利用三维建模软件3DS Max根据设计的外形尺寸和纹理特征构建展览厅、裂缝的三维可视化模型。

2)从软件将3DS Max完成好的三维模型通过数据转换,导出为wrl文件。

3)利用VRMLPad编程工具,对于wrl文件中的程序进行修改,如改变材质路径,增加背景等。基于VRML浏览器,将修改的wrl文件导入,然后进行三维可视化模型的浏览,从而实现单机演示、虚拟漫游等功能。系统开发流程图如图2.2所示。

图2.2系统开发流程图

3裂缝展示系统的有关理论基础

本文的裂缝展示系统着重讨论与展示的是混凝土结构裂缝。混凝土是我国工程建设使用最为普遍的结构材料之一。无论高楼大厦、桥梁、大坝、隧道等,用的都是混凝土为主,其质量直接影响到建筑结构的适用性、安全性和耐久性。不仅仅是因为它可以配制成不同强度、性能、形状的各种混凝土结构物,而且具有较好的耐久性。为了研究裂缝的分类、成因等,下面介绍与裂缝相关的结构材料混凝土的性能。

3.1混凝土的基本概念及性能

混凝土由粗细骨料、水泥、水及添加剂等组成,在结硬过程中处于固相、液相和气相三相并存状态[9]。

(1)混凝土的组成

固相由粗骨料(碎石、砾石或人工轻骨料)、细骨料(砂)以及水泥水化后的水泥石组成。其中水泥石有两种状态,一种是完全硬化的硬质晶格,另一种是尚未完全硬化的软质胶凝体,随着混凝土龄期的增长,软质胶凝体不断向硬质晶格转化,这种转化的过程,也就是混凝土结硬的过程。

液相为拌和用水以及各种液体添加剂,拌和用水大部分用于结硬过程中水泥的水化,多余的水分将逐渐蒸发。

气相在粗骨料、细骨料、水泥石的间隙中以及多余的水蒸气之后形成的孔隙中,其主要成分是正常环境空气中的氧和二氧化碳[10]。

综上所述,混凝土是一种多孔的、非匀质与时间因素相关的建筑材料,这种组成特性,混凝土容易出现裂缝,且决定了它一系列与裂缝有关的基本物理力学性能,如收缩、抗拉强度、抗压强度。

(2)混凝土的收缩

混凝土收缩收缩时混凝土在空气中非受力结硬时体积缩小的现象[10]。

引起混凝土体积收缩的原因很多。大体有两种:一种是由于温度的变化,即干燥失水失水引起的,如水泥水化凝固结硬,颗粒沉降析水和干燥蒸发等;另一

种是混凝土碳化(水泥胶体中的Ca(OH)

2向CaCO

3

转化引起的)。因此,混凝土

收缩实质上是混凝土凝固硬化过程中物理化学作用的结果。

收缩的机理,除用前述混凝土凝固硬化及碳化过程中的物理化学反应解释外,还可以用毛细管张力理论、表面吸附理论及层间水理论解释。

在工程上,最常遇的是与湿度变化有关的上述毛细收缩和吸附收缩[11]。混凝土这种收缩源于水泥石的收缩。因此,水泥用量愈大,含水量愈高,收缩变形也就愈大。混凝土水分蒸发引起收缩,增加水分又可能引起膨胀,即“干缩湿胀”。

(3)混凝土裂缝的自愈性能

在墙、梁、和板上,原先渗漏的贯穿裂缝,经过一段时间,沿裂缝析出白色的覆盖物,将裂缝封闭,不再渗水,这就是混凝土裂缝的自愈现象。混凝土裂缝具有自愈性的原因是,混凝土的组成材料水泥中含有石灰石(氧化钙CaO),当室外水分通过墙体裂缝向室内渗流,或通过楼板裂缝向下渗流时,水与混凝土裂缝处的氧化钙反应后形成氢氧化钙Ca(OH)

2

,游离的氢氧化钙又是易溶于水的化合物,其溶液必将沿裂缝向地下室或楼板底渗出,室内空气中存在二氧化碳

(CO

2),与溶于水中氢氧化钙化合碳酸钙(CaCO

3

),堆积在裂缝里面并向其表

面析出,形成白色的覆盖层,将裂缝封闭,使渗透停止。混凝土借助水和空气中的二氧化碳使裂缝完全自愈[12]。

并非所有的裂缝和在任何环境条件下混凝土都有自愈能力,也有些混凝土工程墙面和楼面渗漏并不是随时间逐渐减缓,而是逐渐加剧,最终发展到严重漏水。

混凝土自愈性能的发挥主要取决于裂缝宽度和水头压力,工程实践证明,当裂缝宽度在0.1~0.2mm左右,水头压力不大(<15~20mm),混凝土的自愈性能可得到较好地发挥。当裂缝宽度超过0.2mm,即使是在较低的压力水作用下,溶于水的氢氧化钙和碳酸钙也将被水冲走,而无法堆积在裂缝侧壁,更不能将裂缝覆盖,裂缝漏水量不断增加[13]。这种裂缝必须切断水源,进行干燥处理,用相关方法进行修补。全面了解裂缝自愈能力,对于混凝土裂缝的成因、检测、施工、维护,具有极大的意义。

3.2混凝土裂缝的基本概念及检测

对混凝土裂缝的认识过程,研究混凝土裂缝的成因、分类和检测是十分重要的一步。

(1)混凝土裂缝的成因

大量的混凝土工程实践证明,混凝土裂缝的主要成因是混凝土的变形受到制约或外力的作用超过混凝土本身弹性变形(或徐变)的允许而形成的,按混凝土硬化前后产生裂缝来划分[14],混凝土裂缝成因可归结为以下几种:

1)混凝土硬化前形成裂缝:混凝土硬化前处于一种自由状态,经过振捣器振捣,内部的空隙绝大部分被排除,此时混凝土处于塑性状态。这时形成的裂缝又可以分为塑性沉降裂缝、早期干缩裂缝、构造沉降裂缝三种;

2)混凝土硬化后形成裂缝:混凝土在硬化后,可能由于设计初的载荷不合

理、环境因素的影响、施工质量不佳等原因,导致了混凝土出现裂缝。

(2)混凝土裂缝的分类

按裂缝形成的原因可分为客观原因和主观原因两类。

混凝土裂缝按客观原因分为两类:一类是由结构上的载荷作用引起的;另一类是由使结构发生变形作用引起的。由前者引起的称为荷载裂缝,由后者引起的称为变形裂缝,这是两种性质截然不同的裂缝。混凝土裂缝按主观原因分类:一类是设计使用方面的;另一类是施工材料方面的。

按裂缝随时间发展变化的状态分类,有稳定裂缝和不稳定裂缝两大类。

稳定裂缝是指裂缝随时间的延续不会无限制地开展,将稳定在某一种状态。不稳定裂缝是指裂缝随时间延续不断开展,不会稳定在某一状态。

按裂缝对结构的安全性、适用性和耐久性的危害程度可分为无害裂缝与有害裂缝两大类。无害裂缝指的是稳定的变形裂缝和受力裂缝,且最大裂缝宽度在国家或行业标准规程规范允许范围之内,不会危及结构安全、影响结构的适用性和耐久性,可视为无害裂缝。而有害裂缝指的是不稳定裂缝,或最大裂缝宽度大于国家或行业标准规程规范允许值的稳定裂缝[15],将危及结构安全,或影响结构的适用性和耐久性,可视为有害裂缝。

按裂缝在结构不同组成构件上出现的具体形式,可分为垂直裂缝、斜裂缝以及由斜裂缝形成的螺旋状裂缝等。例如对于框架梁或楼面梁有与其轴线方向正交的垂直裂缝、平行的水平裂缝、非正交裂缝以及由梁四周斜裂缝组成的螺旋状裂缝;对于框架或独立柱有与其轴线方向正交平行的水平裂缝、平行的垂直裂缝、非正交的斜裂缝以及由柱四周斜裂缝组成的螺旋状裂缝[13]。

(3)混凝土裂缝的检测

混凝土结构有时因施工管理不善、设计使用不当或受环境及自然灾害的影响,可能存在外部裂缝、蜂窝麻面,内部不密实或空洞等缺陷。这些缺陷的存在会严重影响结构的承载能力和耐久性,采用有效方法查明混凝土缺陷的性质、范围及尺寸,以便进行处理,是土建工程中一项有实用价值的技术。

混凝土裂缝的检测技术在解决建筑物工程质量问题方面扮演者重要的角色,而在工程中,混凝土裂缝检测需要观察裂缝的走向,主要测量裂缝的长度、宽度、深度。

混凝土裂缝的检测方法主要包括:

1)长度检测

检测方法主要是尺量,使用普通的卷尺即可达到要求。当需要检测裂缝是否有所发展时,可以在裂缝首尾两端垂直于裂缝做标记,若长度继续发展,则在标记处可以清楚的看到。

2)宽度检测

检测方法因所用材料和仪器的不同可以有多种:裂缝测宽仪。这是目前使用较多的一种仪器。它实际上就是一把带有放大镜的刻度尺,可以直观方便地读出裂缝宽度,可精确到0.01 mm千分表。检测裂缝宽度是否增大,还可以采用以下方法[16]:将中部画有V形槽的细条玻璃,用胶凝材料垂直于裂缝粘贴,保证槽口断面与裂缝相齐,由于槽口处玻璃断面较小,而且玻璃是不抗拉的脆性材料,只要裂缝有发展,玻璃就会断裂。

3)深度检测

裂缝分为浅裂缝和深裂缝。浅裂缝局限于结构表层,开裂深度不大于500 mm,深裂缝开裂深度大于500 mm。对浅层裂缝可以采用凿开法。方法是:在裂缝中注入浓度为1%的酚酞酒精溶液,然后小心凿至变色与未变色的界线处,测量其深度。产生界线的原因是裂缝处的混凝土已发生碳化。但这种方法对混凝土造成了破坏,建议采用超声波无损检测法。超声波无损检测法。超声法是使用超声波仪,利用超声波对裂缝进行检测,通过对声速、波幅和主频测量值进行分析计算,从而得出裂缝深度[17]。

浅裂缝检测可以分为平测法和双面斜测法。当结构的裂缝部位只有一个可测平面,可采用平测法。平测时应在裂缝的被测部位以不同的测距同时按跨缝和不跨缝布置测点进行声时测量,利用线性回归方法和相应计算公式计算出裂缝深度。当结构的裂缝部位具有两个相互平行的可测平面时,可采用双面斜测法根据波幅和频率的变化,可以检测裂缝深度,还可以判定裂缝是否在平面方向贯通。

4)混凝土缺陷超声检测技术

超声脉冲波穿透能力较强,设备较简单,操作较方便,所以广泛应用于结构混凝土缺陷检测。混凝土缺陷无损检测技术[18][19],大体可分为两大类:一类是机械波法(包括超声脉冲波、冲击脉冲波和声发射等);另一类是穿透辐射法(包括X射线),射线和中子流等)。

罗马尼亚、日本及前苏联等国家,曾用X射线和 射线检测混凝土的密实度、空洞、裂缝及预应力构件预留孔洞的灌浆质量。由于射线的穿透能力有限,尤其对于非匀质的混凝土,其穿透深度受到很大限制,而且产生射线的设备相当复杂,又需要严格的防护措施,现场应用很不方便。因而这种技术在我国未能得到推广应用。

我国20世纪60年代初期,中国科学院水电研究所便进行了超声脉冲波检测混凝土表面裂缝的尝试,到60年代中期全国不少单位对超声测缺技术进行了较系统的研究,并逐步应用于工程实测。1982年至1983年期间,水利电力部、建设部先后组织了对超声脉冲法检测混凝土缺陷科研成果的鉴定,使这项技术进入了实用阶段,1990年我国颁布了《超声法检测混凝土缺陷技术规程》,使该项技术规范化,更利于推广应用[20]。

应该指出,在任何情况下,为了分析开裂原因,除上述调查检测和提供的推断方法外,必须求助于有关专家的分析与判断。

3.3裂缝鉴定分级标准

根据国家标准《民用建筑可靠性鉴定标准》(GB 50292—1999)对钢筋混凝土构件裂缝宽度等级的评定、预应力混凝土构件裂缝宽度等级的评定、混凝土构件不适于继续承载的裂缝宽度等级的评定做了明确的规定。按裂缝宽度检测结果应遵循下列规定[21]:

1)若检测值小于计算值及现行设计规范限值时,可评为as级;

2)若检测值大于或等于计算值,但不大于现行设计规范限值时,可评为bs 级;

3)若检测值大于现行设计规范限值时,应评为cs级;

4)对沿主筋方向出现的锈蚀裂缝,应直接评为cs级;

5)若一根构件同时出现两种裂缝,应分别评级,并取其中较低一级作为该构件的裂缝等级。

3.4裂缝分类与评定的新方法初探

由上文可见,建筑物裂缝检测技术主要测量裂缝的宽度、深度、长度、走向等等指标。但目前还没有统一的描述方法来对各种各样的裂缝进行评定。

一个物体的几何尺寸,除了长度、宽度等,还可以用平行度、圆度、对称度等进行描述,且这些形位公差在某一方面能够更准备地描述物体的基本状态。本文提出,裂缝的几何尺寸要素中,可以用类似平行度或圆度等的概念来进行定量描述。

根据国家标准《民用建筑可靠性鉴定标准》(GB 50292—1999),裂缝安全评级(分类)主要是依靠横向或斜向裂缝宽度[21],这一指标进行评定。可以认为,裂缝宽度反映的就是裂缝的裂开程度;同时,本文的标准其实是以裂缝的裂开程度为依据,考虑裂缝对建筑物的危害的严重程度。

因此,本文提出一个概念——裂度,即裂缝的裂开程度。由于宽度的测量一般只是量取最大处的值,所以,仅仅宽度并不能达到恰当、全面地反映裂缝的裂度。对于整个裂缝的其它形貌要素,如长度和深度。有些裂缝长度很大,但可能宽度很小,如果单单只按国家标注,此裂缝的危险等级也许就会被低估。同样,对于一些深度很深的裂缝,渗水情况也许会更加严重,这使得此种裂缝的安全级别也会较低。因此,虽然最大宽度(最大开裂的距离)是危害建筑物结构的最大

建筑物裂缝观测监测方案

建筑物裂缝观测监测方案 一、裂缝观测的内容 建筑物发现裂缝,为了了解其现状和掌握其发展情况,应立即进行裂缝变化的观测。裂缝观测应测定建筑物上的裂缝分布位置,裂缝的走向、长度、宽度及其变化程度。观测的裂缝数量视需要而定,主要的或变化大的裂缝应进行观测。以便根据这些资料分析其产生裂缝的原因和它对建筑物安全的影响;及时地采取有效措施加以处理。 二、技术要求 1、裂缝观测应测定建筑上的裂缝分布位置和裂缝的走向、长度、宽度及其变化情况。 2、对需要观测的裂缝应统一进行编号。每条裂缝应至少布设两组观测标志,其中一组应在裂缝的最宽处,另一组应在裂缝的末端。每组应使用两个对应的标志,分别设在裂缝的两侧。 3、裂缝观测标志应具有可供量测的明晰端面或中心。长期观测时,可采用镶嵌或埋入墙面的金属标志、金属杆标志或楔形板标志;短期观测时,可采用油漆平行线标志或用建筑胶粘贴的金属片标志。当需要测出裂缝纵横向变化值时,可采用坐标方格网板标志。使用专用仪器设备观测的标志,可按具体要求另行设计。 4 、对于数量少、量测方便的裂缝,可根据标志形式的不同分别采用比例尺、小钢尺或游标卡尺等工具定期量出标志间距离求得裂缝变化值,或用方格网板定期读取“坐标差”计算裂缝变化值;对于大面积且不便于人工量测的众多裂缝宜采用交会测量或近景摄影测量方法;需要连续监测裂缝变化时,可采用测缝计或传感器自动测记方法观测。 5 、裂缝观测的周期应根据其裂缝变化速度而定。开始时可半月测一次,以后一月测一次。当发现裂缝加大时,应及时增加观测次数。 6裂缝观测中,裂缝宽度数据应量至0.1mm每次观测应绘出裂缝的位置、形态和尺寸,注明日期,并拍摄裂缝照片。 7、裂缝观测应提交下列图表:

混凝土裂缝的预防措施和处理方案

混凝土裂缝的预防和处理 混凝土的裂缝问题是一个普遍存在而又难于解决的工程实际问题,针对兰渝正线浩口双线大桥11#承台出现的一些裂缝问题,项目技术负责人带领领工及班组施工在现场进行了探讨分析,同时通过查询资料,针对混凝土的各种具体裂缝情况提出了系统的探讨,并提出了相关的预防和处理措施,作为书面交底,希望大家遵照执行,避免出现裂缝,影响工期、质量及加大项目成本。 一、混凝土裂缝产生的原理及危害 混凝土是一种由砂石骨料、水泥、水及其他外加材料混合而形成的非均质脆性材料。由于混凝土施工和本身变形、约束等一系列问题,硬化成型的混凝土中存在着众多的微孔隙、气穴和微裂缝,正是由于这些初混凝土建筑和构件通常都是带缝工作的,由于裂缝的存在和发展通常会使内部的钢筋等材料产生腐蚀,降低钢筋混凝土材料的承载能力、耐久性及抗渗能力,影响建筑物的外观、使用寿命,严重者将会威胁到人身安全。 二、凝土工程中常见裂缝起因及预防 混凝土裂缝产生的原因很多,有变形引起的裂缝:如温度变化、收缩、膨胀、不均匀沉陷等原因引起的裂缝;有外载作用引起的裂缝;有养护环境不当和化学作用引起的裂缝等等。在实际工程中要区别对待,根据实际情况解决问题。 1.干缩裂缝及预防 干缩裂缝多出现在混凝土养护结束后的一段时间或是混凝土浇筑完毕后的一周左右。水泥浆中水分的蒸发会产生干缩,且这种收缩是不可逆的。干缩裂缝的产生主要是由于混凝土内外水分蒸发程度不同而导致变形不同的结果:混凝土受外部条件的影响,表面水分损失过快,变形较大,内部湿度变化较小变形较小,较大的表面干缩变形受到混凝土内部约束,产生较大拉应力而产生裂缝。相对湿度越低,水泥浆体干缩越大,干缩裂缝越易产生。干缩裂缝多为表面性的平行线状或网状浅细裂缝,宽度多在0.05~0.2mm之间,大体积混凝土中平面部位多见,较薄的梁板中多沿其短向分布。干缩裂缝通常会影响混凝土的抗渗性,引起钢筋的锈蚀影响混凝土的耐久性,在水压力的作用下会产生水力劈裂影响混凝土的承载力等等。混凝土干缩主要和混凝土的水灰比、水泥的成分、水泥的用量、集料的性质和用量、外加剂的用量等有关。 主要预防措施: 一、是选用收缩量较小的水泥,一般采用中低热水泥和粉煤灰水泥,降低水泥的用量。 二、是混凝土的干缩受水灰比的影响较大,水灰比越大,干缩越大,因此在混凝土配合比设计中应尽量控制好水灰比的选用,同时掺加合适的减水剂。 三、是严格控制混凝土搅拌和施工中的配合比,混凝土的用水量绝对不能大于配合比设计所给定的用水量。 四、是加强混凝土的早期养护,并适当延长混凝土的养护时间。冬季施工时要适当延长混凝土保温覆盖时间,并涂刷养护剂养护。 五、是在混凝土结构中设置合适的收缩缝。 2.塑性收缩裂缝及预防 塑性收缩是指混凝土在凝结之前,表面因失水较快而产生的收缩。塑性收缩裂缝一般在干热或大风天气出现,裂缝多呈中间宽、两端细且长短不一,互不连

建筑物裂缝观测方法(终审稿)

建筑物裂缝观测方法文稿归稿存档编号:[KKUY-KKIO69-OTM243-OLUI129-G00I-FDQS58-

建筑物裂缝观测 一、裂缝观测的内容 建筑物发现裂缝,为了了解其现状和掌握其发展情况,应立即进行裂缝变化的观测。建筑裂缝监测点应选择有代表性的裂缝进行布置,当原有裂缝增大或出现新裂缝时,应及时增设监测点。对需要观测的裂缝,每条裂缝的监测点至少应设2组,具体按现场情况而确定,且宜设置在裂缝的最宽处及裂缝末端。采用直接量取方法量取裂缝的宽度、长度、观察其走向及发展趋势。 二、观测技术要求 1、裂缝观测应测定建筑上的裂缝分布位置和裂缝的走向、长度、宽度及其变化情况。 2、对需要观测的裂缝应统一进行编号。每条裂缝应至少布设两组观测标志,其中一组应在裂缝的最宽处,另一组应在裂缝的末端。每组应使用两个对应的标志,分别设在裂缝的两侧。 3、裂缝观测标志应具有可供量测的明晰端面或中心。长期观测时,可采用镶嵌或埋入墙面的金属标志、金属杆标志或楔形板标志;短期观测时,可采用平行线标志或粘贴金属片标志。 4、对于数量少、量测方便的裂缝,可根据标志形式的不同分别采用比例尺、小钢尺或游标卡尺等工具定期量出标志间距离求得裂缝变化值;对于大面积且不便于人工量测的众多裂缝宜采用交会测量或近景摄

影测量方法;需要连续监测裂缝变化时,可采用测缝计或传感器自动测记方法观测。 5、裂缝观测的周期应根据其裂缝变化速度而定。开始时可半月测一次,以后一月测一次。当发现裂缝加大时,应及时增加观测次数。 6、裂缝观测中,裂缝宽度数据应量至0.1mm,每次观测应绘出裂缝的位置、形态和尺寸,注明日期,并拍摄裂缝照片。 三、仪器设备 钢尺、游标卡尺、相机 四、观测点埋设 在裂缝两侧各钉一颗钉子,在上面刻画十字线或中心点,作为量取其间距的依据。监测点埋设稳固后,量出两钉子之间的距离,并记录下来。以后如裂缝继续发展,则钉子的间距也就不断加大。定期测量两钉子之间的距离并进行比较,即可掌握裂缝的变化情况。 五、观测方法及成果 1、裂缝位置:根据设计图纸,借助钢尺、相机进行调查,记录裂缝位置。 2、裂缝长度:用钢尺进行测量。 3、裂缝宽度:用游标卡尺进行测量。 对监测的数据进行及时的处理,编制裂缝观测成果表及变化曲线图。

建筑工程质量事故分析报告.doc

一、工程实例分析 济南某五层砌体结构住宅楼位于小清河旁,平面呈“一”字形,东西长37m,南北宽9m,建筑面积1721m,采用无埋深筏板基础。在建筑场地平整后,先铺C10素混凝土垫层,厚100mm、在其上浇筑C20的钢筋混凝土筏板基础,筏板厚300mm,在筏板基础上砌砖墙。当主体工程施工至第五层时,发现东起第五开间中部筏板基础南北向整块横向断裂。经检查,从勘察报告、设计(依据勘察报告)和施工中均找不到原因,而是未处理好地基勘察、基础处理和建筑总平面的关系。对该楼地基土层重新进行勘察,新查明的地基土层和历史变迁如下: (1)表层为杂填土,西半部厚度1.1~2.4m,东半部厚度2.4~5.5m。 (2)第二层为稻壳灰及淤泥层土,其中稻壳灰占70%~80%。淤泥极为弱:孔隙比高达e =2.12~2.60; 液性指数IL=1.57~2.47;天然重度很小,仅为γ=14.3~15.2kN/m3,标准压缩系数a1-2=2.05MPa-1,属于超高压缩性土,厚度2.0~2.9m,分布在场地西半部,杂填土下面。(3)第三层为淤泥层.厚度为1.3~1.5m。此淤泥层也分布在场地西半部,场地东半部无此淤泥软弱土层。 (4)第四层为份土及粉细砂层,场地内普遍分布,层厚4~5m,土质良好。 (5)经深入调查得知该场地原为一南北长70m、东西宽40~50m的水塘。附近餐饮业用户用稻壳作燃料后将稻灰倾倒在塘内,不久塘被填平,还曾用作烧砖窑场。该工程开工前半年多方平整场地修建住宅楼。由于该楼西半部置于原水塘内,东半部位于塘外岸上,塘内外土质突变是造成钢筋混凝土筏板基础受力不合理断裂,从而导致上部结构破坏的主要原因。本人参与下曾提供四个处理方案进行比较: 方案一,将住宅楼五层全部拆至四层,并在四层顶部,加设钢筋混凝土封闭圈梁。 方案二,在方案一的基础上,东半部场地土质较好,东部四间仍修复至五层。 方案三,保留住宅楼为五层,自上至下拆除基础开裂这一开间,将一幢楼房分成东、西两幢楼。这样处理后,减小了建筑物的长高比.相对增加建筑物的刚度;并使东西两幢楼可以自由沉降。 方案四,暂缓处理,待进一步沉降观测后,再分析处理。 上述四个方案各有利弊。经多次研究讨论,最后采用卸荷处理方案,即将原设计建造的五层住宅楼,全部拆至四层,即采用方案一。后又进一步卸荷,将住宅楼全部拆成至三层。在该住宅楼已使用多年,观察到该按原来筏板基础断裂的裂缝已经稳定,没有再继续发展。住户已放心,消除了忧虑。但由于这一事故处理,拆除两层楼房,损失建筑面积40%。如不用卸荷处理方案,改用锚杆静压桩加固场地西半部软弱地基,则可在保证住宅楼安全的前提下,保持住宅楼五层不变。 地基与基础质量,对建筑物的安全使用和耐久性影响甚大。基础或地基的质量事故,常常带来地面的塌陷、各种梁的拉裂、墙体开裂、柱子倾斜等。轻则使人对建筑有不安全感,重则影响建筑物的使用,甚至于危及人们的生命。 据有关单位对43起房屋过大不均匀沉降原因调查分析得知,属于设计不周者占21%,属于施工问题者占70%,属于使用单位管理不善者占9%。由此可见,尽管事故产生的原因是多方面的,而注意施工质量,则是避免事故发生的重要措施。 现浇钢筋混凝土结构由于多方面原因往往会出现一些裂缝,因此,鉴别裂缝、分析裂缝、控制裂缝的产生和发展,并对裂缝的产生进行有效的防治,对保证混凝土结构的整体性及正常使用具有重要的意义。 外荷载引起的裂缝:外荷载作用下产生的结构裂缝一般具有很强的规律性,通过计算分析就可以读出正确的结论。如:矩形楼板板面裂缝成环状,沿框架梁分布,板底裂缝成十字或

混凝土裂缝预防及处理

混凝土裂缝的预防与处理 混凝土的裂缝问题是一个普遍存在而又难于解决的工程实际问题,本文对混凝土工程中常见的一些裂缝问题进行了探讨分析,并针对具体情况提出了一些预防、处理措施。 一、前言 混凝土是一种由砂石骨料、水泥、水及其他外加材料混合而形成的非均质脆性材料。由于混凝土施工和本身变形、约束等一系列问题,硬化成型的混凝土中存在着众多的微孔隙、气穴和微裂缝,正是由于这些初始缺陷的存在才使混凝土呈现出一些非均质的特性。微裂缝通常是一种无害裂缝,对混凝土的承重、防渗及其他一些使用功能不产生危害。但是在混凝土受到荷载、温差等作用之后,微裂缝就会不断的扩展和连通,最终形成我们肉眼可见的宏观裂缝,也就是混凝土工程中常说的裂缝。 混凝土建筑和构件通常都是带缝工作的,由于裂缝的存在和发展通常会使内部的钢筋等材料产生腐蚀,降低钢筋混凝土材料的承载能力、耐久性及抗渗能力,影响建筑物的外观、使用寿命,严重者将会威胁到人们的生命和财产安全。在混凝土工程中裂缝问题是不可避免的,在一定的范围内也是可以接受的,只是要采取有效的措施将其危害程度控制在一定的范围之内。 钢筋混凝土规范也明确规定[1]:有些结构在所处的不同条件下,允许存在一定宽度的裂缝。但在施工中应尽量采取有效措施控制裂缝产生,使结构尽可能不出现裂缝或尽量减少裂缝的数量和宽度,尤其要尽量避免有害裂缝的出现,从而确保工程质量。 混凝土裂缝产生的原因很多,有变形引起的裂缝:如温度变化、收缩、膨胀、不均匀沉陷等原因引起的裂缝;有外载作用引起的裂缝;有养护环境不当和化学作用引起的裂缝等等。在实际工程中要区别对待,根据实际情况解决问题。 二、凝土工程中常见裂缝及预防 1、干缩裂缝产生原因及预防措施 (1)裂缝现象及产生原因 干缩裂缝多出现在混凝土养护结束后的一段时间或是混凝土浇筑完毕后的一周左右。水泥浆中水分的蒸发会产生干缩,且这种收缩是不可逆的。干缩裂缝的产生主要是由于混凝土内外水分蒸发程度不同而导致变形不同的结果:混凝土受外部条件的影响,表面水分损失过快,变形较大,内部湿度变化较小变形较小,较大的表面干缩变形受到混凝土内部约束,产生较大拉应力而产生裂缝。相对湿度越低,水泥浆体干缩越大,干缩裂缝越易产生。干缩裂缝多为表面性的平行线状或网状浅细裂缝,宽度多在0.05~0.2mm之间,大体积混凝土中平面部位多见,较薄的梁板中多沿其短向分布。干缩裂缝通常会影响混凝土的抗渗性,引起钢筋的锈蚀影响混凝土的耐久性,在水压力的作用下会产生水力劈裂影响混凝土的承载力等等。混凝土干缩主要和混凝土的水灰比、水泥的成分、水泥的用量、集料的性质和用量、外加剂的用量等有关。 (2)预防措施

浅探钢筋混凝土建筑物裂缝成因及防治措施示范文本

浅探钢筋混凝土建筑物裂缝成因及防治措施示范文 本 In The Actual Work Production Management, In Order To Ensure The Smooth Progress Of The Process, And Consider The Relationship Between Each Link, The Specific Requirements Of Each Link To Achieve Risk Control And Planning 某某管理中心 XX年XX月

浅探钢筋混凝土建筑物裂缝成因及防治 措施示范文本 使用指引:此解决方案资料应用在实际工作生产管理中为了保障过程顺利推进,同时考虑各个环节之间的关系,每个环节实现的具体要求而进行的风险控制与规划,并将危害降低到最小,文档经过下载可进行自定义修改,请根据实际需求进行调整与使用。 0 引言 钢筋混凝土的建筑物出现裂缝较为普遍。许多钢筋混 凝土结构的破坏都是从裂缝开始的,必须十分重视裂缝的 成因、预防和处理,尤其是要避免和控制有害贯穿性裂缝 的出现,以确保建筑物的安全性、适用性、耐久性,最大 程度地保证人们的生命和财产安全。 1 钢筋混凝土建筑物裂缝原因分析 造成钢筋混凝土建筑物开裂、渗水的原因较为复杂, 涉及的因素颇多,大致可分为三类:温差过大引起的温度 裂缝;荷载过大引起的变形裂缝;混凝土干缩引起的变形 裂缝。

1.1 温度裂缝温度裂缝一般是由于大气温度变化、周围环境温度太高或者大体积混凝土施工时产生的水化热等因素造成。有关研究表明,当混凝土内外温差10℃时,冷缩值为0.01%,如果混凝土内外温差20℃~30℃时,其冷缩值为0.02%~0.03%,而混凝土的极限拉伸值只有 0.01%~0.02%,所以当其大于混凝土极限拉伸值时混凝土就开裂。 1.2 荷载裂缝荷载裂缝是建筑物在荷载作用下变形过大而产生的裂缝。一般多出现在构件的受拉区域、受剪区域或者振动严重等部位。产生的主要原因是结构设计不合理、施工方法错误、承载能力不足、地基沉降不均匀等。 1.3 干缩裂缝干缩裂缝一般是由于材料缺陷引起的。研究表明,水泥加水后变成水泥硬化体,绝对体积减小,毛细孔缝中水溢出产生毛细压力,使得混凝土产生毛细收缩,由此引起水泥砂浆的干缩值为0.1%~0.2%,混凝土的

楼面裂缝防治方案样本

东唐影视制作产业园 楼 板 裂 缝 防 治 专 项 施 工 方 案 青岛海川建设集团有限公司 5月28日 现浇楼板裂缝防治专项施工方案 一、编制依据 ( 1) 现行的国家建筑工程有关法律、法规、规范、规程、施工

工艺、质量验收标准、标准图集。 ( 2) GB/T19002- 《质量、环境、职业健康安全一体化管理体系》项目管理手册、程序文件 ( 3) 现浇混凝土楼板裂缝防治若干措施—青建管质字( ) 85号。 ( 4) 《混凝土结构工程施工及验收规范》 ( 5) 《砼配合比设计规程》 ( 6) 《高层砼结构技术规程》 ( 7) 《建筑施工手册》 二、工程概况 本工程位于青岛市高新区和融路与火炬路交叉口。本工程为1#办公楼为7层公建, 建筑面积3751.78平方米, 2#制作车间为4层厂房, 建筑面积7170.82平方米, 3#特效车间为1层厂房, 地上建筑总面积14588.77平方米。建筑用地形状规整, 场区内部地势存在微地形, 总体呈中间高端头低的走势。现根据相关文献资料, 工程施工过程中出现的砼楼板裂缝情况, 浅述现浇砼楼面裂缝的分析和防治措施。 三、楼板裂缝的形式 出现裂缝最多的楼板跨中的通长裂缝, 负弯矩钢筋端头处的裂缝以及一些其它部位的裂缝, 裂缝宽度一般在0.3mm以内, 灌水可渗至下层, 裂缝经荷载试验基本满足设计要求。 四、裂缝原因分析 结构裂缝产生的原因很复杂, 根据有关资料介绍, 引起裂缝有两大类原因, 一种由外荷载( 如静、动荷载) 的直接应力和结构次应力引起的裂缝, 其机率约20%; 另一种是结构因温度、膨胀、收缩、徐变

和不均匀沉降等因素由变形变化引起的裂缝, 其机率约80%。楼板裂缝产生与材料、设计、施工有关, 现作进一步的分析, 具体如下: 4.1混凝土收缩引起的裂缝 引起裂缝的首要原因是混凝土的收缩。混凝土在硬化过程中, 由于水分蒸发, 体积逐渐缩小, 产生收缩, 而板的四周由于受到支座的约束, 不能自由伸展, 而当混凝土的收缩引起的约束应力超过一定程度时, 必然引起现浇板的开裂, 开裂的部位往往产生在应力相对集中的地方, 因此板的裂缝绝大多数产生在板角处, 其走向与板的对角线垂直。 因水泥具有快硬、高强、水化热大的特点, 再加上混凝土浇捣后又未及时浇水养护, 混凝土在较高温度下失水收缩, 水化热释放量较大, 而又未及时得到水分的补充, 因而在硬化过程中, 现浇板受到支座的约束, 势必产生应力而出现裂缝, 这些裂缝也首先产生在较薄弱的部位, 即板角处。 4.2设计及环境因素引起的裂缝 现浇楼板的施工缝, 一般都是设置在跨中1/3处范围内。这一部位剪力虽然最小, 但弯矩最大。且在这一区域多有预埋电器管线, 是一个较薄弱部位。再加上混凝土板体表大, 易收缩, 施工缝处理不当, 造成沿施工缝出现的楼板裂缝。 楼板角部未设计放斜筋, 当角部弯矩较大时出现角部裂缝。 当楼板中埋置直径较大的水电管时, 特别管子交叉重叠时, 造成楼板局部混凝土厚度太小, 很容易出现裂缝。 4.3 施工因素引起的裂缝 混凝土配合比不正确; 混凝土浇捣时振捣不密实, 收光时间过早或

混凝土裂缝深度检测技术

混凝土裂缝深度检测技术

目录 1测试的意义 (2) 2测试方法和原理 (3) 2.1标准测试方法 (3) 2.2独创测试方法(表面波法) (6) 2.3裂缝延伸方向的测试 (8) 3模型、现场验证 (9) 3.1基础试验(1998-2006) (9) 3.2现场验证(1998-2006) (11) 4特点和适用范围 (14) 4.1特点 (14) 4.2适用范围 (14) 4.3影响因素 (14) 4.4与超声波方法相比的优越性 (15)

1测试的意义 混凝土结构是最重要的土木、建筑结构,在社会基础设施中占据举足轻重的地位。然而,由于各种原因(如干燥收缩、温度应力、外荷载、基础变形等),裂缝是混凝土结构中最常见的缺陷或损伤现象。 由于裂缝的成因、状态、发展以及在结构中的位置等的不同,对结构的危害性也有很大的区别。严重的裂缝可能危害结构的整体性和稳定性,对结构的安全运行产生很大影响。另一方面,也有些裂缝,如表面温度变化或干燥收缩引起的浅裂缝则无大的影响。此外,根据大量的观测资料,在混凝土结构物中出现的裂缝,大多数在竣工后1-2年内已产生。如果这些裂缝处于稳定状态,其对结构的影响程度要小得多。此外,对于裂缝的修补,如裂缝充填(往裂缝中注入水泥砂浆或者环氧树脂等充填材料,以防内部钢筋锈蚀)和裂缝补强(裂缝表面粘贴钢板等)都需要在明确裂缝的状态、成因的基础上才能合理、有效地进行。 因此,为了确定裂缝的状态、发展和成因,以及合理评价裂缝对结构物的影响,选择适当的修补方案和时机,掌握其深度与其长度、宽度都是非常重要的。所不同的是,裂缝的深度测试较之长度和宽度测试要困难得多,通常需要采用钻孔取样的方法加以直接测试。但是,钻孔取样的方法除费时费力,对结构也有一定的损害以外,对深裂缝由于取样困难往往难以测试。同时,对于裂缝的发展也难以监测,因此,采用合理的无损检测方法是非常必要的。 裂缝深度的无损检测方法有多种,长期以来,研究人员开发了多种测试方法,大致可以分为: 1)基于超声波的检测方法; 2)基于冲击弹性波的检测方法 然而,由于混凝土结构及裂缝的特殊性,使得裂缝深度的无损检测变得非常困难。同时,目前常用的裂缝深度的无损检测技术大多是从金属材料的裂缝深度检测中发展而来,在应用于混凝土结构中会遇到各种问题,使得测试结果常常较实际深度偏浅很多,因此难以在实际工程中推广应用。当然,对裂缝深度方向的发展的监测迄今尚无有效的手段。

建筑物裂缝的形成原因与对策

试论建筑物裂缝的形成原因与对策中图分类号:tv543+.6 献标识码:a 文章编号:2095-2104(2012)01-0020-02 摘要:随着我国的改革开放,国民经济的飞速发展和科学技术 的进步,房地产业的异军突起,建筑施工技术得到空前长进,加上《建筑法》的实施,建筑质量问题越来越受到各方面的重视。本文分析了建筑物裂缝形成的原因,并且提出了对策。 关键词:建筑物裂缝原因分析防治措施 【abstract】 with china’s reform and opening up, the rapid development of national economy, science and technology progress, the real estate industry as a new force. so that construction technology are unprecedented progress, plus the construction the implementation of building quality problem is becoming more and more attention by every aspect. this paper analyzes the reasons of the formation of crack buildings, and puts forward the countermeasures. 【key words】 building;crack;causes analysis ;prevention and control measures 一、裂缝的调查概况: 通过对大量砖混结构的民用住宅、框架结构的办公楼等多种建 筑的调查发现,多数建筑都存在着不同形式的裂缝,这些裂缝一旦出现便很难弥补,但许多裂缝是有规律可循的。我对这些裂缝进行

混凝土裂缝的预防和处理

混凝土裂缝的预防和处理 摘要:本文针对多年来油田场站中混凝土施工过程时易产生裂缝,影响工程质量的情况,结合工程实例简要介绍了混凝土产生裂缝的原因、预防和处理措施。 关键词:混凝土;裂缝;预防;处理;措施 abstract: this paper put oil field for many years in the process of concrete construction cracks tend to occur, influence the quality of the project, combined with engineering example this paper briefly introduces the concrete crack the causes, prevention, and treatment measures. keywords: concrete; crack; prevent; processing; measures 中图分类号:tu37文献标识码:a 文章编号: 0 前言 在油田地面建设工程中,混凝土工程的施工质量越来越受到重视,混凝土是一种由砂石骨料、水泥、水及其他外加材料混合而形成的非均质脆性材料。由于混凝土施工和本身变形、约束等一系列问题,硬化成型的混凝土中存在着众多的微孔隙、气穴和微裂缝,正是由于这些初混凝土建筑和构件通常都是带缝工作的,由于裂缝的存在和发展通常会使内部的钢筋等材料产生腐蚀,降低钢筋混凝土材料的承载能力、耐久性及抗渗能力,影响建筑物的外观、使用寿命,严重者将会威胁到人,混凝土裂缝产生的原因很多,有变形

房屋建筑结构裂缝分析

建筑结构裂缝分析 1、建筑物裂缝基本概念 结构试验表明,裂缝的出现和开展是结构破坏的先兆。建筑物中 裂缝的存在预示着结构承载力可能不足,过大的裂缝会促使钢筋锈蚀而降低结构耐久性,会造成房屋渗漏,影响建筑物美观。所以,一般人很难接受建筑物裂缝。但客观现实,建筑物裂缝很难完全避免,就经济及科学观点,一定程度的裂缝是可以接受的。裂缝成因比较复杂, 危害程度不仅与裂缝大小有关,而且与裂缝性质、产生原因及结构功能要求的不同各不相同,不同类型的裂缝处理方法各异。 2、裂缝调查 2.1外观检测 裂缝外观检测是裂缝原因分析和危害性评定必不可少的最基本调 查,主要包括裂缝的形式、裂缝部位、裂缝走向、裂缝宽度、裂缝深度、裂缝长度、裂缝发生及开展的时间过程,裂缝是否稳定,裂缝内有无盐析、锈水等渗出物,裂缝表面的干湿度,裂缝周围材料的风化剥离情况,等等。裂缝外观检测常用的仪器有刻度放大镜、裂缝对比卡等;裂缝深度主要是采用超声法探

测或局部凿开检查。对于活动 性裂缝判定,应进行定期观测,专用仪器有接触式引申仪、振弦式应变仪等,最简单的办法是骑缝涂抹石膏饼观察。 2.2裂缝成因调查 裂缝成因调查是为裂缝原因分析提供依据,包括材质、施工质量、设计计算与构造,使用环境与荷载。材质主要是水泥品种及安全性,砂石质量,是否存在碱性骨料,外加剂性能及用量。施工质量,主要是混凝土的强度、密实性、养护情况,钢筋位置及数量, 模板刚度及支撑情况。材质与施工质量调查方法,主要是核查保证资料,有针对性地辅以现场检测核对。设计计算与构造,重点是查 结构方案及布置,荷载项目及取值,计算简图及分析方法(包括温度收缩应力),结构差异沉降,结构抗裂计算结果,配筋,以及构造措施等是否满足规范,是否合理。使用环境与荷载,主要是分析结构在使用中的温度、湿度变化,是否存在有害介质作用,以及实际荷 载是否超标等。 3、裂缝原因分析3?1宏观责任分析

常见混凝土裂缝与处理方法

常见混凝土裂缝及处理方法 混凝土是一种由砂石骨料、水泥、水及其他外加材料混合而成的非均质脆性材料。由于混凝土施工、本身变形和约束等一系列问题,使混凝土裂缝成为土木、水利、桥梁、隧道等工程中最常见的工程病害。它的出现不仅会降低建筑物的抗渗能力,影响建筑物的使用功能,而且会引起钢筋的锈蚀,混凝土的碳化,降低材料的耐久性,影响建筑物的承载能力,因此要对混凝土裂缝进行认真研究、区别对待,采用合理的方法进行处理,保证建筑物和构件安全、稳定的工作。 二混凝土裂缝产生的主要原因 在施工和使用过程中,混凝土结构开裂的原因很多,当发生温度和湿度变化、结构受荷、地基不均匀沉降,施工方式不当时,都非常容易产生裂缝,具体原因有以下几方面: 1、设计不当产生的裂缝 为追求建筑物的外观样式,建筑物表面存在过多凹凸角,产生的凹角应力集中容易导致出现裂缝;一些超长建筑物,很易出现伸缩裂缝;此外,因设计的承重板件厚度太小,刚度减弱,板中受拉钢筋和受压混凝土应力增大,致使板件出现穿透性裂缝也比较常见。 2、混凝土材料使用不当产生的裂缝 使用混凝土收缩性较高的矿渣水泥、快硬水泥、低热水泥及

水泥标号低或水灰比高均易产生裂缝。 3、地基变形产生的裂缝 当建筑物建于土质差别较大或软弱土质上,基础深浅不一,相邻部分的高度、荷重、结构刚度差别较大或是建筑物平面形状复杂、立面变化过大、长度过大等原因都会导致基础不均匀沉降。 4、施工工艺不当产生的裂缝 (1)水泥、砂、石等质量不好是引起裂缝较常见的因素。若工程上用了这些不合格的材料就会导致“豆腐渣工程”。 (2)混凝土是一种人造混合材料,其质量好坏的一个重要标志是成型后混凝土的均匀性和密实程度。因此混凝土的搅拌、运输、浇灌、振实各道工序中的任何缺陷和疏漏,都可能产生裂缝。 (3)水分蒸发、混凝土干缩通常是导致混凝土裂缝的重要原因。混凝土养护,特别是早期养护质量与裂缝关系密切,早期表面干燥可使其内外温度相差较大很容易产生裂缝。 (4)模板构造不当,漏水、漏浆、支撑刚度不足、支撑的地基下沉,过早拆模等都有可能造成混凝土开裂。 5、其他原因产生的裂缝 (1)温度应力引起裂缝:目前温度裂缝产生主要原因是由温差造成的。 (2)收缩引起裂缝:收缩有很多种,包括干燥收缩、塑性收缩、自身收缩、碳化收缩等。

谈建筑裂缝的预防与处理

谈建筑裂缝的预防与处理 建筑裂缝虽然不会危及到结构的安全,危害性较小,但对建筑物的稳固产生重要影响。随着国家对工程质量的越来越重视和人们质量意识的提高,人们对工程的质量问题的关心程度将会越来越高。这对工程的建设者们提出了越来越高的要求,这就要求我们必须认真对待并力求克服建筑裂缝的发生。 标签:建筑裂缝工程质量预防处理 0 引言 建筑裂缝主要是指内外墙体抹灰上的龟裂、水平裂缝、沿柱的竖直裂缝、不同材料间的裂缝等,是在建筑中经常发生的一种通病,出现这种裂缝究其原因有的是因为技术上的不成熟、材料本身的缺陷、温度的变化、设计以及施工等因素的影响。本文结合多年来的施工经验以及相关的理论,对减少这类裂缝的技术措施做进一步的探讨。 1 裂缝的基本概况 通过对大量砖混结构的民用住宅、框架结构的办公楼等多种建筑的调查发现,多数建筑都存在着不同形式的裂缝,这些裂缝一旦出现便很难弥补,但许多裂缝是有规律可循的。我对这些裂缝进行了总结,其调结果如下: 1.1 不管是什么结构的建筑,几乎都存在抹灰开裂的现象,大部分是因为温度变化引起的,仅仅是轻重程度的不同而已。 1.2 抹灰表面龟裂,裂缝多而无规律,裂缝较细但面积较大,严重的引起墙面空鼓,若要返工成本较大。 1.3 在框架结构中,填充墙体与梁柱接触面间容易出现水平和垂直裂缝,这些裂缝几乎是不可避免的,如果不加以预防,裂缝一旦出现就很难补救。 1.4 墙体使用新型材料尤其是大块板型材料,例如GRC墙板、钢丝网架聚苯乙烯夹心板(俗称得乐板、舒乐板等),不同板块之间经常出现规则的竖向裂缝。 1.5 在门、窗洞口出现形状为“八”字形的裂缝,裂缝沿约45°方向开裂,框架结构和砖混结构均有发生,而砖混结构多发生于顶层两端的房间,而且裂缝一般较宽,这种裂缝不仅仅是抹灰的开裂,而是砌体的开裂,出现后有时伴有渗漏现象,危害较大,一般是由于温度变化引起的,是较为典型的温度裂缝,较难处理和避免。 2 主要裂缝原因分析及采取的预防措施 2.1 墙面抹灰龟裂

常见建筑物裂缝原因分析与预防

常见建筑物裂缝原因分析与预防 发表时间:2019-01-02T15:28:56.273Z 来源:《建筑细部》2018年第11期作者:闫春明 [导读] 随着我国经济和社会的不断发展,人们对于建筑产业的需求也在不断地加大。 黑龙江省龙源水电工程有限责任公司黑龙江哈尔滨 150000 摘要:随着我国经济和社会的不断发展,人们对于建筑产业的需求也在不断地加大。但是,我们的建筑产业在发展的过程当中也遇到了不少的阻碍。比如说,现阶段的建筑出现的一个主要的问题,就是裂缝问题。建筑的裂缝对于整栋建筑的影响是非常之大的,一旦建筑物发生裂缝,那么建筑的外观就会遭到破坏,我们还要花费巨额资金来进行建筑外观的修补。更重要的是,一旦建筑物出现裂缝,那么整栋建筑的稳定性就会受到影响,我们的建筑就有可能难以承受住那么大的压力,面临着坍塌的风险。因此,我们需要对建筑物裂缝的原因进行深入的研究,并且有针对性的提出预防性的方案。 关键词:建筑物;裂缝;原因 前言:建筑的裂缝问题从建筑产业产生以来就一直是一个棘手的问题,这个问题如果解决不好,我们就需要花费大量的资金来进行建筑的修补,浪费人力物力。实际上,建筑物裂缝的原因也就不外乎材料、施工、温差等三方面的原因,只要我们可以对这几方面多加注意,就可以有效的做好建筑物裂缝问题的预防。本文中,我们将对这三种最常见的建筑物裂缝原因进行分析,并提出相应的预防措施,希望能给广大读者带来一定的帮助。 1建筑物裂缝出现的几大原因 1.1施工材料选取的不够合理 建筑物裂缝问题是一个十分常见的建筑问题,它的产生十分频繁,造成的损失也会比较巨大。实际上,如果我们做不好建筑物裂缝的预防工作,建筑物在短时间之内就会失去原有的使用价值,美观性和稳定性都会巨大的下降。为了避免这种现象的发生,减少因为建筑物裂缝问题带来的巨大损失,我们需要对建筑物裂缝出现的具体原因进行深入的分析,并有针对性的进行预防。建筑物裂缝问题出现的原因确实有很多,主要就是在施工材料、施工过程、温差等三方面体现的比较明显。针对施工材料而言,施工材料选取的不合理是建筑物裂缝问题出现的一个重要原因。目前来看,我国的各类建筑都在使用不同配方比例的建筑材料,这些建筑材料的选取往往是根据建筑的实际需求来确定的。但是实际上,我国的建筑产业在发展过程当中,施工材料选取带来的问题时有发生。如果我们选取的材料不能够承载整栋建筑带来的压力,那么建筑表面自然会出现裂缝。一旦这种情况出现,就说明整栋建筑就已经处于高危状态了,继续使用就会有坍塌的危险。除此之外,我们在选取材料过程当中还应关注到材料的干湿度问题。从材料力学的角度来讲,建筑材料的干湿度决定了它的承载力和可塑性,如果我们在配制建筑材料的时候选取了一个不合适的材料干湿度,那么我们的整栋建筑就会面临着更大的风险。综合这两方面,材料的选取其实是建筑物裂缝问题出现的一个重要原因。 1.2施工过程中没考虑到地基沉降因素 有相关知识的人应当清楚,建筑物的自重以及其承受的荷载都是通过基础传递到地基的,地基在建筑物上部的荷载作用下,将应力按某一角度进行逐渐的扩散。深度愈大则扩散愈大,并且在相同的深度,应力值在中间是最大的,逐渐向两端减小。另外,由于地基的土体本身具备的非均质性,建筑物地基的应力必然是不均匀的分布的,这样建筑物就很有可能使地基产生了不均匀的沉降,因而就会造成建筑物的墙体裂缝。如果我们在施工过程当中没有考虑到这一点,或者是对于这一点的考虑不够全面,那么就极有可能造成建筑物的裂缝。实际上,这种问题是完全可以避免的,一旦这种问题出现,我们就会面临着诸多不必要的损失和风险。 1.3温差较大导致温度裂缝 小时候玩过泥巴的人应当都清楚,如果把泥巴放到太阳底下晒,那么泥巴表面就会很快的出现裂缝。实际上,这个问题出现的原因十分简单,因为泥巴内外温度的不同导致了内外两侧的含水量发生了明显的差别,从而导致了两侧承载力和张力的差异,进而引发裂纹现象的产生。实际上,我们的建筑过程也是这样,一旦发生了内外温差较大的情况,就会导致内外两侧含水量、承载能力等物理性质方面的差别,从而诱发了建筑的裂缝。除此之外,温差还会导致建筑材料的热胀冷缩,如果我们没有能够对热胀冷缩现象的发生留下余地,我们的建筑也很容易出现裂缝现象。综合这两方面,温差问题其实也是建筑物出现裂缝的一个重要原因,需要我们及时的采取相应的措施进行解决。 2建筑物裂缝的预防措施 2.1选取合适的建筑材料来进行施工 从上文的讨论中我们了解到,建筑物裂缝问题在建筑行业当中十分常见,并且这种情况出现的原因也并不是唯一的,建筑材料的选择问题就是其中一个重要的原因。一旦发生了这种原因导致的建筑物裂缝,那么整栋建筑就基本宣告着报废,很难再进行修复了。因此,我们在建筑起步的时期,就需要选取合适的建筑材料进行施工。具体来讲,我们可以根据建筑的预计重量,计算出建筑材料所需要承担的压力,有针对性的选取合适的施工材料。并且,我们需要对材料的干湿度进行探讨,确保材料在我们选取湿度的情况下可以符合我们的使用要求。一旦这两方面的任何一部分出现了问题,我们的建筑材料选取工作就宣告着失败,整个建筑的过程也可能只会是无用功。毕竟,一旦发生了由于建筑材料引发的建筑物裂缝,我们就很难对这些裂缝进行修复了,这样一来造成的经济损失就会比其它类型的建筑物裂缝更大。因此,相关的工作人员在这方面千万不能懈怠,一定要选取合适的建筑材料来进行建筑的施工。 2.2施工过程当中将地基沉降因素考虑在内 从上文的叙述中我们了解到,,也有很多建筑的裂缝问题是由于施工过程的不合理导致的。因此,我们应当将地基的沉降因素考虑到建筑施工的过程当中。具体而言,我们需要在施工之前就对整栋建筑的情况进行预测,并计算出可能沉降的深度还有面积。在实际施工的过程当中,我们不仅仅需要参考施工前的预测,还需要对地基的沉降情况实时监控,一旦发生了与预估不符的情况,需要及时的做出有效的调整。只有这样,地基沉降的问题才可以得到完美的解决,建筑的裂缝的这个原因才可以得到有效的排除。 2.3注意温差现象的预防 从上文的叙述中我们了解到,温差现象也是建筑物出现裂缝的一个重要的原因,具体而言,温差会影响到建筑材料内外的诸多差异,从而导致了裂缝现象的产生。为了解决这个问题,我们需要对这个问题采取及时的预防措施。首先,我们应当做好建筑材料的保温和保湿

建筑施工混凝土裂缝的预防与处理

建筑施工混凝土裂缝的 预防与处理 集团企业公司编码:(LL3698-KKI1269-TM2483-LUI12689-ITT289-

建筑施工混凝土裂缝的预防与处理混凝土是一种由砂石骨料、水泥、水及其他外加材料混合而形成的非均质脆性材料。由于混凝土施工和本身变形、约束等一系列问题,硬化成型的混凝土中存在着众多的微孔隙、气穴和微裂缝,正是由于这些初始缺陷的存在才使混凝土呈现出一些非均质的特性。微裂缝通常是一种无害裂缝,对混凝土的承重、防渗及其他一些使用功能不产生危害。但是在混凝土受到荷载、温差等作用之后,微裂缝就会不断的扩展和连通,最终形成我们肉眼可见的宏观裂缝,也就是混凝土工程中常说的裂缝。 混凝土建筑和构件通常都是带缝工作的,由于裂缝的存在和发展通常会使内部的钢筋等材料产生腐蚀,降低钢筋混凝土材料的承载能力、耐久性及抗渗能力,影响建筑物的外观、使用寿命,严重者将会威胁到人们的生命和财产安全。很多工程的失事都是由于裂缝的不稳定发展所致。近代科学研究和大量的混凝土工程实践证明,在混凝土工程中裂缝问题是不可避免的,在一定的范围内也是可以接受的,只是要采取有效的措施将其危害程度控制在一定的范围之内。钢筋混凝土规范也明确规定:有些结构在所处的不同条件下,允许存在一定宽度的裂缝。但在施工中应尽量采取有效措施控制裂缝产生,使结构尽可能不出现裂缝或尽量减少裂缝的数量和宽度,尤其要尽量避免有害裂缝的出现,从而确保工程质量。

混凝土裂缝产生的原因很多,有变形引起的裂缝:如温度变化、收缩、膨胀、不均匀沉陷等原因引起的裂缝;有外载作用引起的裂缝;有养护环境不当和化学作用引起的裂缝等等。在实际工程中要区别对待,根据实际情况解决问题。 混凝土工程中常见裂缝及预防 1.干缩裂缝及预防 干缩裂缝多出现在混凝土养护结束后的一段时间或是混凝土浇筑完毕后的一周左右。水泥浆中水分的蒸发会产生干缩,且这种收缩是不可逆的。干缩裂缝的产生主要是由于混凝土内外水分蒸发程度不同而导致变形不同的结果:混凝土受外部条件的影响,表面水分损失过快,变形较大,内部湿度变化较小变形较小,较大的表面干缩变形受到混凝土内部约束,产生较大拉应力而产生裂缝。相对湿度越低,水泥浆体干缩越大,干缩裂缝越易产生。干缩裂缝多为表面性的平行线状或网状浅细裂缝,宽度多在0.05-0.2mm之间,大体积混凝土中平面部位多见,较薄的梁板中多沿其短向分布。干缩裂缝通常会影响混凝土的抗渗性,引起钢筋的锈蚀影响混凝土的耐久性,在水压力的作用下会产生水力劈裂影响混凝土的承载力等等。混凝土干缩主要和混凝土的水灰比、水泥的成分、水泥的用量、集料的性质和用量、外加剂的用量等有关。 主要预防措施:一是选用收缩量较小的水泥,一般采用中低热水泥和粉煤灰水泥,降低水泥的用量。二是混凝土的干缩受水灰比的影响较大,水灰比越大,干缩越大,因此在混凝土配合比设计中应尽量控制好水灰比的选用,同时掺加合适的减水剂。三是严格控制混凝土搅拌和施

HAL压裂裂缝监测技术说明

哈里伯顿压裂裂缝微地震监测说明 2015年4月

1.微地震数据采集方式 井下微地震裂缝监测理论源于研究天然地震的地震学,主要为利用在水力压裂过程中储层岩石被破坏会产生岩石的错动(微地震)来监测裂缝形态的技术。井下微地震监测法将三分量地震检波器(图1),以大级距的排列方式,多级布放在压裂井旁的一个或多个邻井的井底中(图2)。三分量微地震检波器在压裂井的邻井有两种放置方式:一种是放置在邻井中的压裂目的层以上,用于邻井压裂目的层已射孔生产情况,由于收集微地震信号的检波器非常灵敏;为防止监测井内的液体流动对监测造成井内噪音,必须在射孔段之上下入桥塞封隔储层,然后将检波器仪器串下入到桥塞之上的位置。另一种方法是将检波器放置在邻井中的压裂目的层位置上,这种情况检波器和水力裂缝都位于相同的深度和储层,此时声波传播距离最近、需要穿过的储层最少,属于最佳的观测位置,这种方式用于邻井的目的层未实施射孔生产的情况。 图1 三分量地震检波器

图2 三分量地震检波器下井施工现场 图3显示一个由5级检波器组成的仪器串在压裂井的邻井下入的两种布局方式:图中左边表示邻井已射孔的情况下,射孔段以上经过桥塞封堵,检波器仪器串放置在该井的目的层以上;图中右边表示邻井为新井的情况下,目的层未实施射孔,检波器仪器串放置在该井的压裂目的层位置上。井下微地震压裂测试使用的三分量检波器系统检波器以多级、变级距的方式,通过普通7-芯铠装电缆或铠装光缆放置在压裂井的邻井中。哈里伯顿使用采样速率为0.25ms的光缆检波器采集系统采集和传输数据。常规的电缆一方面数据传输速率低,另一方面对于低频震动信号易受电磁波的干扰大。采用铠装光纤进行数据传输不但传输速度快,并且允许连续记录高频事件,提高了对微小微地震事件的探测能力同时 对微地震事件的定位更加准确,监测到的裂缝形态数据最为可靠。 图3 多级检波器系统在邻井的两种放置方式 另外,由于检波器非常灵敏,井筒中的油气流动会很大程度的影响监测微地震事件的 信噪比,如果监测井为已经射孔的生产井,需要在射孔段以上20米的位置下入桥塞,检

混凝土裂缝的预防与处理

混凝土裂缝的预防与处理

混凝土裂缝的预防与处理 摘要:我们使用的混凝土是当今土木工程极其重要的材料之一,其在现代工程建设项目中占有非常重要的地位。其质量直接影响到工程结构的适用性、安全性和耐久性。为此,人们对混凝土的质量给予了极大的关注。而在今天,混凝土的裂缝较为普遍,在建筑工程中裂缝几乎无所不在,尽管我们在施工中采取各种措施,小心谨慎,但裂缝仍然时有出现。 关键词:混凝土;裂缝;原因;预防措施 前言 随着我国建设工程项目的增多,土木工程的迅猛发展,混凝土广泛被应用于工业与民用建筑、农林与城市建设、水利与海港工程、交通工程和城市建设中。而且成为了当今建设工程中一种无法取代的建筑材料。但在建筑工程中混凝土的裂缝较为极其普遍,几乎无所不在。尽管我们在施工中采取各种措施,想尽一切办法,但混凝土裂缝仍然时有出现。究其原因,主要有温度变化、收缩、膨胀、不均匀沉陷等原因引起的裂缝,有外载作用引起的裂缝,有养护不当和化学作用引起的裂缝等等。 一、防治混凝土裂缝的重要性 混凝土裂缝是工程建设中的质量通病,混凝土的裂缝不仅会影响工程质量的整体外观形象,而且会降低抗渗和抗冻能力,并会导致钢筋锈蚀,影响结构物的耐久性,对某些结构,由于裂缝会引起漏水,将影响结构物的正常使用功能,裂缝进一步扩大甚至可能会导致坍塌事故。因此,研究裂缝产生的原因及其影响因素,能更好地防治裂缝,提高工程质量。 二、混凝土裂缝产生的原因及影响因素 经国内外无数施工现场实践和试验证明在混凝土搅拌过程中,骨料(石子)的表面吸附一层水膜;成型时,混凝土种多余的水分上升,在粗骨料的底面停留并形成水囊;加上凝结时水泥石的收缩,使得骨料和水泥石的结和面上形成了局部的结和面微细裂缝。这种

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