所屬欄目:建筑設計論文 發布日期:2011-05-14 08:01 熱度:
摘要:本文對高層建筑結構裂縫的成因及控制策略進行探討。對于易產生裂縫的結構主要受力部位,應從設計、施工及監理等各方面給予高度重視,盡量避免裂縫的出現或盡可能將裂縫控制在允許的范圍之內
關鍵詞:混凝土裂縫;施工質量;耐久性;穩定性
近年來隨著房地產業的快速發展,住宅的比例不斷增大,隨之而來的是人們對建筑質量的高度關注。由于大部分消費者對建筑裂縫缺乏必要的專業認識,出現裂縫就認為有害,擔心裂縫會引起建筑物倒塌,反應很是敏感,所以裂縫一直成為投訴熱點,開發商和承包商為此的花費也逐年增長。裂縫的控制無論從建筑質量還是經濟角度來說都顯得越來越重要。建筑結構產生裂縫是很普遍的現象,從理論上來說,混凝土結構尤其是受彎構件是允許帶裂縫工作的,在使用荷載不大的情況下,這類結構性裂縫非常細微,不易為肉眼所察覺,但在現實的建筑中,混凝土結構會出現各種各樣的裂縫,其中最常見的要數鋼筋混凝土構件以及磚墻裂縫。相當一部分裂縫對建筑的受力及正常使用無太大的危害,但裂縫的存在會影響到建筑物的整體性,耐久性,應當給予足夠重視,以避免裂縫的出現或把裂縫控制在允許范圍內。
1混凝土裂縫類型及成因
1.1塑性沉降裂縫
此類裂縫產生的主要原因是由于混凝土骨料沉降時受到阻礙(如鋼筋、模板、而產生的。這種裂縫大多出現在混凝土澆注后0.5小時至3小時之間,混凝土尚處在塑性狀態,混凝土表面消失水光時立即產生,沿著梁及板上面鋼筋的走向出現,主要是混凝土塌落度大、沉陷過高所致。另外在施工過程中如果模板綁扎的不好、模板沉陷、移動時也會出現此類裂縫。
1.2塑性收縮裂縫
此類裂縫產生的主要原因是混凝土澆筑后,在塑性狀態時表面水分蒸發過快造成的。這類裂縫多在表面出現,形狀不規則、長短寬窄不一、呈龜裂狀,深度一般不超過50mm。產生的原因主要是混凝土澆注后3~4小時左右表面沒有被覆蓋,特別是平板結構在炎熱或大風天氣混凝土表面水分蒸發過快,或者是基礎、模板吸水過快,以及混凝土本身的水化熱高等原因造成混凝土產生急劇收縮,此時混凝土強度趨近于零,不能抵抗這種變形應力而導致開裂;炷林姓舭l和吸收水分的速度越快,塑性收縮裂縫越容易產生,而商品混凝土由于為了滿足可泵性、流動性、出機時混凝土的塌落度和砂率比普通混凝土大很多,早期強度低所以其水分特別容易散失,表面容易形成裂縫。
1.3溫度應力裂縫
此類裂縫產生的主要原因是由于混凝土澆筑后,聚積在內部的水泥水化熱不易散發,造成混凝土的內部溫度升高,而混凝土表面散熱較快,這樣形成較大的內外溫差,使混凝土內部產生壓應力,表面產生拉應力。如果在混凝土表面附近存在較大的溫度梯度,就會引起較大的表面拉應力,此時混凝土的
齡期很短,抗拉強度很低,如果溫差產生的表面拉應力,超過此時的混凝土極限抗拉強度,就會在混凝土表面產生表面裂縫。這種裂縫一般產生很早,多呈不規則狀態,深度較淺,屬表面性質。表面裂縫易產生應力集中,能促使裂縫進一步開展。
1.4施工工藝質量引起的裂縫
裂縫出現的部位和走向、裂縫寬度因產生原因而異,比較典型且常見的如下:a.鋼筋混凝土保護層過厚,或亂踩綁扎的上層鋼筋,使承受負彎矩的鋼筋保護層加厚,導致構件的有效高度減小,形成與受力鋼筋垂直方向的裂縫。b.混凝土震搗不密實、不均勻,出現蜂窩、麻面、空洞,導致鋼筋銹蝕或形成其它荷載裂縫的起源點。c.混凝土澆注過快,混凝土流動性較低在硬化前因混凝土振搗不足,硬化后沉實過大,容易在澆注數小時后發生裂縫,即塑性收縮裂縫。d.混凝土攪拌、運輸時間過長,水分蒸發過多,引起混凝土塌落度過低,使得在混凝土表面出現不規則的收縮裂縫。e.用泵送混凝土施工時,為保證混凝土的流動性,增加水和水泥用量,或因其它原因加大了水灰比,導致混凝土凝結硬化時收縮量增加,混凝土表面出現不規則裂縫。f.混凝土分層或分段澆注時,接頭部位處理不好,易在新、舊混凝土和施工縫之間出現裂縫。g.混凝土早期受凍,使構件表面出現裂紋,或局部剝落,或脫模后出現空鼓現象。h.施工時模板剛度不足,在澆注混凝土時,因側向壓力的作用使得模板變形,產生與模板變形一致的裂縫。i.施工時拆模過早,混凝土強度不足,使得構件在自重或施工荷載作用下產生裂縫。
1.5原材料質量引起的裂縫
混凝土主要由水泥、砂、骨料、拌和水及外加劑組成。混凝土所采用材料的質量不合格,可能導致結構出現裂縫。a.砂石含泥量超過規定,不僅降低混凝土的強度和抗滲性,還會使混凝土干燥時產生不規則的網狀裂縫。b.拌和用水及外加劑拌和用水或外加劑中氯化物等雜質含量較高時對鋼筋銹蝕有較大影響。采用海水或含堿泉水拌制混凝土,或采用含堿的外加劑,可能對堿骨料反應有
2裂縫的控制措施
2.1設計措施
(1)大體積混凝土底板宜在滿足抗彎及抗沖切計算要求下,采用C25~C35的混凝土,避免設計上“強度越高越好”的錯誤概念;在保證基礎有足夠強度,滿足使用要求的前提下,可利用混凝土60d或90d的后期強度,這樣可減少混凝土中的水泥用量,以降低混凝土澆筑塊體的溫度升高;大體積混凝土基礎除應滿足承載力和構造要求外,還應增配承受水泥水化熱引起的溫度應力及控制裂縫開展的鋼筋,以構造鋼筋來控制裂縫;另外大體積混凝土在配制時采取雙摻技術:摻高效減水劑使混凝土緩凝和加AEA微膨脹劑(摻量為水泥用量的10%),以補償混凝土的收縮。
(2)對高強混凝土應優化混凝土配合比,
在滿足強度等設計指標要求的情況下,摻加粉煤灰15%~40%,盡量減少水泥用量,降低混凝土水化熱溫升,提高混凝土的后期強度及抗裂能力;提高施工質量,縮短混凝土分塊長度,加強混凝土溫度控制,加強混凝土的養護。
影響
(3)建筑平面選型時在滿足使用功能的前提下,力求簡單,平面復雜的建筑物容易產生扭曲等附加應力,而造成墻體及樓板開裂;控
制建筑物的長高比,長高比越小,整體剛度越大,調整不均勻沉降的能力越強。
(4)合理的調整各部分承重結構的受力情況,使荷載分布均勻,盡量防止受力過于集中;減少地基的不均勻沉降,除了前述的措施外,基礎設計時可以采取調整基礎的埋深,來調整地基的不均勻變形,適當加強基礎的剛度和強度。
文章標題:淺談高層建筑混凝土結構裂縫的成因與控制措施
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