钢筋混凝土结构裂缝的成因及控制研究.pdf
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1、123钢筋混凝土结构裂缝的成因及控制研究毛文发(福建炬鑫建设工程有限公司,福建 福州 350001)2023 年第 4 期(总第 225 期)散 装 水 泥Bulk Cement作者简介:毛文发(1975-),男,福建福州人,本科,工程师,研究方向:建筑工程施工。摘 要:随着各地城市化建设水平日益提高,建筑工程项目整体规模和数量均呈明显上升趋势。文章结合实际案例从多个方面分析钢筋混凝土结构出现裂缝的原因,并以此为基础研究、总结相应的控制方法,具体包括设计控制、材料控制、温度控制、施工及养护控制等措施。关键词:建筑工程;钢筋混凝土结构;裂缝;成因及控制中图分类号:TU755文献标识码:B文章编号
2、:1007-3922(2023)-04-0123-03钢筋混凝土结构凭借可塑性、整体性较强的优势,广泛应用于建筑工程领域,但是,其也存在缺点,即裂缝通病。若出现裂缝且未及时处理,将严重影响建筑结构的安全稳固性。在注重工程质量的当下,分析建筑工程钢筋混凝土结构裂缝的成因与控制措施确属必要。1 工程概况本次工程为宁德市狮城镇尚品云山名城(三期)7#10#楼、地下室、2#4#配电房工程,整体结构为钢筋混凝土结构,地下室 1 层,地上 27 层,抗震等级7级以上,总建筑面积65 800m2。尚品云山名城(三期)建设规模大,整体造价较高。2 钢筋混凝土结构裂缝成因2.1 设计因素不合理的结构设计带可能导
3、致以下裂缝:(1)扭矩与剪力作用下产生的裂缝。当建筑结构承受较大荷载时,可能导致结构产生某一方向上的裂缝。(2)地基沉降产生的结构裂缝。若结构设计缺乏地基强度的考量,一旦地基出现沉降现象,会导致结构出现由下向上延伸的裂缝,集中于结构刚度薄弱区域,进而影响钢筋混凝土结构的完整性。本工程楼建项目较多,建筑平面存在较多转角,在应力集中的情况下容易形成薄弱部位,此类部位是结构裂缝出现的高发区域,且整体较为隐蔽,不易被发现,因此,设计因素在钢筋混凝土结构裂缝中的影响力更大。2.2 材料因素混凝土材料的优点是易塑性、经济性、安全性较高,缺点是自重大、延展性差、抗拉强度低等。材料因素是引发结构裂缝的主要因素
4、,具体体现在以下几个方面:(1)水泥质量参数不达标,集料粒径过细,整体含泥量超出标准水平等。(2)骨料内含有导致结构再生的有害物质,使整体结构体积发生变化。(3)由于混凝土性能不稳定,容易出现离析分层等现象。2.3 温度因素钢筋混凝土结构的温度裂缝是指内约束裂缝和外约束裂缝,形成原因是内外温差。其中,内约束裂缝主要是因为混凝土内外温差较大,形成裂缝,尤其在冬季,钢筋混凝土表面温度降低,极易在结构 30mm 深度处产生裂缝,但对整体结构不会产生较大影响;外约束裂缝同样由降温导致,但主要因平均降温参数过大导致。在房屋建筑工程的大体积混凝土浇灌作业完成后,结构需经过一段时间的硬化,这一阶段水泥将放出
5、较多的水化热,钢筋混凝土结构内部温度提高,散热缓慢,随着与外界环境温差的逐渐加大,出现拉应力,待其冷却降温时,在荷载等其他力的影响下,拉应力可能会大于结构抗拉强度,进而出现裂缝。2.4 施工及养护因素No.4,2023Serial.No.225124由施工不当引发的钢筋混凝土裂缝也较为常见,本工程建设规模较大,在浇筑、制作、拆模、运输、吊装等过程中,过厚的保护层、已绑扎的上层钢筋质量损伤等,极易造成垂直于受力钢筋的裂缝;或是混凝土振捣不密实、钢筋锈蚀、后期养护不到位等,均会导致结构表面出现收缩裂缝。3 钢筋混凝土结构裂缝控制措施3.1 完善结构设计为有效降低设计因素对钢筋混凝土结构裂缝的影响,
6、可从以下几个方面入手:(1)做好荷载分析。围绕房屋建筑结构中的刚度要求,明确荷载水平,控制结构承重性能与荷载之间的偏差。(2)增加沉降缝设计。工程所在的宁德市为亚热带季风气候,可通过沉降缝设计避免裂缝的形成与扩大。在开展房屋主体结构设计时,应综合考量周围环境,合理预测可能出现裂缝的范围,从而根据应力大小的限制,控制裂缝的影响范围。以本工程中的剪力墙连梁为例,运用 SAP2000 有限元分析软件进行分析,取得主应力轨迹,通过软件分析与计算结果得知,存在一条斜向拉应力贯穿连梁。主应力迹线如图1所示。两端应力较大,极易于连梁与墙肢交界处产生裂缝。为此,设计单位在钢筋混凝土结构设计中合理增加了沉降缝设
7、计,在遵从环境因素、简化设计原则的基础上,针对裂缝的高发区域落实完整的结构设计,并采取构造措施,减小应力影响,同时,科学设计地基处理方案,有效提升地基各项性能,将沉降量控制在合理范围内,有效减少结构裂缝的形成,细小裂缝的延伸空间也十分有限。图 1 主应力迹线3.2 结构施工材料控制为减少结构裂缝,可加大材料控制力度,具体如下:(1)优选混凝土级配,确保其具有良好的抗拉性能。(2)尽可能降低水灰比,减少坍落度,适当加大骨料粒径,杂质含量与含泥量均要控制在合理范围内。(3)立足于工程实际需求选择水化热反应较小且能够有效影响收缩的掺合料与外加剂。(4)科学规划材料运输路线,尽量选择路况平缓、运输距离
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