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裂缝房屋建筑结构设计中现浇混凝土裂缝制约措施

收藏本文 2024-02-12 点赞:5487 浏览:14057 作者:网友投稿原创标记本站原创

内容摘要:随着建筑工程技术的发展,钢筋混凝土房屋建筑在我国得到普及应用。本文首先分析了裂缝对房屋建筑的危害,根据实际案例来探讨如何从设计方面和施工工艺方面控制裂缝的发生。
关键词:高层房屋混凝土结构;现浇混凝土裂缝控制;设计;施工;
引言
固体材料中的某种不连续现象,混凝土硬化过程中,由于混凝土脱水,引起收缩,或者受温度高低的温差影响,引起胀缩不均匀而产生的裂缝,在学术上属于结构材料强度理论范畴。房屋建设中水泥混凝土的使用用泛最广、应用量也最大,但这种材料也容易受到侵蚀性环境的化学腐蚀或者遭到物理破坏。混凝土如果产生了裂缝,就会对房屋结构造成很大影响,首先会使得保护层剥落,其次空气侵入到结构内部使得钢筋锈蚀、混凝土碳化,这样就会使得结构物的使用寿命缩短,裂缝对房屋结构的危害极大。

1.工程概况

江苏省某地区的一栋高层建筑,这栋建筑物的面积,16200 m2,地下设置了2层,地上有20层,查看设计发现楼高68米,地下层与首层层高都为4 m,地上部分的楼高都为3 m.地下负二层为仓库,地下负一层为停车场,楼上部分为居民住宅,属于典型的钢筋混凝土高层结构,可以很明显看出为一筒体结构体系。该栋楼,修建于1997年,在1998年竣工,但在1998年楼投入使用以来,却不断的出现各种裂缝,并且随着时间的推移裂缝的发展趋势越来越严重。

2.科学分析高层结构混凝土裂缝形成的原因

笔者于2011年查阅检测部门的资料,统计了相关裂缝的条数,裂缝的宽度,与走势。据统计该楼的板裂缝数超过3000,且宽度大于0.5mm,梁与柱的裂缝也比较多,超过500根,在此调出一张记录图,图中XF表示的意思是用肉眼可以很明显观测到的,XXF则是通过放大镜或专业工具记录的,具体情况如图1.

2.1裂缝原因分析

通过对重新对结构进行计算,查阅相关施工资料的记载可以发现以下的问题:首先,该楼的混凝土的选择不合理,选择的混凝土强度太低,经检测只有C25,设计为C3O 。由于水泥水化释放大量热量,使得混凝土中心区域温度升高,由于温度扩散的速度比较慢,而大体积混凝土的表面和边界相对温度较低,这样就会使得构造物在断面上形成较大的温差,混凝土表面产生拉应力,内部产生压应

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力。其次,结构的配筋不满足要求,结构抗扭周期和抗弯周期比不满足规范要求,如果配筋不能提供足够的的拉应力,就会使得在承受荷载时超过混凝土容许拉应力而造成开裂,随着裂缝的扩展最终体现在构造物的表面。

3.裂缝的控制的措施与建议

3.1结构设计方面的裂缝控制

混凝土机构物的设计对裂缝控制起着很重要的作用,良好的设计能很好的控制裂缝,受力比较明确,且十分经济。在这里笔者总结了设计方面的一些经验:楼板混凝土的材料选择,一般与现浇梁的等级一样。房屋平面设计时,如果房屋平面有凹凸时,应该在其边缘设置拉梁,凹口周边会进行保护层厚度加厚,同时加密配筋,以防止裂缝的产生。通常会在主楼和群房之间设置后浇带,这种结构能减少地基沉降产生的裂缝,设置在梁与楼板的三之分一跨处,宽度通常为(800-1000)mm。楼板的厚度在现浇时也有限制,一般大于L/30,L为楼板的计算跨度,民用房屋也需大于100mm,以免出现收缩裂缝。在进行配筋计算时,设计人员应严格参照《混凝土结构设计规范》进行,其中对受拉的钢筋配筋率有要求,一般大于0.2。为了减小构件的裂缝,我们会在配筋率和配筋间距这两方下功夫,面部中部会采用双层双向配筋,拉通板支座的负筋,如图2。

3.2从施工角度需采取的控制措施与建议

(1)严格对材料进行控制
为了减少裂缝的产生,就应该选择强度等级不应过高的水泥,房屋建筑很多地方要使用大体积混凝土,水化热很高所以水泥等级不应大于C30,同时使砼具有良好的抗渗性能。为了防止裂缝的发生施工中常常采用降低水灰比的办法。确定砼配合比时,尽量降低水灰比并减少水泥用量,以减少砼收缩,降低砼的绝热温升,以此满足设计及施工工艺的要求,此外,应要特别注意粗细骨料的含水量和含泥量,严格控制原材料的技术指标和材料质量。对所选择材料应进行仔细检查,对不合格材料进行及时处理,使水泥含泥量控制在百分之一以下。
(2)选择合适的砼浇筑工艺
尽快将内模及顶板钢筋制作完成后,浇筑顶板砼。为了防止先浇筑砼的基岩对后浇筑砼有约束作用,新老砼先后浇筑的时间差不应超过3-4天。合理安排施工工序,浇筑砼时应确保砼配合比的准确,一次浇筑砼的纵向长度不宜太长,尽量使腹板、地板砼一次浇筑完成。尤其注意当天气温较高时,浇筑的时间应选在傍晚之后。
(3)施工工程中混泥土温度控制
考虑到房屋结构施工温度变化对结构的变形影响很大,控制不好容易产生施工裂缝。施工单位要认真影响房屋混凝土的的温度因素如:水泥水化热、日照温差、骤变温差、季节温差等等,因素多而杂,控制时难度也比较大。根据相关资料与同类施工经验,项目重点考虑季节性温差和结构体内温度残余影响。结构内的温度变形,根据建筑施工规范中相关经验公式可以得出钢筋的应变为: ,而温度引起的实际应变为: ,根据施工经验分析, ,则可把公式化为: ,此时我们就能计算出,温度变化对混凝土结构产生的实际变形为: ,这样就跟科学的对施工控制进行指导,采取适当的方法降温、早强的施工措施是非常必要的。
(4)重视砼施工的养护
砼的养生主要是保持适当的湿度和温度条件。,要尽量避开干热风、暴雨、大雪等极端不利天气。除此之外,气温瞬间骤降会使砼表面与内部产生过大的温差从而使表面产生裂缝,因此应做好保温措施。
4.结语
裂缝控制也是房屋建筑中的重点与难点,本文从施工和设计角度探讨了房屋建筑的裂缝控制,其牵涉到力学、材料学、结构设计及管理学等多学科交叉应用,是一项复杂的系统工程。
参考文献
【1】李志清等,大体积混凝土底板施工裂缝的控制,沈阳建筑工程学院学报,第16卷,第l期, 2000
【2】王振波等,混凝土基础底板温度场及温度应力分析,南京建筑工程学院学报,第4期, 1999
【3】张富德等,碾压混凝土坝非稳定温度场计算预测与工程实测的比较,清华大学学报,第1期,1998
【4】杨少谋,混凝土的自身收缩及其控制措旋,西北水力发电,2004,3

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