6.1.2 Основные причины появления трещин

Наиболее характерными причинами, вызывающими появление трещин в железобетонных конструкциях, являются:

• перегрузка конструкции, вызывающая перенапряжение сечений элементов или большие деформации;

• местная перегрузка участков или сечений конструкций от сосредоточенных сил, передающихся на небольшую зону конструкции;

• усадка материалов при высокой температуре и малой влажности, особенно в период изготовления;

• нарушение сцепления арматуры с бетоном;

• коррозия арматуры;

• резкие перепады температуры, в том числе полив раскаленных конструкций водой;

• низкая прочность материалов;

• нарушения при армировании конструкций: большой шаг стержней, недостаточная анкеровка и т. д.;

• многократные намокания и промерзания конструкций. Попадание воды в каналы конструкций с последующим ее замерзанием, например в многопустотные плиты перекрытий;

• коррозионное растрескивание в агрессивной среде;

• динамические воздействия, вибрация, колебания, удары, взрывы и т. д.;

• резкие перепады сечений в конструкциях, вырезы, отверстия;

• механические повреждения;

• биологические повреждения.

6.1.3 Основные характерные трещины в железобетонных элементах

Исследуя характер распространения и раскрытия видимых трещин, в большинстве случаев можно определить причину их образования, а также оценить техническое состояние конструкции.

Необходимо отметить, что в зависимости от категории трещиностойкости, связанной с условиями эксплуатации, видом (классом) арматуры, напряженным состоянием сечений (растяжение, сжатие) и продолжительностью раскрытия, предельно допустимая ширина раскрытия трещин в условиях неагрессивной среды колеблется от a_crc < 0,1 до a_crc < 0,4 мм. Для некоторых типов конструкций образование трещин вообще не допускается.

Различают трещины, проявившиеся в железобетонных конструкциях в процессе изготовления, транспортировки и монтажа, и трещины от эксплуатационных нагрузок и воздействия окружающей среды.

Трещины от силового воздействия обычно располагаются перпендикулярно действию главных растягивающих напряжений. Основные виды «силовых» трещин представлены в таблице 6.1.

Усадочные трещины в плоских конструкциях распределяются хаотично по объему, а в конструкциях сложной конфигурации концентрируются в местах элементов (узлы ферм; сопряжения полки и ребер в плитах, двутавровых балках и т. д.).

Таблица 6.1 – Трещины в железобетонных элементах

Вид трещин	Форма трещин	Элементы конструкций
Сквозная клиновидная		Внецентренно-растянутые элементы
Сквозная внахлестку
Несквозная клиновидная		Изгибаемые и внецентренно-сжатые элементы
Сквозная с параллельными стенками		Центрально-растянутые элементы раскосных ферм
Замкнутая наклонная		Приопорная зона изгибаемых элементов
Несквозная продольная		Предварительно напряженные элементы в зоне анкеровки арматуры. Сжатые эле-менты

Трещины от коррозии проходят вдоль коррозирующих арматурных стержней.

Характерными трещинами, возникающими в изгибаемых элементах – балках, являются: трещины, перпендикулярные (нормальные) к продольной оси, трещины вследствие появления растягивающих напряжений в зоне действия максимальных изгибающих моментов, наклонные к продольной оси, которые вызваны главными растягивающими напряжениями в зоне действия существенных перерезывающих сил и изгибающих моментов (рисунок 6.2).

Рисунок 6.2 – Характерные трещины в изгибаемых железобетонных элементах, работающих по балочной схеме:

1 – нормальные трещины в зоне максимального изгибающего момента, 2 – наклонные трещины в зоне максимальной поперечной силы, 3 – трещины и раздробление бетона в сжатой зоне элемента

Нормальные трещины имеют максимальную ширину раскрытия в крайних растянутых волокнах сечения элемента.

Наклонные трещины начинают раскрываться в средней части боковых граней элемента – в зоне действия максимальных касательных напряжений, а затем развиваются в сторону растянутой грани.

Раздробление бетона сжатой зоны сечений изгибаемых элементов указывает на исчерпание несущей способности конструкции.