框架剪力墙结构裂缝成因分析与施工控制措施研究论文

框架剪力墙结构裂缝成因分析与施工控制措施研究

摘要：加强框架剪力墙结构裂缝成因分析与施工控制措施的研究是十分必要的。本文作者结合多年来的工作经验，对框架剪力墙结构裂缝成因分析与施工控制措施进行了研究，具有重要的参考意义。

【关键词】框架-剪力墙裂缝控制措施

中图分类号： tu398+.2 文献标识码： a 文章编号：

一、框架-剪力墙结构裂缝产生原因目前建筑市场普遍采用商品混凝土进行现浇, 但如果使用的是大粉煤灰掺量的混凝土、性能低的外掺剂或细度模数低、含泥量高的中细砂, 都将导致混凝土性能下降和收缩裂缝的增多。另外混凝土是一种人造混合材料, 为抗拉性能很低的脆性材料, 在施工和使用过程中, 当发生温度变化、湿度变化、地基沉降不均匀、结构受荷、设计构造不当、徐变时, 极容易产生裂缝。因此混凝土的搅拌、运输、浇筑、振捣各道工序中的缺陷和疏漏,都可能是裂缝产生的直接或间接原因。

1、混凝土的收缩裂缝干缩裂缝: 混凝土在制备的过程当中, 水泥、掺和料与水拌合后体积膨胀, 但入模成型后, 随着混凝土水化作用的发生, 混凝土中的部分水分被吸收、部分水分蒸发, 体积将有一定的缩小。混凝土的体积收缩, 使其产生应力, 当收缩快和大时混凝土就会产生裂缝。由于内部温差产生的混凝土收缩裂缝: 当框架柱与墙连体时, 框架柱的混凝土大量发热膨胀时, 墙体已经开始降温收缩, 两个构件之间产生的温差导致变形不同步, 所

以在柱子附近和墙体中间就会出现裂缝。

2、内部约束和外部约束引起的裂缝由于高层框剪结构为超静定结构, 故存在多余约束。墙体受到的内部约束主要有: 混凝土墙内钢筋对混凝土收缩变形的约束; 墙体内收缩变形小的部分对收缩

变形大的部分的约束; 墙体内暗梁、柱对墙体收缩变形的约束; 较长的混凝土墙端部与中部收缩变形的相互约束。墙体受到的外部约束主要是基础和墙体以下的底板, 墙体顶上的楼板和梁, 墙体两

端的附墙柱或电梯井等。当墙体的混凝土收缩变形产生内应力时, 若外约束很强,产生的内应力不能形成约束变形, 则墙体混凝土开裂。

3、由建筑物形体和结构构件断面的影响产生的裂缝框架柱是高层建筑的主要传承力构件, 当地基出现沉降或基础发生压缩下沉时, 墙体在基础边线部位产生剪力将导致裂缝出现。根据实际经验, 矩形、方形、梯形等直线段较多的平面形状, 墙体产生的裂缝较多, 而曲线、弧线、折线较多的建筑物墙体裂缝较少。原因在于直线是两点之间的最短距离, 当直线墙发生收缩变形时的内约束力很大, 墙体在直线方向无伸展的余地; 而曲线、弧线、折线等使墙体有一定的伸展余地, 内约束力比直线墙小。

4、施工过程中的外力作用产生的裂缝施工过程中如果未严格按照施工程序作业, 导致产生的一些集中荷载都会使墙体产生裂缝,

如模板工程中, 墙两侧的模板如未同时拆除, 而是先拆了一侧,

则未拆的一侧模板独自支撑给新浇筑的混凝土墙一个侧向的压力;

若模板支撑较紧,也会使混凝土墙产生裂缝。

二、框架-剪力墙结构裂缝的控制措施

1、原材料的控制由于在剪力墙中配筋很多、很密，为了保证混凝土在结构中的最紧密填充，应当控制石子的最大粒径和粗细集料级配。如石子粒径较大，石子容易卡在钢筋中间，或钢筋与模板之间。由于砂浆的收缩比混凝土的收缩大，从而导致在拆模后一段时间在钢筋的下方会产生裂缝。砂石料的含泥量必须严格控制，当砂石料含泥量超过规定，不仅增加了混凝土的收缩，同时又降低了混凝土的抗拉强度，容易引起裂缝。由于墙板结构施工中的水化热及收缩很可观，所以应尽可能选用低水化热、低收缩的水泥。一些施工单位为了追求较快的施工进度，盲目使用高早强水泥，但是高早强，必然导致高收缩及水化热峰的提前出现，这对控制墙板裂缝是很不利的。

2、从施工组织来来控制对于±0.000m以上的墙体，出现裂缝的可能是较小的，容易出现的裂缝是冷缝和分层缝。这些都是由于施工组织不合理造成的。在施工中应防止侧模的偏移，开始浇注时应加强对墙根部的振捣，以防止产生烂根现象。混凝土的运输应均匀连续，防止产生冷缝或施工缝。采用科学合理的施工组织设计，根据混凝土的凝结时间对混凝土的浇注施工及混凝土搅拌站的混凝土供应做合理的协调，使上层混凝土在下层混凝土浇注后3~5h 内浇筑（不是控制在下层混凝土的初凝之前）。混凝土的初凝时间并不是混凝土不致出现冷缝的终凝时间，实际上在此时浇注混凝

土，上下层混凝土的结合已经很弱，如在混凝土接近初凝之时，对混凝土进行振动，同样也会在新旧混凝土之间形成一层薄弱层，影响结构的整体性，形成冷缝。为防止产生分层缝，在浇筑上层混凝土时，捣棒应插入下层混凝土5~10cm，以利于两层混凝土充分结合。同样，分层缝的出现也将使混凝土的整体性能降低。对于箱型基础中底板上长墙的裂缝往往是难以避免的，这种裂缝可通过设置温度钢筋来克服，通过配置一定数量的温度钢筋，并采用细而密的构造钢筋，使构造钢筋起温度钢筋的作用。同时在底板上外墙混凝土浇筑时，应注意分段施工，合理分段，避免长度过长，应设置温度伸缩缝或后浇缝。对墙体的养护效果往往不很理想，在拆除模板后刷上一层养护剂，可防止混凝土内部水分的过度挥发，并应进行充分的浇水养护，以保证水泥的充分水化。

3、从结构设计来控制为防止墙板结构的裂缝，在结构设计方面主要应考虑好温度钢筋的设计（水平筋），充分利用构造钢筋的作用以减小墙板结构的温度应力和收缩应力。由于引起墙板裂缝的主要因素是水化热及降温引起的拉应力，所以必须尽可能减少入模温度，应分层散热浇灌，预防激烈的温、湿度变化，为混凝土创造充分应力松弛的条件。应避免结构突变（或断面突变），产生应力集中，导致应力集中裂缝。当不能避免断面突变时，如在孔洞和变断面的转角部位，由于温度收缩作用，也会引起应力集中，此时应作局部处理，做成逐渐变化的过度形式，同时加配钢筋。

4、配筋对控制裂缝的作用钢筋会约束收缩，但不能阻止收缩，

它对钢筋混凝土收缩的约束作用会在混凝土中产生拉应力，在钢筋内引起压应力。增加钢筋数量会减少收缩，但会增加混凝土的拉应力，如果钢筋很多，约束可能会很大，也足以引起混凝土开裂。钢筋混凝土中配筋率对混凝土中自约束有很大的影响。“适当”的构造配筋能够提高混凝土的极限拉伸，对控制混凝土的温度收缩裂缝及收缩裂缝有积极的作用。在墙板结构中，采取增配构造钢筋的措施，使构造钢筋起到温度筋的作用，能有效地提高混凝土的抗裂性能。构造筋的配筋原则应做到“细一点、密一点”。即配筋应尽可能采用小直径，小间距设计。提高混凝土结构的含钢率或减小钢筋直径都可提高材料的抗裂性能，但减小钢筋直径、加密间距要比提高含钢率效果明显一些。采用直径8~14mm的钢筋和100~150mm间距是比较合理的，结构全截面的配筋率不宜小于0.3%，应在

0.3%~0.5%之间。受力筋如能满足变形的构造要求则不再增加温度筋；构造筋不能起到抗约束作用的，应适当增加温度筋。

参考文献：

[1] 张庆,郭远东.钢筋混凝土空心剪力墙与同体积实心钢筋混凝土剪力墙的抗震分析[j]. 通化师范学院学报. 2012(06)

[2] 付强,江书瑭.剪力墙结构优化设计的研究[j]. 山西建筑. 2012(22)

[3] 刘忠.短肢剪力墙设计在新高规中的变化[j]. 林业科技情报. 2012(02)

[4] 王永伟,李冰.框-剪结构体系剪力墙数量确定[j]. 价值工