砖石、混凝土结构的裂缝及结构受力状态 在砖石结构和混凝土结构中,常会出现这样和那样的裂缝,裂缝的形态多种多样,水平的、垂直的、斜向的、贯穿构件截面的、不贯穿构件截面的等等
我们知道,结构或构件上有裂缝存在,在裂缝周围的结构物质或构件就有相应的变形存在,同时也就有广义力的存在
我们通过讨论裂缝的形态,可以了解结构或构件的变形情况,进而了解结构或构件的受力性质、力的大小、方向和作用位置,为我们处理裂缝提供依据
1 裂缝的形态与变形之间的关系 在我们工作实践中,裂缝的形态可以归结为三种平面形态: 第一种是直裂缝,如图一所示
这种裂缝的边缘的,裂缝边缘两侧各质点的位移是相背的
第二种是棱形裂缝,如图二所示
裂缝中间宽,两头窄井闭合
裂缝中段质点位移是相背的,而两端质点位移相向的,多数属于两端在约束存在,质点不产生相对变形
第三种是 V 形裂缝,如图三所示
裂缝开裂最大处位于结构或构件的边缘,裂缝边缘质点变形是相背的,裂缝向结构内部延深,质点相对变位逐渐减小,当到达某一部位时,裂缝两侧质点不再产生相背位移变形
一般来说这种裂缝在结构中的表现较多,由此推导出的广义力对结构的影响较大
2 裂缝的变形形态与变形力之间的关系裂缝的形态最基本的是前一节所述的三种类型,但裂缝在结构中的位置和裂缝与水平面形成的角度不同,因而产生这种变形的广义力不尽相同
但裂缝无论多么复杂,都有其规律可循
首先我们应该重申一点,在我们探讨的建筑物上的荷载作用方向都是垂直向下的,结构构件要么是水平的,如梁、板,要么是垂直的,如柱、墙
及特别情况非水平和非垂直构件不在本文中讨论
2.1 直裂缝上一节我们说过直裂缝边缘两侧各质点的变形是相背的,能够产生这种变形的力只能是与裂缝垂直,与变形方向一致的外力(或广义力)
这种裂缝在结构墙体和梁多表现为竖向的,在楼板上表现局部构件的短方向,和建筑物外墙角部位,如图四所示,这种裂