高层混凝土结构的裂缝分析

高层混凝土结构的裂缝分析

摘要：随着我国经济的高速发展以及综合国力的提高,高层建筑得到迅猛的发展,建筑高度不断增加,建筑类型与功能也更加复杂。在高层建筑施工中往往容易出现裂缝、以及高层建筑结构的主要受力部位;在混凝土施工中产生的裂缝原因进行分析,并就此提出设计与施工裂缝控制措施供参考

关键词：混凝土裂缝裂缝控制

近年来,全国的房地产业大力快速的发展,高层建筑在住宅中的相对比也快速的增加,因而人们对高层建筑质量以及安全性也高度关注。随着高层建筑建筑物的不断增加,大空间的发展要求,层数的增加而混凝土强度设计也不断加强,,当前某些高层建筑已达到强度标号为C80高强混凝土,导致预制构件结构中混凝土结构产生裂缝已成为司空见惯的现象,相当一部分的裂缝对结构的应力和正常使用没有什么危害,但是,裂缝的存在会直接影响到建筑物的整体性,耐久性,存在一定应力集中的问题,应尽可能的给予关注,避免出现裂纹或将裂缝控制在允许的范围内。

1、混凝土裂缝的危害

在高层建筑,混凝土裂缝产生的原因有很多,高强度混凝土中使用都是的关键部位,因此,裂缝的危害比低强度混凝土更严重。如地下室,地下变电站,地下人防工程,地下室墙体混凝土的不同层次,不同数量的裂缝和裂缝,垂直裂缝,会产生大量的渗漏水,地下工程使用性能下降或不能使用;大体积混凝土开裂以后,其性能差别很大,直接影响耐久性,在渗漏过程将加速,使混凝土的破坏,严重影响结构的长期安全性和耐久运行。

2、高层建筑施工中几种易产生的裂缝分析

2.1 大体积基础混凝土板的裂缝分析

越来越多的高层建筑,超过2m底板厚度有经常看见。大体积基础砼板在施工的过程中很容易产生裂缝。为了控制大体积混凝土中有害裂缝的出现和发展,要从尽可能降低混凝土的水化热、控制混凝土的内外温差,改善约束条件和设计构造,减小混凝土收缩,提高混凝土的极限拉伸强度等方面采取措施。大体积混凝土裂缝产生的原因可分为2类;一类是结构型裂缝,是由外荷载引起的。浇注后许多混凝土水化热,由于气温上升,内部和表面传热不同温度条件下,高,低表面温度,使内部混凝土会产生压应力,而在外表面的拉应力,当应力超过混凝土的抗拉强度时,二类是材料裂缝;另一种是通过裂缝的大体积混凝土浇筑,混凝土的早期,在加热阶段和塑性状态,混凝土的弹性模量小变形,应力很小,随着逐渐冷却的混凝土和混凝土变形造成的多余的水分蒸发造成的混凝土收缩变形,由于受基础强强约束,不能自由收缩,也引起的拉应力,当拉应力超过混凝土的抗拉强度时,混凝土内部裂缝,甚至最后有可能形成贯穿裂缝。为解决上述2种裂缝的问题,必须进行合理的温度控制。

2.2 地下室混凝土墙板及楼板的裂缝分析

地下室墙板的裂缝产生,与基础大体积混凝土产生裂缝的原因,有着相同之处,即混凝土在硬化过程中由于失水会产生收缩应变,在水泥水化热产生的升温达到最高点以后的降温过程会产生温度应变。但又有其特点: 一是墙板受到基础、外围楼板受到地下室外墙的极大约束,这种约束远大于桩基对基础的约束,产生贯穿裂缝的机率大。二是内墙板及楼板受环境温度影响较大。三是内外温差小,产生

表面裂缝的机率小。四是养护困难,散热快、降温速率大,混凝土的松驰徐变优势难以利用,在气温骤变季节尤其注意。

2.3 高强混凝土裂缝分析

如今高层建筑中已已经普遍使用C40～C60中高强混凝土,随着科学技术的迅速发展,C80～C120的高强混凝土在施工中已有应用。高强混凝土由于采用的配合比设计多为低水灰比、水泥高标号、高水泥用量、使用高效减小剂及掺加超细矿粉。这样其收缩机制与普通混凝土就有所不同。

2.4 施工不当造成的楼板裂缝

钢筋和混凝土施工造成楼板裂缝的原因有很多,其中包括钢筋、混凝土、模版等各方面。钢筋位置的保证及保护,钢筋位置的不准确也是混凝土楼板裂缝的主要因素。一般高层混凝土都是由泵机运输,由于装载不当等原因造成的裂缝。例如使用2次接力泵送混凝土的时候,泵机在没有经过加固的楼板上运行,地板的振动冲击载荷,在一定程度上给处于弱势的地位造成裂缝,荷载也是造成楼板裂缝的原因之一。模板方面的原因包括没有按规范要求进行搭设及模板支撑体系的刚度偏小,过早拆除也是造成裂缝的主要原因。

3、混凝土裂缝预防措施

3.1 设计方面

首先在设计上尽量采用小直径小间距板筋配筋方式;尽量采用双层双向的配筋方式,并对楼板阳角等容易产生裂缝的部位采取加强措施;对楼板中管线直径较大的或较集中的部位采取有针对性的处理,例如;架设钢筋网片,特别是对管线集中的部位尽量避免立体交叉,如果确实无法避免应采用适当加大楼板厚度或按预留空洞的方式进行处理。

3.2 施工方案的制定

建设施工方案应主要确定某些灌注量,施工缝间距,位置和结构,浇注时间,运输和振动等。一次浇筑长度施工由垂直施工缝分割,最好安排在变截面或能承受拉伸,剪切,弯曲应力小的部分。层次定位应该是在变截面,或远距离受拉伸钢筋混凝土受压区中的位置,确定浇注时间应尽量避免日夜温差大时施工。

3.3 施工方面

(1)对钢筋片网的保护,特别是上层钢筋,按要求布置绑扎马镫铁,其纵横的间距不超过600。(2)混凝土配合比优化设计。强度设计指标要求的情况下,添加粉煤灰25%-40%减少水泥用量,降低混凝土水化热温升,提高混凝土的后期强度和抗裂性。(3)钢筋和模板的安装位置应准确,安全,避免施工变形。钢和铁的氧化物去除污垢,以免影响粘结应力。(4)加强混凝土浇注过程中的振动控制,确保混凝土内部组织密度,提高可扩展性的混凝土;钢筋混凝土温度控制。高强度混凝土在高层建筑比其他低强度混凝土更难控制。高强度混凝土温度控制有其特殊性,低强度混凝土相比,龄期3～7的左右温度增加远远大于其强度的增加。因此有必要采取较平均,强度低的混凝土温度控制措施。在混凝土施工降低浇注温度,最高温升降低,初始温差,减少表面张力目的。

4、结语

通过对混凝土裂缝产生的原因及防治措施进行观察、分析、总结,相信随着高层建筑中混凝土在民用工程中的普遍应用,对其裂缝的防治措施会不断的提高。

参考文献

[1]GB50204-2002.混凝土结构工程施工质量验收规范[S].