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发表于:Sat Sep 28 16:13:17 CST 2013
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摘要: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,混凝土裂缝产生的原因也很多,在结构设计过程中就需要根据不同的结构形式和不同的结构构件预判可能出现的裂缝,再根据不同的可能出现的裂缝采取相应的预防措施。随着社会的发展与进步,重视混凝土结构设计具有重要的意义。本文主要简单介绍混凝土结构设计裂缝产生的原因及抗裂措施。
关键词:混凝土结构设计;抗裂设计;抗裂措施
中图分类号:TV331           文献标识码:A           文章编号:


引言:当前,随着技术人员对混凝土的强度等问题不断地展开研究分析与实践,试验说明裂缝问题是工程中所无法避免的。而试验中证实,导致裂缝问题出现的原因主要包括、原材料、方案设计、工程人员技术,以及施工条件还有施工环境等。其中,结构设计的合理与否,以及施工的合理与否是造成裂缝出现,以及处理该问题的重点环节。
1.混凝土结构设计裂缝产生的原因
1.1设计因素
1.1.1由于借用地质报告造成差错,地基钻探勘测不准,业余设计者错误设计。
1.1.2图纸采用梁平法,表达较简单,施工单位若素质较差,则不理解。
如某小区在客厅的楼板上有一条与整个房屋长向的垂直裂缝且贯穿。原以为是温度收缩裂缝,经仔细分析。由于下面是地下车库的一道墙,主体下沉与楼板收紧,产生应力而造成裂缝。
1.2环境因素
混凝土具有热胀冷缩的性质,当环境温度发生变化,或水泥水化热使混凝土温度发生变化时,钢筋混凝土结构就产生温度变形。而建筑物中的结构构件在温度变形和约束的共同作用下,产生温度应力,当这种应力超过混凝土的抗裂强度时,就产生温度裂缝。如:自防水屋面板上的裂缝;大体积混凝土的裂缝。温度裂缝的特征:裂缝的宽度大小不一,但每一条裂缝宽度变化不大,裂缝宽度随着温度变化而变化。一般会出现表面的、较深的或贯穿性裂缝。其中表层裂缝的方向一般无规律性;较深的或贯穿裂缝走向,往往与主筋方向平行或接**行。普通钢筋混凝土的裂缝不一定都是质量问题,只要裂缝宽度符合规范规定,都属正常情况。但对宽度超过规范规定,或降低构件的承载能力,或有失稳破坏可能,或影响耐久性等方面的裂缝等都应认真分析,慎重处理。
1.3施工方面
施工工艺不当是造成钢筋混凝土开裂的另一个主要原因。由于施工原因造成裂缝出现的因素很多,主要有:
1.3.1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质量事故,所以说只有把好材料的质量关,工程质量才会在根本上得到保证。
1.3.2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,都可能使裂缝产生的直接或间接原因。
1.3.3水分蒸发、水泥结石和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较大更容易产生裂缝。
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。施工过程中,钢筋表面污染,混凝土保护层太大或太小,浇灌中碰撞钢筋使其移位等都可能引起裂缝。
1.4结构受荷
在施工中和使用中由于结构受荷都可能出现裂缝。例如早期受震、构件堆放、运输、吊装时的垫块或吊点位置不当、施工超载、张拉应力值过大等均可能产生裂缝。而最常见的是钢筋混凝土梁、板等受弯构件,在使用荷载作用下往往出现不同程度的裂缝。普通钢筋混凝土构件在承受了30-40%的设计荷载,就可能出现裂缝,肉眼一般不能察觉,而构件的极限破坏荷载往往都在设计荷载的1.5倍以上。所以在一般情况下钢筋混凝土构件是允许带裂缝工作的(这类裂缝也称为无害裂缝)。在钢筋混凝土设计规范中,分别不同情况规定裂缝的最大宽度为0.2-0.3mm,对那些宽度超过规范规定的裂缝,以及不允许开裂的构件上出现裂缝则是有害的,需加以认真分析,慎重处理。
2.结构设计时采用的抗裂措施
2.1混凝土原材料的选择
要控制混凝土的开裂,需要从原材料的选择出发,原材料选择的正确与否,直接影响到混凝土的开裂。由于混凝土自身的特性,水灰比过大,水泥用量大,外掺剂保水性差,粗骨料少,用水量大,振捣不良,环境气温高,表面失水大(养护不良及吸水砖模)等都能导致蝮性收缩表面开裂。自20世纪初起,为了减小水化放热产生的影响,开始采用掺火山灰的办法,30年代又开发出低热水泥。利用加大粗骨料粒径、非常低的水泥用量、预冷拌合物原材料、限制浇筑层高和管道冷却等措施,进一步获得了降低水化温峰、抑制热裂缝的效果。因此从选择水化热低的水泥,控制水灰比,减少水泥用量和用水量,添加适当的外加剂等措施以控制混凝土的开裂。例如,超长的地下室结构外墙应选用补偿收缩混凝土,即在混凝土中掺入UEAHEA等微膨胀剂,以混凝土的膨胀值减去混凝土的最终收缩值的差值不小于混凝土的极限拉伸即可控制裂缝。普通硅酸盐水泥外掺粉煤灰可有效控制早期和长期收缩开裂。
2.2提高结构自身承载力
在结构设计过程中,有时虽然梁板的承载力和挠度均在规范允许之内,但相对承载力较小,由于承载力的降低会引起混凝土的开裂。因此,混凝土结构设计时,要考虑到混凝土的劣化,混凝土强度必须有一定安全储备,才能保证结构有足够的安全性和耐久性。
2.3减小地基的不均匀沉降
因为建筑物地基的不均匀沉降而引起的结构裂缝的事例不多,位于采空区的建筑物易发生。此时需加强基础的整体性,以减小地基不均匀沉降对结构的影响,比如独立基础时设置拉梁,而且在有些工程中开裂还非常严重。此时建议在拉梁两端各设一道后浇带,如果地质条件较好可设一道或不设。
2.4地下室墙体裂缝的控制
2.4.1采取“抗裂”的设计原则,控制裂缝发生。在墙板顶部和腰部设两道暗梁,并适当增设暗柱,以起到“模箍作用”;适当增加墙板钢筋,尤其是水平构造筋的配筋率应适量提高。
2.4.2墙体与大柱连接处截面尺寸应缓慢变化,以避免温差梯度的突变,建议采用下面类似做法,以防止收缩应力变化产生裂缝。
2.4.3为了防止墙体早期砼出现收缩裂缝,在墙体中设置适当数量的后浇带,后浇带设置间距1525m,留置宽度800-1000mm,保留时间为4060天,在建施工的一幢27层高层建筑,地下室墙板施工已近两年,未出现裂缝。墙板留置后浇带就是减少约束,释放温度收缩应力,给墙体有一定的伸缩自由。
2.4.4平面形状特征为外墙直线段少,直线段长度短,且构造柱基本上与墙体分开,墙体外约束及强约束基本上没有,内部约束大都为有利伸展的曲线分布,这也是墙体未出现裂缝的重要因素之一。
2.4.5进行砼配合比的试配试拌,采用水化热低收缩性小早期强度高的硅酸盐水泥作胶结料,粗骨料级配好,中粗砂含泥量小,掺早强缓凝型泵送剂,严格控制砼水灰比和搅拌时间,为墙体施工提供高质量的砼拌料。
3.抗裂设计的安全度
工程建筑抗裂设计的安垒度应从工程的重要性.工程的超长规模以照经济条件考虑。据此,我们可以将工程建筑抗裂设计的安全度要求分为三级:低要求,中等要求,高要求。由于使用者对工程建筑的要求越来越高,业主应考虑工程出现裂缝后的影响。做出判断,选定合适的抗裂设计安全度要求。
3.1临时建筑或不超长的混凝土工程———低要求(5075)对这些工程可以按普通棍凝土要求设计,施工,可以币用膨胀剂或纤维,但对防渗有要求时,则耍用适当的防水剂或膨胀剂。
3.2一般的超长结构物——中等要求(7590)对这些工程可用膨胀混凝土或用纤维混凝土.适当致后浇带。
3.3对重要的构筑物或特别超长结构物(1‰以上)——高要求(9095)对这类工程可用纤维复合膨张混凝土,这样可以确保工程结构物的安全不开裂)
4.结束语
总而言之,在现阶段的混凝土工程当中,裂缝问题是不可避免,且普遍存在的,而且很难解决的实际问题。而导致裂缝问题发生的原因分为许多种,其中较为重要的一点则是结构的设计与应用。
参考文献:
[1]李吉坤,浅析高层混凝土结构中裂缝产生的原因及其控制,中国房地产业,2013年第2.
[2]张春光,建筑混凝土结构中常见裂缝问题分析,城市建设理论研究,2012年第32.
 
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发表于:2018-06-29 12:07:18
释放温度收缩应力

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