超長(zhǎng)混凝土收縮和溫度變形引起的裂縫最常見(jiàn), 這類(lèi)裂縫屬非結(jié)構(gòu)性裂縫, 裂縫很小時(shí)一般不致影響構(gòu)件承載力和結(jié)構(gòu)安全, 但裂縫很大時(shí)( 有害裂縫) , 就會(huì)影響結(jié)構(gòu)的耐久性和整體性, 同時(shí)也會(huì)造成使用上的不便。下面對(duì)如何防止和減輕超長(zhǎng)混凝土結(jié)構(gòu)收縮裂縫的設(shè)計(jì)提出一些建議,供有關(guān)人員參考。
1 溫度收縮裂縫的原因和特點(diǎn)
混凝土在硬化過(guò)程中, 由于水化作用引起體積收縮; 當(dāng)溫度變化時(shí)會(huì)像其它物體一樣產(chǎn)生熱脹冷縮, 尤其是超長(zhǎng)結(jié)構(gòu)更為明顯; 當(dāng)這兩種變形受到約束后, 在結(jié)構(gòu)內(nèi)部就會(huì)產(chǎn)生收縮應(yīng)力和溫度應(yīng)力, 這兩種應(yīng)力在混凝土中產(chǎn)生的主拉應(yīng)力分別超過(guò)混凝土抗拉強(qiáng)度, 主拉應(yīng)變超過(guò)混凝土極限拉應(yīng)變時(shí), 就會(huì)導(dǎo)致混凝土開(kāi)裂而形成收縮裂縫和溫度裂縫。此類(lèi)裂縫一般發(fā)生在混凝土澆注后半月至數(shù)月內(nèi), 主要影響的部位是應(yīng)力較集中部位及溫度變化較大的部位, 一般為底層和頂部數(shù)層梁板以及外墻、挑檐、欄板等外露構(gòu)件。
2 防止和減輕超長(zhǎng)混凝土結(jié)構(gòu)溫度收縮裂縫設(shè)計(jì)建議
2.1 設(shè)置混凝土后澆帶, 減少溫度裂縫
采取以放為主的原則進(jìn)行設(shè)計(jì), 在混凝土施工時(shí)采取后澆帶分段施工。新版高層規(guī)程和混凝土規(guī)范中規(guī)定: 每隔30m留出施工后澆帶, 其寬800～1000mm。由于混凝土收縮變形隨時(shí)間的增長(zhǎng)而增加, 初期收縮較快, 一個(gè)月時(shí)完成50%, 規(guī)范規(guī)定后澆帶混凝土在兩個(gè)月后澆灌, 此時(shí)混凝土收縮大約可以完成70%。這種在施工階段采取防裂措施, 是國(guó)內(nèi)外通用的減少混凝土收縮不利影響有有效方法。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注明以下幾點(diǎn):
(1) 后澆帶位置上, 板鋼筋采用搭接接頭, 以使兩側(cè)混凝土各自自由收縮, 梁主筋斷開(kāi)困難較多, 可不斷開(kāi)。
(2) 后澆帶處, 板、梁可附加鋼筋, 一般為斷開(kāi)處鋼筋面積的一半。
(3) 后澆帶應(yīng)從受力影響較小的部位通過(guò), 如梁板1/3跨度處, 連梁跨中等, 不必在同一截面上,可曲折而行, 只要將建筑物分開(kāi)兩段即可。
(4) 后澆帶兩側(cè)設(shè)鋼筋網(wǎng)片, 防止主體混凝土流入后澆帶。
(5) 后澆混凝土采用無(wú)收縮或微膨脹混凝土,強(qiáng)度較主體提高一級(jí)。
(6) 后澆帶支撐待混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度時(shí)方可拆除。
2.2 采取構(gòu)造措施控制減少混凝土應(yīng)力收縮執(zhí)行以防為主的原則進(jìn)行設(shè)計(jì), 對(duì)結(jié)構(gòu)應(yīng)力集中部位及溫度變化較大部位采取措施, 加強(qiáng)結(jié)構(gòu)整體性, 提高構(gòu)件抵抗變形開(kāi)裂能力。
(1) 加強(qiáng)屋面保溫措施, 采用高效保溫材料,設(shè)置外墻保溫層。
(2) 對(duì)有嵌固( 梁或墻) 的現(xiàn)澆板, 應(yīng)沿支撐周邊配置上部構(gòu)造鋼筋, 且在板角處沿兩個(gè)方向布置或按放射狀布置。
(3) 根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn), 新版混凝土規(guī)范將現(xiàn)澆板單向板分布鋼筋的間距和數(shù)量都有提高, 單位長(zhǎng)度上的分布鋼筋不小于受力鋼筋面積的15%, 且不小于板截面的0.15%, 分布鋼筋最小為Φ6@250。
(4) 在溫度收縮應(yīng)力較大的現(xiàn)澆板中, 如一層和頂層, 在表面應(yīng)布置雙向溫度收縮鋼筋, 支座處要滿(mǎn)足受力要求。
(5) 框架梁及現(xiàn)澆梁高≥600mm者均設(shè)2Φ12腰筋, 腰筋細(xì)而密間距不大于200mm。
(6) 檐口板, 外露欄板應(yīng)雙面雙向配筋, 上下端間各配2Φ10溫度抵抗筋, 新版混凝土結(jié)構(gòu)規(guī)范規(guī)定間距12m設(shè)置一道20mm寬溫度伸縮縫。
(7) 控制混凝土強(qiáng)度不宜大于C35, 強(qiáng)度高混凝土收縮性大, 易產(chǎn)生裂縫。
2.3 采取外加劑和施加預(yù)應(yīng)力補(bǔ)償混凝土收縮
(1) 在混凝土中加入外加劑, 產(chǎn)生少量預(yù)壓應(yīng)力來(lái)補(bǔ)償混凝土硬化過(guò)程中產(chǎn)生的收縮應(yīng)力和溫度應(yīng)力, 從而使裂縫控制在無(wú)害范圍內(nèi)。這種施工方法, 可減少后澆帶或不設(shè)后澆帶。
(2) 預(yù)應(yīng)力混凝土可增強(qiáng)梁板剛度, 所產(chǎn)生的預(yù)應(yīng)力可抵消由于混凝土溫度變化和收縮產(chǎn)生的軸向拉應(yīng)力, 減少或消除混凝土開(kāi)裂的可能性, 從而達(dá)到擴(kuò)大伸縮縫間距, 不設(shè)后澆帶。所施加的預(yù)應(yīng)力必須是專(zhuān)門(mén)用于抵消溫度收縮的預(yù)應(yīng)力。
3 結(jié)語(yǔ)
對(duì)于不同建筑應(yīng)結(jié)合各自特點(diǎn), 注重概念設(shè)計(jì), 對(duì)裂縫采取放、防、抗相結(jié)構(gòu)的構(gòu)想, 設(shè)計(jì)者不能簡(jiǎn)單地采取某些措施就草率地增大伸縮縫間距, 而應(yīng)通過(guò)有效的分析或計(jì)算, 結(jié)合加入外加劑( 預(yù)應(yīng)力) 的辦法以解決超長(zhǎng)混凝土長(zhǎng)期使用過(guò)程中, 受溫度等外界影響的應(yīng)力收縮。
參考文獻(xiàn)
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