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浅谈普通现浇钢筋混凝土结构

信息来源:hunningtu.biz  时间:2008-12-05  浏览次数:123

  混凝土是一种非匀质脆性材料,在化学反应、荷载、温度和湿度变化等条件下,由于各种材料的变形不一致而在其间产生应力,造成骨料与水泥石的粘结面或水泥石本身微粒的粘结面产生微细裂缝。随着荷载的继续作用或进一步的温差和湿度变化,微细裂缝逐渐扩展、贯通,从而产生较大裂缝。
  一般情况下,微细的未贯通裂缝对使用并无多大危害;而大的裂缝会影响混凝土的受力,或使钢筋暴露在空气中造成锈蚀等,进而影响建筑的使用寿命。混凝土的裂缝是绝对性的,不可避免的。但我们可以尽量采取有效措施控制裂缝的数量和宽度,特别要避免出现有害裂缝。
  常见收缩和温差裂缝的产生原因
  现浇钢筋混凝土结构梁、板产生裂缝的原因,综合起来可以分为两大类:一是由于设计失误、施工不当等原因导致的结构性裂缝;二是由于混凝土本身的收缩和温差作用所产生的非结构性裂缝。有关资料统计及大量的工程实践表明,一般工程中结构性裂缝约为20%,大部分为收缩和温差裂缝约占80%,这些非结构性裂缝可以通过设计和施工阶段采取相应的技术措施预防,从而将其控制在现行规范所允许的范围内。
  从大量的工程实践中发现,建筑的收缩和温差裂缝所出现的位置与构件部位和形状关系的规律基本相同或类似。
  (1)建筑物两端楼梯间处的楼板平面刚度较小,容易产生裂缝,裂缝通常平行于板的长边并贯通梁侧。设计控制方法是加厚该处的楼板厚度,板面的负筋除了满足计算配筋要求之外,还应配置≥Φ8@200双向通长钢筋,梁两侧加设纵向构造腰筋。
  (2)楼板四大角裂缝。产生的原因是荷载、收缩及温差产生的应力向四角迭加成为剪力汇集区而引起的裂缝,一般呈45°角,距板角约600mm~1200mm,常为上下贯通。设计控制方法是除了满足计算配筋要求之外,在整块板的跨度范围内增设双向Φ6或Φ8@200钢筋网,且四角加密。
  (3)框架柱网外的悬挑梁板处的裂缝一般平行于板的短边并贯通封口梁侧。产生的主要原因是该位置的构件受外界温差影响产生较大的变形应力,因此外露梁板是温差裂缝的多发区域。设计控制方法是在板面长度方向构造筋Φ8@200通长。
  (4)屋面板是收缩及温差变形裂缝产生较多的地方,因此所有板的负弯矩筋不应切断。
  构造设计方面的控制措施
  1.合理设置伸缩缝和后浇带
  同一材料的收缩和膨胀线性系数为一定值时,其面积越大、体形越大,收缩或温差应力引起的变形及产生裂缝的可能性就越大。因此,合理设置长体形建筑的伸缩缝是控制混凝土温差变形裂缝的一项有效措施。设计人员必须严格执行规范,在其规定的最大间距内设置伸缩缝,并应根据当地环境气候及具体工程结构特点适当减小伸缩缝的间隔,以有效防止混凝土结构的温差裂缝。
  后浇带是当建筑体形较大、高度差较大以及不规则形状时,通常又不便设置伸缩缝,为了防止混凝土因沉降、收缩和温差变形产生裂缝,而特别浇筑的一种混凝土结构。设计施工图时应注意合理预留后浇带的位置,并明确提出施工注意事项。
  2.适当增大板厚和构件的配筋率
  在钢筋混凝土结构中,钢筋对于抵抗和控制收缩和温差变形而产生的裂缝,发挥着主导作用。现行规范中除了对混凝土构件的纵向配筋规定了最小配筋率外,还规定当温度等因素对结构产生较大影响时,需要适当增加构件的配筋率。我国一些地方夏、秋季昼夜温差很大,热胀冷缩的不断循环是造成混凝土结构产生温差裂缝的主要原因。部分工程实践表明,往往裂缝较多的构件,其配筋率较小,因此设计人员对此应该予以重视,在设计时要充分考虑工程所出区域的气候特点和建筑物的不同部位(如外露构件),适当增大构件的配筋率。
  常见的收缩和温差裂缝与楼面板、屋面板的厚度有关,如果设计时只计算竖向荷载而未考虑温差和收缩变形对楼板,特别是对屋面板和框架平面以外板件的影响,而采用了较薄的板件,则难以避免在温差和收缩应力反复作用下结构产生裂缝。另外,楼板厚度不够的情况下,施工偏差会影响到钢筋保护层厚度和负弯矩的有效高度而产生裂缝。如果工程中的楼板暗埋管线众多,也会直接影响楼板厚度,沿管线走向会产生集中应力而导致裂缝。为此,无论计算结果如何,即使板件跨度较小,也应该采取板厚≥100mm,且在温差影响大的重点部位使板面负筋双向通长。
  施工阶段的控制措施
  1.严格把关材料质量和配比关系
  为了有效控制现浇混凝土结构中收缩和温差裂缝的出现,我们在施工阶段更应该加倍重视,采取有效控制措施。首先要对所选用的各种材料进行严格的检查和验收,不合格材料一律禁止使用。同时,要按规定的各项技术标准做好混凝土配比设计,并进行试配试验。施工时选用良好级砂石骨料和低热或中热水泥,严格把关砂石含泥量和外加剂的掺用量,避免使用过量粉砂,严格控制水灰比和坍落度。
  2.切实做好混凝土的搅拌、运输、浇筑及养护等细节性工作
  混凝土的搅拌要严格按照规范进行,搅拌时间必须充足,配有外加剂的更要搅拌均匀,否则可能造成同一块板中混凝土的性质不同,收缩凝结不均匀而引起开裂。另外,使用外加剂的量必须计算准确,用法正确,要对各种外加剂与不同水泥的相容性匹配关系有明确标识。混凝土的运输、浇筑和振捣必须在初凝前完成并确保板厚,保持构件中各种钢筋的正确位置,专人负责振捣。混凝土浇筑后应防止过早在其上进行施工、堆积物料等活动。
  施工缝应按审批合格后的施工方案预留位置。雨季施工应采取防护措施,避免随意停工留缝。施工接茬处应该用钢丝刷清洗干净缝口,并扫水泥浆,必要时还要在接茬处设置钢丝网或采取其他可行措施防止产生收缩裂缝。混凝土的养护对控制混凝土的收缩裂缝起着举足轻重的作用。因此,混凝土浇筑完成后,必须掌握好养护时间,在规定时间内保持混凝土的湿度,控制其表面温度,避免混凝土的内外温差过大而导致裂缝。
  3.重视后浇带的施工
  关于后浇带的施工,还应该注意以下事项。后浇带的相邻板块两侧的模板应支撑牢固,模板在后浇带浇筑前不得拆除,且必须在后浇带补浇混凝土的强度达到设计强度后方可拆除支撑模板。另外,对后浇带施工缝部位的处理,要将施工缝两侧的旧混凝土表面凿毛,用水彻底冲刷干净,使旧混凝土充分湿润,再扫两次水泥浆后方能浇筑新混凝土,混凝土初凝后必须覆盖养护。后浇带施工缝的新浇混凝土的时间应根据工程的实际情况而定,一般应距原浇混凝土的时间不小于40天,补浇混凝土的强度应比原设计强度提高一级,并加入10%膨胀剂。
  由于收缩和温差变形这两大因素所产生的非结构性裂缝,在一般情况下尚不至于造成明显危害,但对工程质量和建筑结构的耐久性有一定影响,因此这些裂缝应当引起我们的高度重视。我们应该在实际工程中针对裂缝产生原因和易发部位,采取有效的设计控制措施及施工技术防范措施,从各个环节上下功夫,将非结构性裂缝严格控制在国家规范允许的范围内,以确保我们施工的建筑“万年常青”。  混凝土是一种非匀质脆性材料,在化学反应、荷载、温度和湿度变化等条件下,由于各种材料的变形不一致而在其间产生应力,造成骨料与水泥石的粘结面或水泥石本身微粒的粘结面产生微细裂缝。随着荷载的继续作用或进一步的温差和湿度变化,微细裂缝逐渐扩展、贯通,从而产生较大裂缝。
  一般情况下,微细的未贯通裂缝对使用并无多大危害;而大的裂缝会影响混凝土的受力,或使钢筋暴露在空气中造成锈蚀等,进而影响建筑的使用寿命。混凝土的裂缝是绝对性的,不可避免的。但我们可以尽量采取有效措施控制裂缝的数量和宽度,特别要避免出现有害裂缝。
  常见收缩和温差裂缝的产生原因
  现浇钢筋混凝土结构梁、板产生裂缝的原因,综合起来可以分为两大类:一是由于设计失误、施工不当等原因导致的结构性裂缝;二是由于混凝土本身的收缩和温差作用所产生的非结构性裂缝。有关资料统计及大量的工程实践表明,一般工程中结构性裂缝约为20%,大部分为收缩和温差裂缝约占80%,这些非结构性裂缝可以通过设计和施工阶段采取相应的技术措施预防,从而将其控制在现行规范所允许的范围内。
  从大量的工程实践中发现,建筑的收缩和温差裂缝所出现的位置与构件部位和形状关系的规律基本相同或类似。
  (1)建筑物两端楼梯间处的楼板平面刚度较小,容易产生裂缝,裂缝通常平行于板的长边并贯通梁侧。设计控制方法是加厚该处的楼板厚度,板面的负筋除了满足计算配筋要求之外,还应配置≥Φ8@200双向通长钢筋,梁两侧加设纵向构造腰筋。
  (2)楼板四大角裂缝。产生的原因是荷载、收缩及温差产生的应力向四角迭加成为剪力汇集区而引起的裂缝,一般呈45°角,距板角约600mm~1200mm,常为上下贯通。设计控制方法是除了满足计算配筋要求之外,在整块板的跨度范围内增设双向Φ6或Φ8@200钢筋网,且四角加密。
  (3)框架柱网外的悬挑梁板处的裂缝一般平行于板的短边并贯通封口梁侧。产生的主要原因是该位置的构件受外界温差影响产生较大的变形应力,因此外露梁板是温差裂缝的多发区域。设计控制方法是在板面长度方向构造筋Φ8@200通长。
  (4)屋面板是收缩及温差变形裂缝产生较多的地方,因此所有板的负弯矩筋不应切断。
  构造设计方面的控制措施
  1.合理设置伸缩缝和后浇带
  同一材料的收缩和膨胀线性系数为一定值时,其面积越大、体形越大,收缩或温差应力引起的变形及产生裂缝的可能性就越大。因此,合理设置长体形建筑的伸缩缝是控制混凝土温差变形裂缝的一项有效措施。设计人员必须严格执行规范,在其规定的最大间距内设置伸缩缝,并应根据当地环境气候及具体工程结构特点适当减小伸缩缝的间隔,以有效防止混凝土结构的温差裂缝。
  后浇带是当建筑体形较大、高度差较大以及不规则形状时,通常又不便设置伸缩缝,为了防止混凝土因沉降、收缩和温差变形产生裂缝,而特别浇筑的一种混凝土结构。设计施工图时应注意合理预留后浇带的位置,并明确提出施工注意事项。
  2.适当增大板厚和构件的配筋率
  在钢筋混凝土结构中,钢筋对于抵抗和控制收缩和温差变形而产生的裂缝,发挥着主导作用。现行规范中除了对混凝土构件的纵向配筋规定了最小配筋率外,还规定当温度等因素对结构产生较大影响时,需要适当增加构件的配筋率。我国一些地方夏、秋季昼夜温差很大,热胀冷缩的不断循环是造成混凝土结构产生温差裂缝的主要原因。部分工程实践表明,往往裂缝较多的构件,其配筋率较小,因此设计人员对此应该予以重视,在设计时要充分考虑工程所出区域的气候特点和建筑物的不同部位(如外露构件),适当增大构件的配筋率。
  常见的收缩和温差裂缝与楼面板、屋面板的厚度有关,如果设计时只计算竖向荷载而未考虑温差和收缩变形对楼板,特别是对屋面板和框架平面以外板件的影响,而采用了较薄的板件,则难以避免在温差和收缩应力反复作用下结构产生裂缝。另外,楼板厚度不够的情况下,施工偏差会影响到钢筋保护层厚度和负弯矩的有效高度而产生裂缝。如果工程中的楼板暗埋管线众多,也会直接影响楼板厚度,沿管线走向会产生集中应力而导致裂缝。为此,无论计算结果如何,即使板件跨度较小,也应该采取板厚≥100mm,且在温差影响大的重点部位使板面负筋双向通长。
  施工阶段的控制措施
  1.严格把关材料质量和配比关系
  为了有效控制现浇混凝土结构中收缩和温差裂缝的出现,我们在施工阶段更应该加倍重视,采取有效控制措施。首先要对所选用的各种材料进行严格的检查和验收,不合格材料一律禁止使用。同时,要按规定的各项技术标准做好混凝土配比设计,并进行试配试验。施工时选用良好级砂石骨料和低热或中热水泥,严格把关砂石含泥量和外加剂的掺用量,避免使用过量粉砂,严格控制水灰比和坍落度。
  2.切实做好混凝土的搅拌、运输、浇筑及养护等细节性工作
  混凝土的搅拌要严格按照规范进行,搅拌时间必须充足,配有外加剂的更要搅拌均匀,否则可能造成同一块板中混凝土的性质不同,收缩凝结不均匀而引起开裂。另外,使用外加剂的量必须计算准确,用法正确,要对各种外加剂与不同水泥的相容性匹配关系有明确标识。混凝土的运输、浇筑和振捣必须在初凝前完成并确保板厚,保持构件中各种钢筋的正确位置,专人负责振捣。混凝土浇筑后应防止过早在其上进行施工、堆积物料等活动。
  施工缝应按审批合格后的施工方案预留位置。雨季施工应采取防护措施,避免随意停工留缝。施工接茬处应该用钢丝刷清洗干净缝口,并扫水泥浆,必要时还要在接茬处设置钢丝网或采取其他可行措施防止产生收缩裂缝。混凝土的养护对控制混凝土的收缩裂缝起着举足轻重的作用。因此,混凝土浇筑完成后,必须掌握好养护时间,在规定时间内保持混凝土的湿度,控制其表面温度,避免混凝土的内外温差过大而导致裂缝。
  3.重视后浇带的施工
  关于后浇带的施工,还应该注意以下事项。后浇带的相邻板块两侧的模板应支撑牢固,模板在后浇带浇筑前不得拆除,且必须在后浇带补浇混凝土的强度达到设计强度后方可拆除支撑模板。另外,对后浇带施工缝部位的处理,要将施工缝两侧的旧混凝土表面凿毛,用水彻底冲刷干净,使旧混凝土充分湿润,再扫两次水泥浆后方能浇筑新混凝土,混凝土初凝后必须覆盖养护。后浇带施工缝的新浇混凝土的时间应根据工程的实际情况而定,一般应距原浇混凝土的时间不小于40天,补浇混凝土的强度应比原设计强度提高一级,并加入10%膨胀剂。
  由于收缩和温差变形这两大因素所产生的非结构性裂缝,在一般情况下尚不至于造成明显危害,但对工程质量和建筑结构的耐久性有一定影响,因此这些裂缝应当引起我们的高度重视。我们应该在实际工程中针对裂缝产生原因和易发部位,采取有效的设计控制措施及施工技术防范措施,从各个环节上下功夫,将非结构性裂缝严格控制在国家规范允许的范围内,以确保我们施工的建筑“万年常青”。

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