時間:2015年04月15日 分類:推薦論文 次數:
摘要:鋼筋混凝土現澆樓板裂縫是最常見的問題之一,根據工程中處理裂縫的經驗以及溫度應力的本質,工程界提出了“抗”與“放”的裂縫控制原則,通常根據這兩種方法來解決因未設置伸縮縫而產生的溫度應力。“抗”與“放”的原則在實際工程中應用比較普遍,本文主要從設計、材料和施工等多個方面對其進行了具體的闡述和討論。
關鍵詞:內蒙古核心期刊,超長鋼筋混凝土現澆樓板,裂縫控制,后澆帶,預應力
1、引言
鋼筋混凝土現澆樓板由于整體性好、耐久性好和抗震性能好等優點,近年來已廣泛應用于工業建筑與民用工程。但是,鋼筋混凝土現澆樓板,尤其是超長樓板經常會出現一些裂縫,這些裂縫在混凝土澆筑成型初期往往是無方向性的,并且長度和寬度都較小,對構件沒有構成危害,但隨著混凝土齡期的增長,在外荷載和環境溫度的反復作用下,裂縫逐漸變大,從而引起鋼筋腐蝕,構件抗裂安全度降低,構件有效截面積減小等。對于裂縫的控制工程界提出了“抗”與“放”的原則,通常根據這兩種方法來解決因未設置伸縮縫而產生的溫度應力。
所謂“抗”就是在結構中加入一定的壓力來抵抗溫度變化帶來的拉應力,具體說來就是使結構材料具有足夠的抗拉強度和極限拉伸來抵抗約束內力。其方法有很多,預應力方法就是一個典型代表。在對溫度應力進行計算以后,有針對性地設置預應力鋼筋,通過張拉在樓板中預先引入一定程度的壓應力來抵消因混凝土收縮而引起的拉應力,這種方法對解決平均溫度應力較有效,能達到限制裂縫寬度的目的。其他方法有選用高強材料、使用膨脹劑、摻加纖維、組合結構(如鋼管混凝土)等等。
所謂“放”就是使材料和結構具有大的變形能力以減小構件間的相互約束,也就是說通過減少或減弱結構的約束條件來達到釋放溫度應力的方法。首先,可以在保證結構安全的基礎上通過減小豎向構件如墻、柱的側向剛度,使得原來側向變形較大的柱子對上部樓層側向變形的約束程度降低,以達到大幅度減小梁柱、樓板結構中的溫度應力。其主要方法有設置伸縮縫、安裝橡膠支座、設置滑動層、將柱一分為二減小構件尺寸等等。
采用“抗”的措施時,必須有足夠的強度設備;然而采用“放”的措施時需有充分的變形余地。工程中,一般較多采用“抗放兼施,以抗為主”。在采取具體的防治方法時,主要從三個方面考慮:結構的設計,材料的選取以及施工方法的選擇。
2、設計方面
2.1 結構型式
超長混凝土結構的選型對裂縫的發展有很大的影響。混凝土樓板裂縫主要是溫度應力引起的,合適的結構型式可以減小溫度應力,減少裂縫的發展,所以,承重框架布置在受溫度應力影響最大的方向和結構長度相對較短的方向上。超長結構的溫度應力歸因于約束,那么要控制應力,首先要先從約束著手。邊柱的抗側剛度較其他柱對約束貢獻較大,對于超長混凝土框架結構,應盡量采用大柱網,若有條件,在邊柱可設置橡膠支座。
2.2 配筋
在控制混凝土裂縫問題上,加強配筋也是目前比較可行的現實途徑之一。超長混凝土裂縫產生的主要原因是結構內部的應力超過了結構的極限抗拉應力。所以,一方面可以采取減小應力的方法來控制裂縫的開展,另一方面也可以采取提高結構的抗拉能力來防止裂縫的產生。為了控制超長混凝土結構裂縫的出現,對現澆板除應配置滿足構件承載力及構造要求的鋼筋外,在結構允許的范圍內,盡量采用直徑細、根數多的方法,即細筋密配,增強構造配筋,以控制混凝土收縮裂縫的發生。
2.3 設置后澆帶
目前對于超長混凝土裂縫控制的問題,工程上多采用設置后澆帶來解決。現澆混凝土構件通常在硬化過程的初期就會完成大部分干縮變形量,在正常情況下,混凝土達到設計強度后再發生的變形量就很小了。因此,在施工過程中可以在適當位置留置后澆帶,在大部分變形量完成后再用高一個標號的混凝土澆筑后澆帶,就可以最大限度地避免有害裂縫的出現。后澆帶應貫穿整個橫斷面,設置在結構受力較小的部位。小跨梁開間或受力較小的部位,后澆帶一般設置在梁跨三分之一處。平面布置時,梁應平行于后澆帶以免產生太多斷梁。按高規規定,后澆帶間距為30m-40m,具體工程應綜合考慮建筑物長度、氣候和結構的約束情況等。
3、材料方面
3.1 水泥的選擇
混凝土強度和耐久性的增強主要取決于水泥的性質,當使用不合格的劣質水泥配制混凝土時,常導致混凝土構件的裂縫和破壞,因此,應嚴格控制水泥的質量。同時,水泥的品種對混凝土的收縮影響較大,水泥的含量不同,收縮量大小也有差異。從降低收縮量的角度考慮,我們一般可選用粉煤灰水泥或者普通硅酸鹽水泥,不易選擇早強水泥,忌選擇細度太細或標號太高的水泥。另外,混凝土中的水泥用量也會對混凝土的收縮產生影響。目前,在高層建筑中經常通過增加水泥用量來提高強度等級,這必然增大水泥的水化熱,從而加劇超長樓板的溫度收縮,裂縫開展嚴重。
3.2 骨料的選擇
合理選用粗骨料的粒徑和顆粒級配,可以降低粗骨料的空隙率。混凝土中,骨料主要起約束作用,因此提高骨料質量,增加粗骨料數量,適當降低砂率有利于減少混凝土的收縮,其中提高骨料質量是基礎。我們易選擇彈性模量較大的骨料(粗骨料),如白云巖、石灰巖、石英巖,忌用砂巖,不要為了滿足泵送施工流動性的要求而選擇粒徑太小的骨料,那樣容易造成收縮量的增加。
3.3 合理配料
從增加極限拉應變和降低收縮方面考慮,需如下配料:水灰比小、水泥用量較少,粗骨料含量較大。目前廣泛應用的泵送商品混凝土的供料方式以及強度等級對配料的要求卻與上述原則矛盾。然而,“雙摻技術”是解決這一矛盾的有效辦法。“雙摻技術”就是在混凝土中摻加粉煤灰和減水劑。粉煤灰的微珠效應和火山灰活性效應,優良性質的粉煤灰在一定摻量下(水泥重量15%-20%)混凝土強度增加,密實度增加,收縮變形有所減少,泌水量降低,坍落度損失變小。
4、施工方面
4.1 確保混凝土施工質量
混凝土施工質量對超長混凝土結構樓板是否開裂十分重要。若混凝土質量好,70m 長的混凝土結構也不會開裂(不采取其他手段);相反質量不好,30m 長也會裂得十分嚴重。在建筑材料上,降低水泥用量、正確的水灰比、骨料的級配好、保證砂石質量、加強養護等等都能減少混凝土的收縮量,確保混凝土的施工質量。同時,加強混凝土的攪拌和振搗,提高混凝土的密實度。
4.2 預應力技術
無粘結預應力技術作為一種主動抗裂措施,運用在超長結構中可以取得比較好的效果。施加預應力的混凝土結構,特別是超長混凝土結構,在齡期5天左右張拉部分預應力筋(約20%),待混凝土達到設計強度后結合結構施工順序再張拉全部預應力筋, 這樣可增強梁板剛度。通過張拉預應力鋼筋使得混凝土中產生較大的預應力,可基本抵消混凝土的溫度應力和混凝土收縮時產生的拉應力,從而達到擴大溫度伸縮縫間距不設后澆帶的目的。
4.3 混凝土添加劑的選擇和樓板的澆筑時間
混凝土早期膨脹大,后期的收縮也大,混凝土更易開裂。考慮結構強度安全,膨脹不需太大且在硬化14d 基本結束。可以選用膨脹率不大但后期收縮小的添加劑。同時使用添加劑時,應注意其對混凝土養護的要求。溫度應力對混凝土結構的影響主要是溫度下降引起的混凝土開裂,所以超長混凝土結構澆筑的時間以較冷的季節為好。
5、結束語
混凝土裂縫形態多種多樣, 混凝土結構產生裂縫的原因也較為復雜。從裂縫的起因分析,可以分為為:混凝土結構受力裂縫、混凝土的塑態裂縫、混凝土變形約束裂縫、混凝土化學反應脹裂。針對裂縫形成的不同原因,有目的性的采取預防處理辦法,從設計、材料和現場施工管理等方面做到嚴格控制和規范施工,就一定可以有效的緩解鋼筋混凝土現澆樓板裂縫的發生。
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